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La cafeina previa al ejercicio aumenta el rendimiento deportivo en una prueba esfuerzo máximo

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RESUMEN

La cafeína se ha estudiado ampliamente como una sustancia estimuladora del sistema nervioso central, capaz de aumentar los procesos de obtención de energía, mejorando el metabolismo aeróbico (1, 2, 3, 4) prolongando los ejercicios de mediana y alta intensidad. Nuestro estudio surge por la necesidad de conocer que dosis de cafeína no provocan efectos metabólicos adversos y favorecen los sistemas de obtención de energía que permitan mejorar la eficiencia energética de los deportistas.

Evaluamos a seis ciclistas de resistencia, con una edad promedio de 24,3 + 2,7 años y un porcentaje de grasa de 16,3 + 2,6 %. La prueba comenzaba consumiendo 200 cc de un lácteo azucarado de venta comercial que contenía 6,2 g de proteína, 3,2 g de grasa y 25,6 g de Carbohidrato. Cada ciclista realizó una prueba en bicicleta a una intensidad de entre 55% y 60% del Peak Power Output, consumiendo 3 mg/kg de cafeína mesclado con el lácteo o el producto de control que consistía en el lácteo solo. La prueba duraba 60 min y se culminaba con una prueba incremental, aumentado la intensidad en 30 watts cada 1 min hasta la fatiga máxima. No hubo diferencias estadísticas en la frecuencia cardiaca, ni en la temperatura corporal de ambos grupos, pero si una mejora del grupo que consume cafeína, en la duración de la prueba incremental. Concluimos que la utilización de bajas dosis de cafeína, no produce estrés fisiológico y que provoca una mejora del rendimiento.

INTRODUCCIÓN

La cafeína se ha estudiado como un estimulador del sistema nervioso central, la cual inhibe la fosfodiesterasa, que es la responsable de la desactivación del Adenosin Monofosfato cíclico (AMPc). El aumento de los niveles de AMPc intra-celular, amplifica sus acciones de segundo mensajero, favoreciendo la síntesis de ATP en los sistemas de energía no aeróbicos (5), mejorando la disponibilidad de energía. El efecto principal de la cafeína, es el de estimular los procesos de obtención de energía, favoreciendo de esta manera, la prolongación de ejercicios de mediana y alta intensidad (6) y la disminución del peso corporal, asociado a una mayor lipólisis del tejido adiposo, efecto que se aumenta al hacer ejercicio (3). Las dosis de cafeína utilizadas en los estudios que provocan efectos positivos van entre 3 a 7 mg/kg de peso corporal (5,7,8) los cuales no consideran los efectos post ejercicio que pudieran provocar tan altas dosis de cafeína en nuestro organismo y la tolerancia de los síntomas post esfuerzo de alta intensidad de los deportistas. En un estudio de Conway y cols que valoraba la concentración de cafeína en orina después de una prueba de ciclismo de resistencia (9), donde utilizó dosis de 3 mg/kg de cafeína, provocó que uno de los sujetos abandonara el estudio por presentar nauseas y nerviosismo. Otros efectos son que la cafeína puede aumentar la presión sanguínea y los niveles de catecolaminas (10, 11), pero no aumenta necesariamente la frecuencia cardiaca en estados de reposo. (12).

Nuestro estudio pretende determinar que bajas dosis de cafeína (3 mg/kg) producen efectos positivos sobre el rendimiento en una prueba de ciclismo de alta intensidad, sin producir efectos adversos post esfuerzo.

MATERIAL Y MÉTODOS

En nuestro estudio, se evaluaron 6 ciclistas chilenos de resistencia de nivel amateur y entrenados, con una carga de ejercicio promedio de 300 kilómetros por semana, quienes tenían una edad promedio de 24,3 + 2,7 años, un peso de 64,5 + 4,6 kg, un IMC de 21,7 + 0,9 y un porcentaje de grasa de 16,3 + 2,6 %.

