“Järjest rohkem spordivõistlusi ja sõjalisi operatsioone leiab aset kõrge temperatuuriga keskkonnas. Viimaseks heaks näiteks on Rio olümpiamängud, kus ka Eesti jahedas kliimas üles kasvanud sportlased seisid silmitsi neile harjumatu õhutemperatuuri ja –niiskusega. Põhjamaa inimestele on taolised tingimused tõsiseks väljakutseks, sest võrreldes normaalsete oludega langeb kuumas keskkonnas meie kehaline ja ka vaimne töövõime,” rääkis Tartu ülikooli sporditeaduste doktorant Silva Suvi, kes uuris, kuidas kofeiin mõjutab palavas sportivaid mehi ja naisi.

Sellised kuumastressi uuringud on vajalikud mõistmaks ja parandamaks põhjamaa inimeste sooritust ekstreemsetes keskkonnatingimustes.

“Kuigi kofeiini vastu on teadlased palju huvi tundnud, on siiski jäänud suurema tähelepanuta selle mõju kehalisele töövõimele ekstreemsetes keskkonnatingimustes,” avas doktorant uuringu tagamaid.

“Senised andmed näitavad, et tavakeskkonnas on kofeiinil väga selge töövõimet parandav efekt, seda eriti pikaajalist pingutust nõudvate tegevuste puhul, nagu näiteks maratonijooks ja triatlon. Samas valdav enamus kõrge temperatuuriga keskkonnas teostatud asjakohastest uuringutest on leidnud, et see efekt puudub. Seda kinnitab ka meie läbiviidud uuring.”

Seega soovitab Suvi kõrge temperatuuriga keskkonnas enne kohvijoogi või kofeiini järele haaramist hoolikalt mõelda, sest see ei pruugi oodatud lisaefekti anda.

Ränkraske katse

Niisuguse tulemuste ja järelduseni jõudsid Tartu ülikooli sporditeaduste ja füsioteraapia instituudi teadlased pärast seda, kui lasid 13 treenitud mehel ja 10 treenitud naisel läbida spetsiaalses kliimakambris äärmiselt raske ülesehitusega testi.

Kliimakamber on sisuliselt mõne ruutmeetrisuurune tuba, mille temperatuuri ja suhtelist õhuniiskust saab vastavalt vajadusele reguleerida. Nii saab ka Eestis, kus kuumasid suvepäevi esineb harva, uurida inimese töövõimet kõrge temperatuuriga keskkonnas.

Just selles kambris uuris ka doktorant Silva Suvi kofeiini mõju meeste ja naiste kehalisele ning kognitiivsele töövõimele kõrge temperatuuriga keskkonnas.

Katses osalenud sportlastel tuli 42 kraadises kuivas keskkonnas (suhteline õhuniiskus 20%) kõndida liikuval jooksurajal kiirusega kuus kilomeetrit tunnis kuni kurnatuseni.

Seejuures reguleeriti raja kaldenurka nii, et iga katsealuse koormuse suhteline intensiivsus vastaks 60 protsendile tema maksimaalsest hapnikutarbimise võimest. Uuritavad pidid taolise pingutuse läbima kahel korral ühe nädalase vahega. Juhuslikkuse alusel manustati neile enne sooritust ühel korral želatiinkapslis kofeiini ja teisel platseebona nisujahu. Osalejad ja nendega vahetult kokku puutunud uurijad ei teadnud kummal korral oli tegemist kofeiiniga ja kummal platseeboga.

Katses osalenud sportlastel tuli 42 kraadises kuivas keskkonnas (suhteline õhuniiskus 20%) kõndida liikuval jooksurajal kiirusega kuus kilomeetrit tunnis kuni kurnatuseni (Joonis: Silva suvi)

Silva Suvi selgitas, et sugupooli võrdlevalt innustas teda uurima asjaolu, et enamikes spordivaldkonna uuringutes on osalejateks valdavalt mehed, mistõttu on naised märgatavalt vähem tähelepanu pälvinud. “Pealegi on varasemad uuringud viidanud, et kofeiini töövõimet mõjutav efekt võib sugude vahel erineda.”

Uuringu tulemused avaldas teadusajakiri Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism.

Kuidas kofeiin töövõimet mõjutab?

Ühest seletust, kuidas kofeiin kehalist töövõimet mõjutab, ei ole veel täpselt välja selgitatud.
Kuna kofeiin on võimeline sisenema nii närvi- kui ka lihasrakkudesse, on keeruline eristada, kas töövõimet parandav efekt tuleneb kesknärvisüsteemi- või lihaste tasandilt. Üks võimalik variant on, et kofeiini toimel intensiivistub rasvkoes lipolüüs, mis tõstab vabade rasvhapete sisaldust veres. Vabad rasvhapped on omakorda olulised energiaallikad, tänu millele säästetakse glükogeeni varusid lihases. Kuna need varud võetakse kasutusele hiljem, peaks vastupidavust nõudev sooritus pikenema.

