替運動表現開外掛 談咖啡因的運動增補效果

國際期刊《Nutrients》雜誌2019年6月號發表了一篇文章針對耐力性運動員提出營養補充建議《文章連結》Dr.6 根據其內容一個月前在臉書粉絲頁發了一篇《耐力運動員咖啡因補充指南》,沒想到獲得熱烈迴響,至今竟有一萬三千多次點擊,和58次直接分享紀錄,Dr.6的粉絲頁還只是小小的,讚數未達千人(悲哀啊…),這篇文章卻和Dr.6刊在康健雜誌網路版上的文章差不多流量,可見這個議題有多被大家關心。不過只講耐力運動員難免有點厚此薄彼,後來也有選手私下問我,除了自由車、三鐵、游泳、長跑選手以外,其他類型運動選手用咖啡因有沒有增補效果呢?

咖啡因的運動增補效果

其實今年初在英國運動醫學雜誌(BJSM)發表了一篇系統性文獻回顧(systemic review)(註一)《文章連結》,整理了2004年到2018年共405篇咖啡因對各種運動表現影響的整合分析(meta-analysis)研究,最終以11篇整合分析研究歸納出結果。專家發現咖啡因對於運動員(尤其是男性運動員及青年運動員)(註二)有氧運動耐力、肌力、肌耐力、無氧運動功率、垂直跳高度、運動速度有增補效果。

這個研究結果非常重要,因為運動員想要增加運動表現一般來說是要經過許多刻苦的訓練才能逐漸進步,對於頂尖的菁英優秀運動員來說,想要增加一點點的運動表現,除了艱苦的訓練以外,還要有許多天時地利人和的因素。而簡簡單單的咖啡因的攝取竟然能在他們的艱苦訓練之外,額外為替他們爭取到更多的運動表現提升,即使提昇很微量,但要知道,世界紀錄的推進,常常都是在毫釐之差而已,這也是為什麼世界禁藥組織(WADA)要如此嚴格的取締運動禁藥了。

運動員為了增進運動表現,除了努力練習超越自我以外,常常會透過補充品來替自己增加優勢,只是很多補充品往往標示不明,除了可能傷身體,又容易讓選手沾染禁藥。然而咖啡因這種天然物質,除了有效、取得容易以外,更重要的是它並不屬於運動禁藥(近年都只落在WADA觀察清單中,也因為生活中太常接觸,所以Dr.6認為也很難真正被列為禁藥),這對運動員來說不啻是一個福音,雖然想要靠藥物來提高成績並不是根本之道,但是只要是合法、安全的方式,能夠為自己爭取更佳成績的方法都是值得嘗試的。

圖片來源。
圖片來源。

咖啡因的運動表現增補機轉

咖啡因之所以能對運動選手產生幫助,有很多機轉,以下分成三大方面來說明。

中樞神經作用:

  • 幫助思考:在牽涉到技戰術的運動項目,咖啡因能幫助選手集中精神,快速分析判斷,瞬間做出決定。促進神經傳遞:神經傳遞速度越快,反應時間越短,動作也會更快速敏捷。
  • 抑制疼痛:咖啡因有天然的止痛效果,醫師開立的止痛藥物也常常含有咖啡因的成分,如果選手有慢性疼痛的問題,使用咖啡因也許能讓選手在活動時減少疼痛的干擾,或減少重量訓練後肌肉痠痛的情形,但Dr.6要強調這並不等於應該忽略身體的疼痛訊號而過度訓練。

週邊作用:

  • 增加肌肉徵召:咖啡因可以提高神經肌肉間訊息傳遞的效益,同樣的信號刺激可以讓更多的肌肉活化,產生更高的動作強度,更快的速度。
  • 提高肌肉收縮效益:肌肉的收縮效益增加除了提高運動表現,更重要的是對於能量的消耗會減少,也因此肌耐力可以獲得提升,肌肉可以更長時間作用。
  • 全身性作用:加速消耗脂肪產生能量:在進行耐力性運動時,多半是靠儲存的肝醣替提供大量能量,脂肪只能提供基礎的穩定供能,在咖啡因的作用下,身體會消耗更多脂肪,提供更多的穩定能量來源,讓運動表現更持久。 2018年發表的文獻甚至證實,咖啡因促進脂肪燃燒的作用對減重有幫助!
  • 提高身體產熱效率:這個功能可以讓身體更快的「暖機」,也可以在寒冷的環境下提高運動表現、減少運動傷害。