Todos los deportistas previo al estudio, firmaron voluntariamente un consentimiento informado que explicaba la metodología a aplicar durante el estudio y su compromiso de no abandono del mismo, aprobado por el Comité de Ética del Departamento de Investigación de la Escuela de Educación Física de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

El protocolo de la prueba consistía en tres etapas. La primera de ellas consistía en un período de adaptación a la intensidad del ejercicio que permitiera un aumento de la actividad muscular, una segunda etapa de una hora de duración a mediana intensidad, que permitiera agotar la disponibilidad de energía y simular una competencia de ciclismo y una tercera etapa y final que consistía en un aumento progresivo de la carga de ejercicio para simular un “sprint” de velocidad final característico de este tipo de competencias.

El protocolo de la prueba comenzaba consumiendo 200 cc de un lácteo con 6,2 g de proteína, 3,2 g de grasa y 25,6 g de Carbohidrato. Todos los deportistas, previo a la prueba se encontraban en ayunas (sin comer 12 horas previo a la realización del ejercicio). Se eligió un lácteo para mesclar la cafeína o para uso de control, con la finalidad de estandarizar la comida previa al ejercicio y evitar alguna molestia gastrointestinal que pudiera provocar el consumo de cafeína en ayuno. Luego de 45 min. de reposo, comenzaban con un calentamiento muscular de 10 a 15 min al 60% de la frecuencia cardiaca máxima (FCmax). Luego del calentamiento realizaban 60 min de ciclismo entre el 55% y el 60% del PPO (Peak Power Output). El PPO corresponde a los watts (W) registrados en el último intervalo de una prueba de ciclismo hecha 7 días antes, que comienza a los 200 W y que aumenta en 30 W cada 1 min hasta el agotamiento. El promedio de los W alcanzados en la prueba PPO, fue de 397 + 21,6 W.

Una vez terminados los 60 min de pedaleo al 60% del PPO, se aumentaba la intensidad en 30 W cada un min hasta el agotamiento, similar al test PPO. Se registra glicemia (GL), lactato (LT), temperatura (T) y frecuencia cardiaca (FC) previo al ejercicio y a la ingesta del alimento, al finalizar la prueba y 60 min después de terminado el ejercicio. Se registra FC y T al minuto cero, minuto treinta y minuto sesenta del ejercicio y a los min 15, 30 y 45 post ejercicio. (Figura 1)

Figura 1

La prueba se realizó en dos ocasiones, en ayuno, a primera hora de la mañana y sin entrenamiento 36 horas antes, en condiciones de humedad normal (60%) y a una temperatura de ambiente fresco de entre 18 a 19 grados Celsius (ºC).

Para la aplicación de la cafeína, se diluyo esta, en el producto lácteo con sabor antes descrito, para que no se identificara la diferencia de sabor entre el grupo Control (CN) y la cafeína (CF). La cantidad de cafeína utilizada fue de 3 mg/kg de peso corporal para cada individuo. La cafeína se aplica en capsulas hechas de acuerdo al peso de cada individuo, accediendo a ellas a través de receta médica. Cada capsula se abría y vertido el contenido en polvo, al lácteo para ser mesclado. El grupo de control solo recibía el lácteo sin cafeína.

La aplicación de CF fue determinada por un método aleatorio simple, en primera o segunda ocasión, sin saber el orden de aplicación hasta el análisis de los resultados, una vez terminados todas las evaluaciones de los individuos.

El material utilizado fue un cicloergómetro Cateye EC 3200 para la ejecución de la prueba, que posee la característica de registrar W. Un dispositivo Accuchek Active de Roche para valoración de la glicemia sanguínea, Accutrend Lactate de Roche para valorar el lactato sanguíneo, termómetro electrónico, balanza con tallímetro Seca modelo 700 con una precisión de 100 g y una precisión de 1 mm para la estatura, un kit antropométrico Rosscraft SRL Mercosur para valoración de pliegues cutáneos, perímetros musculares y diámetros óseos para la determinación de la composición corporal. La valoración de la composición corporal se realizó bajo el protocolo penta-compartimental de Deborah Kerr (13) que determina la cantidad de masa de piel, muscular, ósea, residual y muscular. El análisis estadístico simple se realiza en planillas de Microsoft Excel 2007.

