Koffein als ergogene Substanz zur Leistungssteigerung im Ausdauersport -Teil2- die Studienlage?

Im ersten Teil der Koffein-Reihe haben wir die Substanz Koffein näher dargestellt sowie die allgemeinen Wirkungsweisen erläutert. Im 2. Teil widmen wir uns nun der Studienlage zum Thema Koffein und Leistungsfähigkeit (Ausdauersport-bezogen).

Um einen Überblick zu erhalten, werden Dir nachfolgend die Ergebnisse sieben ausgewählter Untersuchungen an trainierten und leistungsorientierten Breitensportlern vorgestellt. Es handelt sich dann dabei ausschließlich um randomisierte, kontrollierte Primärstudien (RCT) experimenteller Art mit doppelt-verblindeten Bedingungen. 

By the way: Wenn du dir selbst Wissen zu einem bestimmten Thema aneignen möchtest, solltest du dann bei der Recherche stets auf die Güte und das Design bzw. die Methodik der Studien achten!

Studie von de Alcantara Santos et al.
„Koffein verändert die anaerobe Verteilung der Energiebereitstellung und das Tempo der Durchführung während eines 4.000m Zeitrennens im Radsport“

Zweck der vorliegenden Studie war es, die Auswirkungen einer Koffeineinnahme auf das Tempo der Durchführung, die anaerobe Verteilung der Energiebereitstellung sowie den Kraftaufwand, bzw. eine Stärkung der Muskulatur während eines 4.000m-Zeitrennens im Radsport zu untersuchen.

Die Studie kam dann zu einem positiven Ergebnis: Im Vergleich zum Placebo, erhöhte eine Koffeinaufnahme die mittlere Leistungskraft beim Fahrradfahren, verlängerte somit die Ausdauer und reduzierte dann so die Gesamtzeit. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine akute Koffeinzufuhr in Höhe von 5mg je kg Körpergewicht dann den anaeroben Anteil in der Mitte des Zeitrennens erhöht. Dies führt wiederum in Summe zu einer verbesserten Gesamtleistung. Allerdings verbesserten zwei Teilnehmer ihre Leistung durch eine Koffeinaufnahme nicht.

Studie von Bortolotti et al.
„Leistung während eines 20km-Zeitrennens im Radsport nach Koffeinaufnahme“

Ziel dieser Studie war es, die Wirkung einer Koffeinaufnahme auf die Leistungsfähigkeit sowie die physiologischen Variablen zu untersuchen, die mit der Ermüdung während eines 20km langen Zeitrennens im Radsport verbunden sind.

Die Studie bewertete negativ: Denn die Ergebnisse legen nahe, dass die Einnahme von 6mg Koffein pro kg Körpergewicht 60 Minuten vor einem Rennen keinen Effekt auf die Leistung oder die physiologischen Reaktionen von Radfahrern hat. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen Koffein- und Placebobedingungen in Bezug auf die benötigte Zeit, Geschwindigkeit, Kraft, Trittfrequenz, Bewertung der subjektiven Anstrengung, Muskelaktivität, Herzfrequenz sowie den Gemütszustand festgestellt.

Studie von Skinner et al.
„Dosis-Wirkungs-Beziehung von Koffein in Bezug auf 2.000m Ruderleistung“

Diese Studie diente dazu, festzustellen, ob eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen Koffein sowie der Ruderleistung über 2.000 m besteht.

Die Studie zeigte ebenfalls ein negatives Resultat: Die abgelegte Leistung beim Rudern auf einem Ruderergometer ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei verabreichten Koffeindosen 2mg, 4mg sowie 6mg je kg Körpergewicht sowie einer Placebogabe. Allerdings lies sich eine große interindividuelle Reaktion auf die verabreichten Koffeindosen anhand der Koffeinkonzentrationen im Blut feststellen. Dies legt dann nahe, dass bei der Verabreichung von Koffein zur Leistungssteigerung individuelle Eigenschaften berücksichtigt werden müssen und Koffein nicht bei jedem Athleten wirksam ist.

