Spis treści
Kofeina jest jedną z najszerzej stosowanych i najpopularniejszych legalnych stymulantów na świecie. Może być zażywana w różnych formach przez zmęczonego nerwowo studenta lub zapracowanego biznesmena, a także sportowca wytrzymałościowego lub siłowego. Być może jednak zastanawiałeś się, co stoi za tym, że każdy może inaczej reagować na kofeinę. Tak, zgadłeś, winne są temu geny. Dzisiaj przyjrzymy się metabolizmowi kofeiny w oparciu o genetykę.
Dlaczego warto zainteresować się tym, jak nasz organizm metabolizuje kofeinę?
Kofeina to znany alkaloid pochodzenia naturalnego o udowodnionym działaniu zwiększającym wydajność fizyczną i umysłową. Występuje naturalnie w kawie, herbacie, kakao i Yerba Maté. Jest również dodawana do suplementów diety, takich jak tabletki z kofeiną, kapsułki lub napoje, spalacze tłuszczu czy suplementy przedtreningowe.
Wiedza w temacie genetyki, która określa między innymi szybkość usuwania kofeiny z organizmu, może dostarczyć ci informacji przydatnych do uzyskania prawidłowej dawki. Może również pomóc Ci określić, czy faktycznie odniesiesz korzyści z jej stosowania, czy też Ci ona zaszkodzi. [4]
Gdzie i jak kofeina jest rozkładana w organizmie?
Wątroba jest centralnym organem przemiany materii, a także bierze udział w rozkładzie kofeiny i innych substancji obcych dla organizmu, ogólnie znanych jako ksenobiotyki. Komórki wątroby zawierają grupę enzymów zwanych cytochromem P450 (CYP450), które modyfikują te substancje do postaci, która może być łatwiej i szybciej usunięta z organizmu. Najczęściej odbywa się to poprzez mocz lub żółć. W przypadku kofeiny, chodzi głównie o jeden z enzymów cytochromów o nazwie CYP1A2. Rozkłada on kofeinę na jej trzy metabolity, paraksantynę, teofilinę i teobrominę, które ostatecznie są wydalane z organizmu wraz z moczem. [8]
Jaki wpływ ma genetyka na szybkość rozkładu kofeiny?
Enzym CYP1A2 jest kodowany przez dwa tzw. allele, które można traktować jako dwa warianty genu oznaczane literami A i C (jeden dziedziczony jest po matce, a drugi po ojcu).
- Badania wykazały, że osoby, które mają wariant allelu AA, szybciej wydalają kofeinę z organizmu i dlatego są uważane za osoby szybko metabolizujące.
- Natomiast osoby posiadające warianty alleli AC lub CC wydalają kofeinę z organizmu wolniej i są określane jako osoby wolno metabolizujące.
Szybkość wydalania obcych substancji (w tym kofeiny) z organizmu związana jest z tzw. biologicznym okresem półtrwania. Jest to czas (zwykle wyrażony w godzinach), w jakim organizm zmniejsza stężenie danej substancji we krwi o 50%. Średni biologiczny okres półtrwania kofeiny wynosi około 4-6 godzin, jednak ze względu na wspomniane różnice genetyczne, zakres ten może wynosić nawet 1,5-10 godzin. [8]
Jest to bezpośrednio związane z tym, jak reagujemy na kofeinę – niektórzy z nas nie mają problemu z wypiciem przedtreningowego “dopalacza” we wczesnych godzinach wieczornych, a następnie pójściem do łóżka po powrocie z siłowni, ponieważ kofeina szybko przestaje działać. Dla innych natomiast popołudniowa kawa może stanowić istotny problem z zasypianiem w nocy. W tym przypadku kofeina potrzebuje znacznie więcej czasu, aby zostać wydalona z organizmu, ponieważ wciąż wywiera wpływ na organizm.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o kawie, nie przegap naszego artykułu Czy kawa jest zdrowa? 7 powodów, dla których warto jej spróbować.
Na czym polega genetyczny rozkład kofeiny?
Wydajność sportowa
Największe dotychczasowe badanie w tym temacie zostało przeprowadzone w 2018 roku z udziałem 108 sportowców, których zadaniem było pokonanie 10 km na rowerze w jak najszybszym tempie. Trasę tę pokonywali kolejno uczestnicy, którzy otrzymali placebo (0 mg/kg), dawkę 2 mg/kg lub 4 mg/kg masy ciała kofeiny. Badaczy interesowało, jak interakcja między genetyką a podawaną dawką kofeiny wpłynęła na końcowy czas. [5]
- Osoby szybko metabolizujące (AA) poprawiły swój czas przy dawce 2 mg/kg w porównaniu do placebo o 4,8%, a przy dawce 4 mg/kg o 6,8%!
- Osoby wolno metabolizujące (AC) osiągnęły taki sam czas przy wszystkich 3 dawkach.
- Natomiast w drugiej grupie wolno metabolizujących (CC) o najmniej korzystnej genetyce, podanie dawki 4 mg/kg kofeiny spowodowało pogorszenie ich czasu o 13,7% w porównaniu z placebo.
