Einführung

 

Nicht ohne meinen Kaffee!

Der Espresso am Morgen oder der Energydrink vor dem Startschuss: Das Koffein darf nicht fehlen. Geschmacklich könnten die verschiedenen Getränke nicht unterschiedlicher sein, dennoch haben sie alle die gleiche Wirkung: den „Kick“. Verantwortlich dafür ist das Koffein.

Wegen seiner aufpushenden Wirkung stand Koffein bis 2003 sogar auf der Liste der verbotenen Substanzen der WADA.

Für viele Sportler ist die gezielte Gabe von Koffein ein fester Bestandteil der „Pre“ – sowie „Intra“ – Workout Supplementation.

• Doch was ist eigentlich Koffein?
• Und wie wirkt es in unserem Körper?
• Macht es uns wirklich leistungsfähiger?
• Oder wirkt es nur bei bestimmten Sportarten?
• Gibt es eine optimale Dosierung? Und unterscheidet sich diese von Person zu Person?
• Wie sieht es mit Nebenwirkungen aus?

Diese Fragen wollen wir euch in diesem Beitrag beantworten. Wie immer basierend auf der aktuellen Studienlage mit verlinkten Quellen.

 

Was sind die Wirkmechanismen ?

Bei der Energiebereitstellung entsteht beim Abbau von ATP Adenosin. Nach starker körperlicher Belastung, wie zum Beispiel einem 10 Kilometer Lauf, bei dem die Körperzellen viel Energie in Form von ATP benötigen, steigt der Adenosinspiegel an. Adenosin wirkt auf die körperlichen Zellen dämpfend, da die Ausschüttung der Nervenbotenstoffe Noradrenalin, Dopamin und Acetylcholin gehemmt wird. Adenosin informiert demnach die nachfolgenden Zellen, dass es nun an der Zeit wäre, etwas weniger zu arbeiten.

Koffein bewirkt demnach indirekt eine vermehrte Ausschüttung von Neurotransmittern, wie Adrenalin und Noradrenalin, wodurch es kurzzeitig zu einem leichten Anstieg des Blutdrucks und Herzfrequenz kommen kann. Ähnliche Effekte treten bei sogenannten „fight or flight“ Situationen auf: damit sind Situationen gemeint, in denen wir Gefahren ausgesetzt werden und entweder weglaufen oder kämpfen. Dies soll uns dabei helfen möglichst schnell Energie zu mobilisieren um möglichst Leistungsstark zu sein. Koffein hat physiologisch gesehen ähnliche Effekte (1).

Adenosin nimmt eine Schutzfunktion ein, indem es den Körper vor einer Überbeanspruchung schützt. Diese Schutzfunktion wird durch Koffein herabreguliert.

 

Chemisch betrachtet ähnelt Koffein (C8H10N4O2) sehr stark Adenosin (C10H13N5O4). Koffein dockt an die Adenosinrezeptoren an und blockiert jene Schlösser, die eigentlich für den Schlüssel Adenosin gemacht sind. Koffein verdrängt also das Adenosin, dass die Nervenzellen dämpfen soll. Hierdurch ermüden wir langsamer und fühlen uns fitter. Des Weiteren wird durch das Besetzen der sogenannten A2A-Rezeptoren von Koffein die Ausschüttung von Dopamin weniger stark gebremst, wodurch wir zusätzlich aktiver werden (1).

 

Welchen Effekt hat Koffein auf die sportliche Leistungsfähigkeit?

1) Durch das Blockieren der Adenosinrezeptoren kommt es zu einer erhöhten Endorphinfreisetzung, einer erhöhten neuromuskulären Aktivierung, wodurch wiederum die subjektiv wahrgenommene Beanspruchung / Schmerzempfinden reduziert wird (1, 2).

2) Darüber hinaus wurde in einer älteren Studie festgestellt, dass Koffein die Stoffwechselrate von Fettsäuren erhöht (3), wodurch man sich erhofft die gespeicherten Kohlenhydrate in der Muskulatur (Glykogen) für anstrengendere Beanspruchungen aufzusparen (4). Allerdings wurde diese Theorie mittlerweile widerlegt (5, 6).

3) Koffein erhöht außerdem die Kalzium Ausschüttung, welches für die Entwicklung von Kraft vom kontrahierenden Muskel benötigt wird (7).

 

 

Welchen Effekt hat Koffein auf die sportliche Leistungsfähigkeit?

 

 

Ausdauersport

Studien zeigen, dass eine Koffein-Supplementierung die Ausdauerleistungsfähigkeit während der Zeit bis zur Ermüdung verbessert, wie z. B. bei einem Laufbandlauf bis zur Erschöpfung (8).