Studie von Desbrow et al.
„Die Auswirkungen verschiedener Koffeindosen auf die Ausdauerleistung während eines Zeitrennens im Radsport“

Die Studie untersuchte die Auswirkungen von zwei verschiedenen Koffeindosen auf die Ausdauerleistung während eines Zeitrennens im Radsport bei männlichen Athleten und führte zu einer zustimmenden Einschätzung: Die Übungsausführung war bei beiden Versuchen unter Koffeingabe im Vergleich zum Rennen unter Placebogabe signifikant optimiert. Eine Koffeindosis von 3mg je kg Körpergewicht scheint dabei die Radsportleistung bei gut trainierten Athleten zu verbessern. Eine Verdopplung der Dosis auf 6mg pro kg Körpergewicht führte allerdings nicht zu zusätzlichen Leistungsverbesserungen.

Studie von Irwin et al.
„Koffeinentzug und Ausdauerleistung beim Fahrradfahren im Hochintensitätsbereich“

Zweck dieser Studie war es, den Einfluss einer kontrollierten viertägigen Koffeinentzugsperiode auf die Wirkung einer anschließenden akuten Koffeindosis zur Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit beim Fahrradfahren zu ermitteln.
Die Studie urteilte positiv: Eine Koffeindosis von 3mg pro kg Körpergewicht verbesserte die Ausdauerleistung beim Fahrradfahren auf einem Fahrradergometer signifikant, unabhängig davon, ob die gewohnheitsmäßigen Koffeinkonsumenten eine Abstinenzzeit ohne jegliche Koffeinzufuhr von vier Tagen vor dem absolvierten Test hatten oder nicht. Ohne vorherige Koffeinentzugsperiode war die Leistungszeit hier geringfügig mehr verbessert als mit vorheriger Abstinenzzeit.

Studie von Stadtheim et al.
"Koffein erhöht die Leistung im Langlauf- Doppelstockschieben bei einem Zeitrennen"

Diese Studie diente dazu, die Auswirkungen von Koffein auf die Trainingsleistung beim Skilanglauf zu untersuchen.
Die Studie schlussfolgerte positiv: Eine Koffeinaufnahme von 6mg je kg Körpergewicht reduzierte die Zeit in einem Leistungstest, bei dem die Armmuskulatur die leistungseinschänkende Komponente darstelle. Die Studie legt nahe, dass die koffeinvermittelte Leistungsverbesserung auf ein verringertes Schmerzempfinden zurückzuführen ist, welches dann den Probanden ermöglicht, bei höheren Geschwindigkeiten und Herzfrequenzen zu trainieren.

Studie von Duncan et al.
„Die Wirkung von Koffein auf die Laufleistung bei einem 5km-Lauf bei Männern“

Zweck dieser Studie war es, die Wirkung einer akuten Koffeineinnahme auf die Laufleistung bei einem 5 km-Lauf zu untersuchen.
Die Studie zeigte eine positive Wirkung von Koffein: Die aktuellen Ergebnisse legen nahe, dass eine akute Koffeinaufnahme von 3mg je kg Körpergewicht die Laufleistung auf einem Laufband steigert. Allerdings führte eine Laufeinheit unter Koffeinzufuhr zu einer subjektiven Verschlechterung der Stimmung nach dem Training im Gegensatz zur Stimmung nach einer Laufeinheit unter Placebogabe.

Studie von Smith et al.
„Die Auswirkungen eines Pre-Workout-Supplements, bestehend aus Koffein, Kreatin und Aminosäuren, während drei Wochen intensiven Trainings, auf die aerobe und anaerobe Leistung“