Sellele vaatamata selgub Suvi tulemustest, et kofeiini tööeelne manustamine võrreldes platseeboga ei paranda naiste ega ka meeste vastupidavuslikku töövõimet kõrge temperatuuriga kuivas keskkonnas. Sama tõdemuseni jõuab valdav enamus asjakohastest uuringutest.

Kofeiini kesknärvisüsteemi tasandil toimimist kinnitab subjektiivselt tajutud pingutus- ja väsimusastme langus, mida hinnatakse vastava Borgi skaala põhjal. Antud uuringus langesid subjektiivselt tajutud pingutuse ja väsimuse näitajad ainult meestel. Seega tajusid mehed tänu kofeiini valuvaigistavale toimele kehalist pingutust kergemana, testi lõppajas see aga ei kajastunud.

Ka mitmed varasemad tavatemperatuuril läbi viidud uuringud on kinnitanud, et kofeiiniga väheneb uuritava subjektiivne hinnang tema poolt tajutud pingutusele ja väsimusele.

Doktorant selgitas, et organismi süvatemperatuuri tõus on üks oluline töövõime languse põhjustaja. Selleks, et liigne soojus süvapiirkonnast ära juhtida, peab suurenema naha verevarustus.

Keeruliseks muutub olukord kehalise pingutuse korral kuumas keskkonnas, kus tekib konkurents lihaste ja naha verevarustuse vahel. Mistõttu lihastesse jõudva hapnikurikka vere hulk väheneb ja puudujäägi kompenseerimiseks peab suurenema südame löögisagedus.

“Ka kofeiinile on omistatud südame löögisagedust tõstvat toimet ja sellepärast tundub kuumastressi ja kofeiini kombinatsioon tervisele eriti ohtlik,” sõnas Suvi, kelle uuringus kutsus kofeiin võrreldes platseeboga esile ulatuslikuma südame löögisageduse tõusu nii meestel kui naistel. Siinkohal lisab Suvi, et südame löögisageduse erinevus oli siiski pigem tagasihoidlik – 3 lööki minutis.

Kõrge temperatuuriga keskkonnas seoses konkurentsiga lihaste ja naha verevarustuses väheneb lihastesse jõudva hapniku hulk. Seetõttu muutuvad energiatootmises tähtsamaks anaeroobsed protsessid, millega kaasneb laktaadi kontsentratsiooni tõus lihases ja veres, mis omakorda põhjustab väsimust ja töövõime langust.

“Mitmed varasemad uuringud on leidnud, et kofeiini tarbimine suurendab samuti laktaadi kontsentratsiooni veres. Nendele teadmistele tuginedes tundub kofeiini manustamine töövõime parandamise eesmärgil kasutuna või isegi sooritust pärssivana. Samas kaugeltki mitte kõik uuringud ei ole sama täheldanud,” selgitas doktorant, kelle läbiviidud uuringus põhjustas kofeiin võrreldes platseeboga nii meestel kui ka naistel oluliselt ulatuslikuma tööpuhuse laktaadi kontsentratsiooni tõusu veres. Kuna aga erinevusi töövõimes kofeiini ja platseebo korral ei täheldatud, siis järelikult kofeiini esile kutsutud laktaadi kontsentratsiooni tõus ei olnud niivõrd suur, et see oleks töövõimet oluliselt pärssinud.

Doktorant Suvi uuringus manustatud kofeiini doos (6 mg/kg), manustamise ajastus ja vastupidavusliku töövõime testimise viis olid kõik teadlikult eelnevalt teostatud uuringute põhjal valitud nii, et soodustada kofeiini võimaliku positiivse efekti esiletulekut. Olgu veel öeldud, et katsealustele manustatud kofeiini doosi kättesaamiseks tuleks näiteks 65-kilosel inimesel juua viis kruusitäit (250ml) keskmise kangusega kannukohvi.

Siiski näitavad Suvi tulemused, et tööeelne kofeiini manustamine ei paranda naiste ega ka meeste vastupidavuslikku töövõimet kõrge temperatuuriga kuivas keskkonnas. Küll aga kutsub kofeiin võrreldes platseeboga esile ulatuslikuma südame löögisageduse tõusu ning tööpuhuse laktaadi kontsentratsiooni tõusu veres. Kofeiin vähendas ka subjektiiselt tajutud pingutus- ja väsimusastet meestel, aga mitte naistel.

Teadustööd, mis uuris kofeiini mõju palavas ja kuivas keskkonnas sportivatele meestele ja naistele, tutvustas Tartu ülikooli sporditeaduste doktorant Silva Suvi tänavu posterettekandega ka Ameerika Ühendriikides Bostonis kõrgetasemelisel sporditeaduste konverentsil. (Foto: Erakogu)