Darüber hinaus spricht die Studienlage dafür, dass Koffein bei Ausdauersportlern zu leistungssteigernden Effekten in Wettkampfsituationen führen kann. In einer Vielzahl von Studien wurde in sämtlichen Ausdauersportarten (Radfahren, Laufen, Rudern, Schwimmen, Skilanglauf) gezeigt, dass Koffein die Leistung um 2-4 % verbessert.  Die Sportler nahmen 60 Minuten vor der Belastung zwischen 3-6 mg/kg Koffein in Kapsel- oder Pulverform zu sich (9). Dies könnte für einen durchschnittlichen Läufer, der 50 Minuten auf 10 Kilometer läuft, eine Verbesserung um 1-2 Minuten bedeuten.

Interessant ist auch, dass die Effektivität bei zunehmender Belastungsdauer ansteigt (10)

Einnahmeempfehlung für Ausdauersportler: 2-5mg/kg Körpergewicht > 70kg schwere Person = 140-350mg Koffein

 

 

Kraftsport

Auch beim Krafttraining wird die Ermüdung hinausgezögert, sodass mehr Wiederholungen bis zum Muskelversagen durchgeführt werden können. Allerdings fällt der leistungssteigernde Effekt mit 1 bis maximal 2 % deutlich geringer aus als beim Ausdauersportarten (11), und auch nur bei der Beanspruchung von großen Muskelgruppen, wie es bei Kniebeugen oder Bankdrückern der Fall ist.

Einnahmeempfehlung für Kraftsportler: 4-5 mg/kg Körpergewicht  > 80 kg schwere Person = 320-400 mg Koffein

 

 

Power, Sprints, Intervalle

Auch wenn die Studienlage bezüglich des Einflusses von Koffein auf kurze, supramaximale und wiederholte Sprintfähigkeit nicht ganz so eindeutig ist wie beim Ausdauersport, gibt es Ergebnisse, die zumindest teilweise für einen positiven Effekt sprechen.

In einem systematischen Review, bei dem die Koffeineinnahme und hoch-intensive Belastungen von weniger als 5 Minuten Dauer beobachtet wurde, wurde bei ca. 65% der Studien ein Leistungsvorteil ermittelt (12). Wobei der Effekt bei kurzen Belastungen bei maximaler Intensität stärker ausgeprägt zu sein scheint (< 1 min) (13), als bei submaximalen Belastungen von 1-5 min (14).

Einnahmeempfehlung für Sprinter: 4-5 mg/kg Körpergewicht > 80kg schwere Person = 320-400mg Koffein

 

 

Spielsportarten

Auch die absolute Laufleistung von gut trainierten Teamsport-Athleten war nach der Einnahme von Koffein in der ersten Halbzeit um 8,5% und in der zweiten Halbzeit um 7,6% verbessert. Die Athleten nahmen dabei 6 mg/kg Koffein (also eine sehr hohe Dosis) 50 Minuten vor dem Aufwärmen zu sich und absolvierten dann 2x 36 Minuten lang ein Sprintprotokoll, welches die Belastung bei Ballsportarten, wie Fussball oder Basketball, imitieren sollte (15).

In wie weit sich Koffein auch auf mentale oder sportspezifische Fähigkeiten, wie zum Beispiel die Wurfgenauigkeit auswirkt, ist weniger klar. Während beim Basketball zum Beispiell kleine verbesserter 3-er Wurfquote festgestellt werden konnte (16), wurden in einem simulierten Fussballspiel von 90 min immerhin eine etwas genauere Passquote festgestellt (17). Die am nahe liegendste Hypothese ist, dass Koffein sich nur positiv auf sportspezifische Fähigkeiten auswirkt, wenn zuvor eine hohe und lang anhaltende physische Belastung vorlag.

In einem gerade erschienen systematischem Review und Meta-Analyse wurde immerhin eine verbesserte subjektive Wahrnehmung des eigenes Energielevels und der Ausübung von Skill-Übungen beobachtet (18).

Einnahmeempfehlung für Spielsportler: 2-4mg/kg Körpergewicht > 70kg schwere Person = 140-280mg Koffein

 

 

Typissche Gertänke und ihr Koffeingehalt

Wir haben zahlreiche Möglichkeiten Koffein zu uns zu nehmen. Die Auswahl der Liste bezieht sich lediglich auf die gängigen Getränke. Dabei muss berücksichtigt werden, dass der Koffeingehalt vom Kaffee von zahlreichen Faktoren wie z.B. der Kaffeesorte oder der Zubereitung abhängig ist. Eine kleine Übersicht der beliebtesten Getränke findet ihr in der nachfolgenden Grafik.

 

 

Je nach Kaffeesort und Zubereitung kannd er Koffeingehalt allerdings stark schwanken. Eine Analyse von 97 verschiedenen Kaffesorten ergab, dass der Koffeingehalt zwischen 24 – 214 mg Koffein variiert. Die durchschnittliche Menge lag bei 106 mg (19).