Die Studie hatte zum Ziel, die Auswirkungen einer Supplementierung in Kombination mit einem dreiwöchigen HIIT-Training auf die aerobe und anaerobe Laufleistung, das Trainingsvolumen sowie die Körperkomposition zu untersuchen.
Die Studie zeigte positive Resultate: Die Gruppe der Athleten, welche eine Supplementierung von 18g bestehend aus Whey-Protein, chinesischem Raupenpilz, Citrullin, Ginseng sowie Koffein vor jedem Workout verabreicht bekamen, konnten ihre kritische Geschwindigkeit bei der Laufleistung signifikant steigern. Außerdem bewirkte das Supplement eine signifikante Zunahme der Magermasse sowie stärkere Verringerung des prozentualen Körperfettanteils im Vergleich zur Placebogruppe.
Was hier allerdings beachtet werden muss: es wurde eine fixe Dosis (ohne auf mg/kg zu achten) jedem Probanden verabreicht und neben Koffein wurden weitere Supplements hinzugegeben.

Studienüberblick

 

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sechs der acht ausgewerteten Studien einen positiven Einfluss von Koffein auf die sportliche Leistungsfähigkeit zeigen. Die Leistungssteigerung kann dabei für alle diese fünf Untersuchungen als signifikant eingestuft werden. Allerdings gibt es eine breite Variabilität der ergogenen Effekte zwischen den einzelnen Probanden.
In der abgebildeten Tabelle findest du noch einmal die Studien und deren Ergebnisse im Überblick.

Fazit

Letztlich sollte jeder für sich selbst entscheiden, ob er den Einsatz von Koffein als potenziell leistungssteigernde Substanz in Erwägung ziehen möchte. Du solltest dir allerdings darüber im Klaren sein, dass zum einen jeder Mensch individuell auf die Zufuhr reagiert. Und zum anderen, dass man als  möglicher Non-Responder (siehe theoretische Grundlagen, Stichwort CYP1A2-Gen) überhaupt keine Reaktion zeigen kann.

 Je nachdem, ob du ein schneller oder langsamer „Verstoffwechsler“ von Koffein bist, können der Einnahmezeitpunkt sowie die geplante Dauer der sportlichen Betätigung eine maßgebliche Rolle hinsichtlich der Wirkung von Koffein spielen. 

Überdies können Wechselwirkungen mit anderen Nährstoffen oder Medikamenten sowie unerwünschte Nebenwirkungen auftreten, die insbesondere bei hohen Koffeindosen mit möglichen Gesundheitsrisiken behaftet sind.

Den Instagram Post zu diesem Thema und weiteren Artikeln rund um Sport und Ernährung findest du hier!

Quellen

  • Bortolotti, Henrique et al.: Performance during a 20-km cycling time-trial after caffeine ingestion. Journal of International Society of Sports Nutrition, 2014 
  • de Alcantara Santos, Ralmony et al.: Caffeine Alters Anaerobic Distribution and Pacing during a 4000-m Cycling Time Trial. PLoS One, 2013 8:e75399
  • Desbrow, Ben et al.: The effects of different doses of caffeine on endurance cycling time trial performance. Journal of Sports Sciences, 2011 30:115–20
  • Duncan, Michael J et al.: The Effect of Caffeine and Rhodiola Rosea, alone or in combination, on 5-km Running Performance in Men. Journal of Caffeine Research, 2015 6. 10.1089/jcr.2015.0025
  • Goldstein, E.R., Ziegenfuss, T., Kalman, D. et al. International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. J Int Soc Sports Nutr 7, 5 (2010). https://doi.org/10.1186/1550-2783-7-5
  • Irwin, Christopher et al.: Caffeine withdrawal and high-intensity endurance cycling performance. Journal of Sports Sciences, 2011 29:509–15
  • Skinner, Tina L et al.: Dose response of caffeine on 2000-m rowing performance. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2010 42:571–6
  • Smith, A.E., Fukuda, D.H., Kendall, K.L. et al. The effects of a pre-workout supplement containing caffeine, creatine, and amino acids during three weeks of high-intensity exercise on aerobic and anaerobic performance. J Int Soc Sports Nutr 7, 10 (2010). https://doi.org/10.1186/1550-2783-7-10
  • Stadheim, Hans K et al.: Caffeine Increases Performance in Cross-Country Double- Poling Time Trial Exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2013 45:2175–9
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