Badanie wyraźnie pokazało, że kofeina miała pozytywny wpływ na wydolność aerobową tylko u osób szybko metabolizujących (AA), natomiast negatywny u osób wolno metabolizujących (CC). Dlatego musisz znać swoją genetykę, aby grała ona na Twoją korzyść, a nie przeciwko Tobie.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat stosowania kofeiny przed treningiem, przeczytaj nasz artykuł Kofeina przed treningiem: Funkcje, korzyści, ryzyko i dawkowanie.
Niepokój i nerwowość u sportowców
Kofeina wpływa nie tylko na funkcje fizyczne, ale i psychiczne, takie jak koncentracja, czas reakcji i czujność. Jednak przy większych dawkach może powodować nerwowość, niepokój i kołatanie serca. Cechy odpowiedzialne za te nieprzyjemne uczucia, które mogą potencjalnie pogorszyć wydajność sportową, są kodowane przez gen ADORA2A.
Aby łatwiej to zrozumieć, możesz myśleć o tym jako o „wrażliwości” na kofeinę. Kilka badań wykazało, że osoby z kombinacją alleli TT są znacznie bardziej wrażliwe na kofeinę pod tym względem niż nosiciele alleli CT i CC. Zatem u tych sportowców większa dawka kofeiny może wywołać przesadny lęk przed zawodami, co może obniżyć ich wydajność. W połączeniu z predyspozycją do wolnego metabolizmu kofeiny, taki sportowiec może mieć nie lada wyzwanie! [1, 7]
Ciśnienie krwi i zdrowie sercowo-naczyniowe
Jedno z badań wykazało na przykład, że osoby wolno metabolizujące kofeinę (CC) były związane z 72% wyższym ryzykiem wysokiego ciśnienia krwi przy piciu 2-3 filiżanek kawy dziennie. I 200% wyższym ryzykiem rozwoju wysokiego ciśnienia krwi przy piciu więcej niż trzech filiżanek kawy dziennie w porównaniu z osobami wolno metabolizującymi, które nie piły żadnej kawy. Inne badanie wykazało równie niekorzystny wynik. Spożywanie kawy w ilości dwóch lub więcej filiżanek dziennie wiązało się z wyższym ryzykiem zawału serca u osób wolno metabolizujących. [2] [6]
Te produkty mogą Cię zainteresować:
Jak dostosować spożycie kofeiny do swoich genów?
Nie tylko obiektywnie na podstawie badań naukowych, ale także subiektywnie na podstawie własnych odczuć po spożyciu kofeiny w różnych formach, możemy dojść do wniosku, że nie każdy z nas reaguje tak samo na kofeinę. Dlatego tak ważne jest odpowiednie dostosowanie spożycia kofeiny do swoich potrzeb.
Przyjmowanie kofeiny przed aktywnością fizyczną
Osoby szybko metabolizujące, które nie odczuwają zdenerwowania ani niepokoju po spożyciu kofeiny nie muszą się martwić o jej spożycie przed aktywnością. Za idealną dawkę stosowaną w badaniach w celu wspierania wydajności uważa się 3-6 mg/kg masy ciała. Ci, którzy mają jakieś doświadczenie z kofeiną powiedzą, że to bardzo duża dawka! Jednak obecnie uważa się, że minimalna skuteczna dawka kofeiny dla zwiększenia wydajności mieści się na poziomie 2-3 mg/kg masy ciała.
Dlatego zalecamy zacząć od tej dawki przed ćwiczeniami i w razie potrzeby stopniowo ją zwiększać. A co z osobami wolno metabolizującymi? Mogą one obejść się bez kofeiny. Ewentualnie mogą spróbować bardzo małych dawek około 1 do 2 mg/kg, jeśli może to zapewnić im przynajmniej niewielką korzyść, przeważającą nad ewentualnymi negatywami. [4, 5]
Spożycie kofeiny w godzinach popołudniowych i wczesno wieczornych
Osoby szybko metabolizujące rozkładają kofeinę w organizmie w bardzo krótkim czasie. Dlatego można założyć, że spożycie późnym popołudniem nie powinno stanowić problemu. Najlepiej jednak sprawdzić w praktyce, jaką dawkę kofeiny możemy spożyć i o jakiej porze najpóźniej, aby nie miała ona negatywnego wpływu na zasypianie i jakość snu.
Osoby wolno metabolizujące powinny być bardziej ostrożne z kofeiną w późniejszych godzinach dnia, jeśli nie chcą ryzykować trudności z zasypianiem i słabej jakości snu. Ponownie jednak, konieczne jest przetestowanie każdej rozsądnej dawki kofeiny bezpośrednio na sobie i dobranie odpowiedniej dawki. W praktyce może to oznaczać przyjmowanie tylko połowy dawki przed treningiem lub wybór wersji całkowicie bezkofeinowej.