 

Selbst bei derselben Kaffeesorte variiert der Koffeingehalt sehr stark. Daher ist die genaue Menge an Koffein im Kaffee als Sportler schwer einzuschätzen. 

 

 

 

Kaffee vs. Koffein in Tablettenform

Ob der Athlet/die Athletin den Geschmack des Kaffees oder das Ritual mit der Tasse Kaffee vor dem Wettkampf oder aber die einfache Einnahme einer Kapsel bevorzugt, ist ihm/ihr überlassen. Fällt die Wahl auf das Getränk, so kann der Sportler nur schätzen wie viel Milligramm Koffein er in etwa zu sich nimmt, während bei der Einnahme der Kapsel die Dosis klar bestimmbar ist.

Dennoch wirkt die Einnahme eines Koffeinhaltigen Getränkes ebenso, wie die Einnahme einer Kapsel, solange der Koffeingehalt identisch ist – siehe nachfolgende Grafik (20). 

 

Wer auf Nummer sich gehen will (z.B. vor einem Wettkampf), der sollte eher zu einer Koffeintablette greifen. Im Alltag muss der Athlet dann selber entscheiden, ob er oder sie bereit ist auf Kaffee als Genussmittel vor dem Training zu verzichten, oder eben eine leichte Abweichung der optimalen Koffeindosierung beim Kaffeeverzehr in Kauf nimmt.

 

Nebenwirkungen

Je höher die Dosis, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit für mögliche Nebenwirkungen, wie z.B. leicht erhöhter Blutdruck, Kopfschmerzen, erhöhte Herzfrequenz, Übelkeit, Magenbeschwerden und Schlaflosigkeit. Als Grenze die nicht überschritten werden sollte, wird häufig 9/mg pro kg Körpergewicht angegeben. Wobei solche Nebenwirkungen auch bei geringeren Dosierungen auftreten können (1).

Die Studienlage spricht auch dafür, dass eine Dosierung höher als 6mg/kg keine weiteren Leistungssteigerung mit sich bringt. Ab einer Dosis von 20-40mg/KG Körpergewicht entsteht sogar eine toxische Wirkung (20).

 

Koffein und Schlaf

Der Einnahmezeitpunkt sollte dringend beachtet werden, um den Schlaf und damit die Regeneration nicht negativ zu beeinflussen. Die Halbwertszeit, also die Dauer bis der Körper die Hälfte der aufgenommenen Menge abgebaut hat, ist in Bezug auf Koffein sehr variabel und liegt im Durchschnitt bei 3,5 Stunden. Die Schlafqualität und die Zeit bis man eingeschlafen ist, werden kann aber sogar noch 6 Stunden nach der Einnahme negativ beeinflusst werden (21).

Genetische Unterschiede

Einige Personen reagieren sensibler als andere auf Koffein, da es genetisch bedingt nicht von jedem gleich schnell metabolisiert wird. Entsprechend benötigen einige Personen eine höhere Dosis, um einen Effekt zu spüren oder umgekehrt eine geringere Dosis (22). Basierend auf der persönlichen Sensibilität gegenüber Koffein, sollte man auch den Abstand der Koffein-Einnahme und dem Schlafengehen wählen.

Aufgrund individueller Unterschiede hinsichtlich der Aufnahme und des Abbaus von Koffein wird ausdrücklich ein vorsichtiges Herantasten an die gewünschte Zieldosis empfohlen.

Auch sollte die Einnahme so gewählt sein, dass der/die Athlet/in keinen negativen Effekt auf den Schlaf verspüren und jegliche Einnahme im Trainingsalltag getestet werden, um mögliche Nebenwirkungen im Wettkampf auszuschließen.

 

 

Fazit

• Die gezielte Einnahme von Koffein kann definitiv die Leistungsfähigkeit in zahlreichen Sportarten positiv beeinflussen.
• Ob Kaffee oder Kapsel – die Form der Koffeineinnahme ist hinsichtlich der Wirksamkeit von Koffein nicht ausschlaggebend. Allerdings lässt sich der Koffeingehalt von Kaffee nicht genau bestimmen.
• Die Dosierungsempfehlung liegt zwischen  2–5 mg/kg Körpergewicht und sollte etwa 60 Minuten vor der Belastung eingenommen werden.
• Die Supplementierung sollte im Training aufgrund der unterschiedlichen Verträglichkeit getestet werden und langsam bis zur Zieldosis gesteigert
• Die eingenommene Menge an Koffein sollte 9 mg/kg nicht überschreiten.
• Bei der Einnahme sollte der Einfluss von Koffein auf den Schlaf berücksichtigt werden und auf eine regelmäßige Einnahme am Abend daher verzichtet werden.