Kawa i geny

12/12/2018

Powracamy do tematu kawy po kilku miesiącach, a konkretniej do jednego z jej składników - kofeiny, która jak wiemy, pobudza nasz organizm. Filiżanka czarnego naparu przed sesją treningową uważana jest za całkiem niezły pomysł, sama zresztą kofeina znajduje zastosowanie w ogromie "przedtrenigówek" dostępnych na rynku. Pytanie jednak, czy kawa rzeczywiście zadziała tak, jakbyśmy tego chcieli i od czego uzyskany efekt będzie zależał.

Kofeina w naszym organizmie jest metabolizowana w wątrobie przez enzym z rodziny cytochromu P450, oznaczany jako CYP1A2. Powstają z niej trzy podstawowe związki: teobromina, teofilyna i paraksantyna. Ten ostatni, przechodząc przez barierę krew/mózg dostaje się do podwzgórza i tam odpowiada za stymulację organizmu. Dodatkowo poprzez szlak kortykotropina-ACTH pobudza nadnercza do produkcji kortyzolu, katecholamin czy testosteronu.W jednym z badań [1] kolarzom podano 9 mg kofeiny na kg m.c. lub placebo, następnie mieli jechać na rowerku stacjonarnym do odmowy. Wyniki w przypadku kofeiny były od 105 do 250% lepsze niż przy placebo. Skąd taka rozbieżność? To, jak kofeina będzie działać na nasz organizm, zależy w dużym stopniu od genów, bowiem, mówiąc prostym językiem, gen kodujący CYP1A2 może występować w trzech wariantach: AA, AC i CC. 

Osoby posiadające wariant AA metabolizują kofeinę bardzo szybko, zdarza się nawet, że filiżanka kawy, zamiast ich pobudzić, powoduje tylko większą senność. Z kolei "usypianie" organizmu może odpowiadać za większe gromadzenie tkanki tłuszczowej. Posiadacze pozostałych wariantów metabolizują kofeinę wolniej i efekt pobudzający jest u nich zazwyczaj widoczny. Zatem wydawać by się mogło, że wariant AC i CC jest dla sportowców lepszy. Niestety patrząc na badania, które wykazują wpływ kofeiny na osiągi sportowe, ciężko doszukać się jakiejkolwiek zależności - w części wyników lepiej radzili sobie sportowcy AA, w kolejnych Ci z AC lub CC, a w jeszcze innych wariant genu nie miał żadnego wpływu. Ponadto naukowcy badający wpływ kofeiny na zdrowie wykazali, że osoby z wariantem AC lub CC mają większe ryzyko zachorowania na choroby sercowo-naczyniowe przy 3-4 wypijanych filiżankach kawy dziennie niż osoby z AA [2][3].

Rozmawiając o działaniu kofeiny na organizm ważny jest także inny gen - ADORA2A, czyli gen receptora adenozyny. To na niego działa paraksantyna i wywołuje (lub nie) efekt pobudzający organizm. Tutaj także mamy trzy warianty genu (TT, TC i CC) i jak na razie wykazano efekt stymulujący w połączeniu z kofeiną u osób z wariantem TT [4]. Jednak osoby biorące w badaniu zazwyczaj przyjmowały małe lub zerowe ilości kofeiny, nie wiadomo zatem, jaki wpływ miałoby przyzwyczajenie organizmu do tego związku w kontekście oddziaływania na ADORA2A. Wiadomo natomiast ogólnie, że nawyk picia kawy redukuje stymulujące działanie kofeiny. Kofeina może nie działać także u osób, które uprawiają sport rekreacyjnie i z niską intensywnością, na co może mieć wpływ ilość uwalnianego hormonu wzrostu (GH) czy insulinozależnego czynnika wzrostowego (IGF-1) [5]. Natomiast aktywność CYP1A2 może zostać zwiększona w wyniku działania nikotyny oraz u kobiet stosujących doustne środki antykoncepcyjne [6][7]. 

Wpływ na działanie kofeiny może mieć także jej źródło - bez przywoływania konkretnych badań można śmiało stwierdzić, że na niektórych lepiej będzie działać dobrej jakości kawa, a na innych cukierek z kawą. Nie bez wpływu pozostaje także pora dnia, czas przed treningiem i dawka. Badania pokazują, że u zawodowych sportowców kofeina lepiej działa przed porannymi sesjami, natomiast u osób trenujących rekreacyjnie, dla zdrowia, efekt może być taki sam niezależnie od pory [8]. Najlepszy czas to od 15 min do nawet godziny przed - wszystko zależy od wariantu CYP1A2, a najlepiej sprawdzić to na sobie. No i rzecz najważniejsza, czyli dawka. Naukowcy są zgodni, że najlepsze efekty obserwuje się między 3 a 9 mg kofeiny na kg masy ciała, z naciskiem na wartości środkowe, czyli ok. 6 mg/kg m.c. (w łyżeczce kawy mamy około 40-50 mg kofeiny). 


Podsumowując: na metabolizm kofeiny w naszym organizmie mają wpływ zarówno geny, jak i czynniki zewnętrzne, takie jak przyjmowanie leków, hormonów, palenie papierosów czy pochodzenie kofeiny, także pora treningowa, typ ćwiczeń i wreszcie dawka kofeiny. Najlepiej poznamy nasz organizm, przez obserwację, a to pozwoli na dobór odpowiedniej dawki kofeiny i osiąganie lepszych efektów.


Źródła:

[1] Graham TE, Spriet LL. Performance and metabolic responses to a high caffeine dose during prolonged exercise. J Appl Physiol. 1991;71(6):2292-8.

[2] Palatini P, Ceolotto G, Ragazzo F, Dorigatti F, Saladini F, Papparella I, Mos L, Zanata G, Santonastaso M. CYP1A2 genotype modifies the association between coffee intake and the risk of hypertension. J Hypertens. 2009;27(8):1594-601.

[3] Cornelis MC, El-Sohemy A, Kabagambe EK, Campos H. Coffee, CYP1A2 genotype, and risk of myocardial infarction. JAMA. 2006;295(10):1135-41.

[4] Loy BD, O'Connor PJ, Lindheimer JB, Covert SF. Caffeine is ergogenic for adenosine A2A receptor gene (ADORA2A) T allele homozygotes: a pilot study. J Caffeine Res. 2015;5(2):73-81.

[5] Kochańska-Dziurowicz AA, Janikowska G, Bijak A, Stanjek-Cichoracka A, Mazurek U. The effect of maximal physical exercise on relationships between the growth hormone (GH) and insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and transcriptional activity of CYP1A2 in young ice hockey players. J Sports Med Phys Fit. 2015;55(3):158-63.

[6] Schrenk D, Brockmeier D, Mörike K, Bock KW, Eichelbaum M. A distribution study of CYP1A2 phenotypes among smokers and non-smokers in a cohort of healthy Caucasian volunteers. Eur J Clin Pharmacol. 1998;53(5):361-7.

[7] Abernethy DR, Todd EL. Impairment of caffeine clearance by chronic use of low-dose oestrogen-containing oral contraceptives. Eur J Clin Pharmacol. 1985;28(4):425-8.

[8] Mora-Rodríguez R, Pallarés JG, López-Gullón JM, López-Samanes Á, Fernández-Elías VE, Ortega JF. Improvements on neuromuscular performance with caffeine ingestion depend on the time-of-day. J Sci Med Sport. 2015;18(3):338-42.