RESULTADOS

Los ciclistas no presentaron diferencias significativas en los resultados de lactato medido en una “Prueba T”, solo se aprecia que el lactato producido al final del ejercicio intenso, es de 3 mmol/l con CF y 3,5 mmol/l con CN. (tabla 1).

Tabla 1

La frecuencia cardiaca de los sujetos aumenta a medida que el tiempo de ejercicio avanza, en ambos grupos, pero no existen diferencias significativas en una “Prueba T”, entre las frecuencias cardiacas pre-ejercicio, durante la prueba y post ejercicio de ambos grupos (Figura 2).

Figura 2

La FC aunque no presenta diferencias significativas, en ningún individuo. En ambos grupos se presenta una FC alta en el Peak de W y una disminución importante de la FC después de terminado el ejercicio.

El aumento de la FC normalmente produce como efecto, un aumento de la temperatura corporal, que al igual como aumenta la FC a medida que avanza el tiempo de ejercicio, aumenta también la T corporal, la cual además queda aumentada una vez terminado el ejercicio, como un efecto del metabolismo aumentado que favorece la recuperación post ejercicio (Figura 2).

Figura 3

A pesar de las variaciones de T durante y posterior a la prueba, las diferencias entre ambos grupos no son significativas, lo cual no representa un aumento del estrés en el grupo CF o grupo PL. Al igual que en la FC el grupo de CF presenta un aumento de la T en todos los individuos, pero que no es significativa.

La glicemia medida en los min. 0, min. 60, Peak de W de ejercicio y min. 60 post ejercicio, muestra una mantención durante el ejercicio continuo y un aumento al Peak de ejercicio (W máximo), punto en el cual el promedio del grupo de CF es mayor que el promedio del grupo PL, pero no significativo.

Figura 4

 

El aumento de la GL sanguínea en el Peak de ejercicio, representa el aumento de la disponibilidad de glucógeno al requerir un ejercicio más intenso. Este aumento de la glicemia en el grupo de CF, demuestra una mayor disponibilidad de sustrato a diferencia del grupo CN. Este aumento en la disponibilidad de sustrato, mejora el rendimiento final de la prueba, es decir, una producción mayor W a diferencia del grupo CN (Figura 5).

Figura 5

DISCUSIÓN

Los estudios de ingesta de cafeína, demuestran que pueden mejorar el rendimiento deportivo con altas dosis de cafeína (14), pero al mismo tiempo otras referencias no muestran efectos con las mismas dosis (15, 16).

La utilización de bajas dosis de cafeína, como en nuestro estudio, no produce un estrés fisiológico que se represente con un aumento de la FC o de T y que provoca una mejora del rendimiento en ejercicio de alta intensidad. Esta mejora se refiere específicamente al aumento de epinefrina asociado al consumo de cafeína. (17,18) provocando un aumento de la oxidación de ácidos grasos y una mayor disponibilidad plasmática, facilitando su utilización y entrada al metabolismo aeróbico, el cual actúa como sistema auxiliar del sistema glucolítico. Otro efecto del uso de la cafeína es que provoca un aumento en la disponibilidad exógena y utilización de glucosa cuando se consume asociada carbohidrato a diferencia de solo consumirla sola (9), como en nuestro estudio.

El lactato medido previo, durante y posterior al ejercicio, no muestra diferencias significativas y no represente una consecuencia del consumo de cafeína como elemento que favorecería el incremento del metabolismo glucolítico, teniendo como consecuencia un aumento en la producción de lactato, sino que su aumento depende de la intensidad a la cual se realice el ejercicio (18).

Un factor importante a considerar en el estudio, es la adaptación fisiológica que desarrollan los deportistas de fondo como adaptaciones térmicas, y recuperación rápida de la FC. Estas adaptaciones podrían influir, inhibiendo el aumento de la temperatura, regulando los aumentos de las frecuencias cardiacas y hasta de lactato sanguíneo.