Całkowite dzienne spożycie kofeiny
Jeśli kofeina sprawia, że czujemy się wspaniale pobudzeni i pełni energii, gotowi do bicia rekordów w sporcie i osiągania dobrych wyników na uczelni czy w pracy, nie musimy się zbytnio przejmować jej spożyciem. Nie należy jednak przesadzać z jej ilością, zwłaszcza wieczorem. Wskazane jest również, aby nie przekraczać całkowitego dziennego zalecanego spożycia ustalonego przez EFSA – 400 mg kofeiny dla osoby o wadze 70 kg (czyli 5,7 mg/kg masy ciała). [3]
Tym, którzy wolniej metabolizują kofeinę i ogólnie są na nią bardziej wrażliwi, zalecamy zachowanie większej ostrożności. O ile wartość progowa EFSA powinna być bezpieczna dla wszystkich, o tyle loteria genetyczna może poddać tę granicę w wątpliwość. Być może ze względu na kilka badań, które wykazały pewien związek między wolniejszym metabolizmem kofeiny a wyższym ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych.
W przypadku takich osób jest więc oczywiście wskazane spożywanie tylko takiej ilości kofeiny, przy której korzyści z jej spożywania (np. jednoczesne przyjmowanie antyoksydantów zawartych w wysokiej jakości kawie) nadal przeważają nad potencjalnym ryzykiem. Taka ilość, na przykład, odpowiadałaby maksymalnie 1-2 filiżankom kawy dziennie.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o kofeinie, sprawdź nasz artykuł Kofeina i jak może ona wpłynąć na Twoją wydajność sportową.
Gdzie i jak można zbadać swoją wrażliwość na kofeinę?
Obecnie można poddać się badaniom genetycznym za pomocą prostych domowych testów DNA w postaci zestawów do pobierania próbek ze specjalistycznych laboratoriów genetycznych, które oferują ocenę różnych parametrów genetycznych.
Tego typu badanie genetyczne jest coraz bardziej atrakcyjnym rozwiązaniem dla sportowców. Obejmuje ono analizę metabolizmu kofeiny (CYP1A2, ADORA2A), ale także genetyczne podłoże rozwoju skurczów, predyspozycji do wzrostu mięśni, regeneracji, zdolności antyoksydacyjnych organizmu rozwoju siły i wytrzymałości oraz innych ciekawych parametrów.
Jednak takie badania mogą dotyczyć również Twojego metabolizmu i odżywiania. Konkretnie tego, jak jesteś w stanie wykorzystać pewne witaminy, minerały czy niezbędne kwasy tłuszczowe omega-3, które mogą predysponować Cię do ich nadmiaru lub niedoboru. Na tej podstawie możesz odpowiednio dostosować swoją dietę.
Bardzo interesujące wydają się również badania przesiewowe pod kątem ukrytych cech rzadkich chorób dziedzicznych, takich jak fenyloketonuria, mukowiscydoza, choroby mięśniowe itp. które potencjalnie mogą być przekazane potomstwu. Jest to możliwe nawet wtedy, gdy Ty i Twój partner nie cierpicie na te choroby. Badanie może również dać Ci informację o ryzyku rozwoju tzw. chorób cywilizacyjnych (cukrzyca typu 2, choroby układu krążenia, niektóre rodzaje nowotworów).
Zainteresował Cię ten temat i chcesz dowiedzieć się więcej o domowych testach DNA? Dowiedz się wszystkiego o domowych testach DNA w naszym artykule Wszystko, co musisz wiedzieć o domowych testach DNA. Jeśli chcesz spróbować badań genetycznych, nie przegap wypróbowania zestawów testów od TellMeGen i GenePlanet.
O czym warto pamiętać?
Każdy z nas jest inny i wszyscy różnimy się wrażliwością na kofeinę i sposobem jej metabolizowania. Dlatego też obecna nauka wyróżnia osoby szybko i wolno metabolizujące kofeinę. Tego typu cechy można w pewnym stopniu oszacować na podstawie indywidualnych reakcji na jej spożycie (nerwowość, kołatanie serca, zwiększenie wydajności, trudności z zasypianiem po jej spożyciu). W związku z tym warto dostosować spożycie kofeiny tak, aby czerpać z jej stosowania więcej korzyści niż wad. Jeśli chcesz mieć jasność w tej kwestii, poddaj się prostemu badaniu genetycznemu poprzez domowy test DNA, aby w pełni ujawnić te cechy.
[1] ALSENE K. – Association between A2a receptor gene polymorphisms and caffeine-induced anxiety. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12825092/
[2] CORNELIS M. – Coffee, CYP1A2 genotype, and risk of myocardial infarction. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16522833/
[3] EFSA – Scientific Opinion on the safety of caffeine – https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2015.4102
[4] GUEST N. – International society of sports nutrition position stand: caffeine and exercise performance. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7777221/
[5] GUEST N. – Caffeine, CYP1A2 Genotype, and Endurance Performance in Athletes. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29509641/
[6] PALATINI P. – CYP1A2 genotype modifies the association between coffee intake and the risk of hypertension. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19451835/
[7] ROGERS – Association of the anxiogenic and alerting effects of caffeine with ADORA2A and ADORA1 polymorphisms and habitual level of caffeine consumption. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3055635/
[8] THORN C. – PharmGKB summary: caffeine pathway. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3381939/
DODAJ NOWY KOMENTARZ