咖啡因用量、用法、及注意事項

在分析的多數研究中,專家都是使用每公斤體重6毫克「脫水性咖啡因(濃縮粉或膠囊)」來補充咖啡因,一般常用的能量飲料、果凍膠、營養棒、口香糖等在這一系列的研究中反而被運用的很少,也因此這些補充方式的效果就比較沒辦法被確定。一般的咖啡根據不同的咖啡豆種類、烘焙程度、沖泡方法以及原豆咖啡因含量不同,即使同一個品牌或是同一種豆子沖泡出來的咖啡因也可能有差異。

整體而言專家公認咖啡因作為增補劑使用時,用量應該在每公斤體重3-6毫克,因此以一般咖啡杯每杯提供約100毫克咖啡因來說,一個70公斤的運動員如果喝兩杯咖啡就可以達到攝取每公斤體重3毫克的有效劑量,至於星巴克大杯(venti)美式咖啡每杯平均含有200毫克以上咖啡因,對同一位運動選手就幾乎達到有效劑量的上限了。再者,為了攝取足量的咖啡因在運動前需要喝進大量的咖啡液,就不是所有運動員都有辦法接受的了。

總而言之,標準建議是運動前60分鐘攝取兩杯咖啡,應該可以對大部分的運動選手產生增補效果。有些研究提出使用咖啡因的時候搭配碳水化合物時,可能會有更好的效果。要注意的是,使用咖啡因並不是劑量越高越好,超過每公斤體重9毫克時,不但可能沒有額外的好處,還可能會導致腸胃不適、緊張、混亂、失眠、心悸等副作用。而且要注意除了咖啡以外,茶飲料、可樂等食物中也可能含有咖啡因成分,也應該列入用量計算。

結語

咖啡因雖然有運動增補的效果,但每個人的使用反應不盡相同,應該在平常練習的時候就先嘗試身體的反應以及效果,不應該在比賽的時候貿然使用高劑量,否則可能會出現無法預期的不良效果。Dr.6個人建議大家使用咖啡因膠囊,一方面咖啡因的劑量比較好控制,另一方面也可以避免服用時的苦澀口感,以及大量飲入液體後帶來的尿意影響運動。

註解

註一:
對於很多不是研究領域的朋友們也許不了解「系統性文獻回顧(systemic review)」有多強大,所以Dr.6說明一下。為了避免個人主觀因素影響,「整合分析研究(meta-analysis)」運用相同統計方法來評論大量的研究結果,常能得到較強有力的結論,它的效果在各研究結果不一致的情形時,更能顯現它的價值。而系統性文獻回顧則是目前最嚴謹有系統的研究方法,是最少偏差,最具研究透明度、且具有研究重複性,包含文獻最完整的文章,總而言之,是目前最具可信度,證據等級最高的研究方法。這篇文章用最嚴謹的「系統性文獻回顧」來整理客觀的「整合分析研究」,所以理論上具有較佳的證據價值。

註二:
這篇研究整合的文獻多半是以男性運動員及青年運動員為主,雖然在今年(2019)7月有一篇新的文獻指出同樣劑量(每公斤體重3-6毫克)及用法的咖啡因對女性耐力運動員一樣有增補效果,但是這篇文章一方面沒有把女性月經週期問題考慮進去,在其他運動表現的探討也不足,所以還有很大的商榷空間。

圖片來源。
圖片來源。

參考資料
Grgic, Jozo, et al. “Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance—an umbrella review of 21 published meta-analyses.” British journal of sports medicine (2019): bjsports-2018.
Vitale, Kenneth, and Andrew Getzin. “Nutrition and Supplement Update for the Endurance Athlete: Review and Recommendations.” Nutrients 11.6 (2019): 1289.
Skinner, Tina L., et al. “Women Experience the Same Ergogenic Response to Caffeine as Men.” Medicine and science in sports and exercise 51.6 (2019): 1195-1202.
Tabrizi, Reza, et al. “The effects of caffeine intake on weight loss: a systematic review and dos-response meta-analysis of randomized controlled trials.” Critical reviews in food science and nutrition (2018): 1-9.