La ingesta de cafeína en dosis bajas, 3 mg/kg, mejora el rendimiento físico en una prueba de alta intensidad en ciclismo o en pruebas donde el metabolismo utilize principalmente el glucógeno como primera fuente de energía, sin producir eféctos secundarios adversos.

REFERENCIAS

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  2. Graham TE. Caffeine and exercise: metabolism, endurance and performance. Sports Med 31: 785–807, 2001.
  3. Pasman WJ, van Baak MA, Jeukendrup AE, and de Haan A. The effect of different dosages of caffeine on endurance performance time. Int J Sports Med 16: 225–230, 1995. 10
  4. Graham TE and Spriet LL. Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. J Appl Physiol 78: 867–874, 1995.
  5. Daniels J, Molé P, Shaffrath J, Stebbins C. Effects of caffeine on blood pressure, heart rate, and forearm blood flow during dynamic leg exercise. J Appl Physiol 1998; 85: 154 - 159.
  6. Bell D, McLellan T, Exercise endurance 1, 3, and 6 h after caffeine ingestion in caffeine users and nonusers. J Appl Physiol 2002; 93: 1227 - 1234.
  7. Yeo S, Jentjens R, Wallis G, Jeukendrup A. Caffeine increases exogenous carbohydrate oxidation during exercise. J Appl Physiol 2005; 99: 844–850.
  8. Acheson KJ, Gremaud G, Meirim I, et al. Metabolic effects of caffeine in humans: lipid oxidation or futile cycling? Am J Clin Nutr. 2004;79:40–6.
  9. Conway K, Orr R, Stannard S. Effect of a divided caffeine dose on endurance cycling performance, postexercise urinary caffeine concentration, and plasma paraxanthine. J Appl Physiol 2003; 94: 1557-1562
  10. Lane JD, Adcock RA, Williams RB, Kuhn CM.Caffeine effects on cardiovascular and neuroendocrine responses to acute psychosocial stress and their relationship to level of habitual caffeine consumption. Psychosom Med. 1990; May-Jun;52(3):320-36.
  11. Jee SH, He J, Whelton PK, Suh I, Klag MJ.The effect of chronic coffee drinking on blood pressure: a meta-analysis of controlled clinical trials. Hypertension. 1999; Feb;33(2):647- 52.
  12. Nawrot P, Jordan S, Eastwood J, Rotstein J, Hugenholtz A, Feeley M.Effects of caffeine on human health. Food Addit Contam. 2003; Jan;20(1):1-30.
  13. Kerr D. An anthropometric method for fractionation of skin, adipose, bone, muscle and residual masses in males and females age 6 to 77 years. M.Cs. in Kinesiology Tesis, Simon Fraser University, British Columbia, 1988.
  14. Cox G, Desbrow B, Montgomery P, Anderson M, Bruce C, Macrides T, Martin D, Moquin A, Roberts A, Hawley J, Burke L, Effect of different protocols of caffeine intake on metabolism and endurance performance. J Appl Physiol 2002; 93: 990 - 999.
  15. Jenkins N, Trilk J, Singhal A, O'Connor P, Cureton K. Ergogenic effects of low doses of caffeine on cycling performanceInt J Sport Nutr Exerc Metab. 2008;18:328-42.
  16. Bahia S, Fernández de Aguiar P, López A, Barreto G, Siquiera A, Gualberto H, Martín E, Radler de Aquino F. Effects of caffeine (3 mg) on maximal oxygen consumption, plasmatic lactate and reaction time after maximum effort. Revista Internacional de Ciencias del Deporte. 2006; 5(2), 42-52.
  17. Graham T, Hibbert P, and Sathasivam P. Metabolic and exercise endurance effects of coffee and caffeine ingestión. J Appl Physiol 1998, 85:883-889.
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RODRIGUEZ R.F.; BARRAZA G.F.; CABRERA M.C.; GARCIA V. S & VERGARA E.
Rev. Motr. Hum. 5(1), 4-10; 2008
E-mail: fernando.rodriguez@ucv.cl
http://www.revistamotricidad.com

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