Koffein och insulin

Koffein diskussionen förde fram några detaljer jag inte hört förut (främst kaffe & insulinsambandet), och eftersom jag på senare tid intresserat mig för just termogenesen beslöt jag mig för att undersöka koffeinets effekter närmare. Tog således och spenderade några timmar på Medline och grävde fram en hel del intressanta studier. Enjoy !

Låtom oss börja från Paulùns påstående om att kaffe inte bör inmundigas i samband med måltid för att det orsakar en större insulinutsöndring (vilket alltså kunde leda till större fettinlagring). Majoriteten av forskningen kring detta rör antingen råttor (vi må vara gymråttor men råttor är vi inte !) eller personer med diverse sjukdomar (främst diabetiker), men det finns en del studierpå 'vanliga' friska människor. En studie där man utsatte Lagerhanska öar (finns i bukspottskörteln) för olika ämnen som är kända för sin insulinhöjande effekt hos djur in vitro (i slutet system, dvs man plockat ut dem ur en donator), visade att koffein i kombination med kolhydrater leder till ökad insulin- utsöndring (1). Denna insulinhöjande effekt har också konstateras in vivo (2).

Det finns också en annan orsak till varför koffein tillsammans med måltider inte är en god idé. Det är känt att koffein leder till utsöndring av katekolaminer (epinephrine och norepinephrine, främst dock epinephrine), vilka påverkar nervsystemet genom att öka blodflödet till muskulaturen och mobilisering av fett (d v s leder till lipolysis, fettförbränning). Det har dock visat sig att fettförbränningseffekten uteblir om man inmundigar sitt koffein tillsammans med kolhydrater; en studie visade att koncentrationen av fria fettsyror i serumet var högst då koffeinet togs på tom mage, var lägre efter ett fettbaserat mål, MEN koncentrationen steg inte alls efter en kolhydratsbaserad måltid. (3)

För långdistanslöpare betyder det att koffeinets fettmobiliserande effekt sparar glykogen (lagrade kolhydrater i levern och muskulaturen), och koffein har också visat sig vara effektivt i långvariga uthållighetsprestationer där glykogenet är en begränsande faktor. (4) Koffeinintag i samband med kolhydrater gör alltså att den effekt uteblir, och det har också visat sig att det räcker med att man ätit en högkolhydratsdiet före koffeinintaget (5).

Dit for den goda tanken några av er kanske kläckte i samband med koffeinets insulinhöjande effekt: det är inte en god idé att kombinera koffein tillsammans med sina snabba kolhydrater efter träningspassen för att ytterligare höja insulinutsöndringen (som ju är en positiv grej efter ett träningspass, då det hjälper att driva in aminosyror i de demolerade musklerna).

Summa summarum, koffeinets fettbrännande effekt är inte vidare bra på en högkolhydratsdiet, men på en högfettsdiet är detta inte något problem, något som Mauro DiPasquale också tagit fasta på i sin Anabolic Diet-manual. Dessutom ökar alltså koffeinet insulinutsöndringen tillsammans med inmundigade kolhydrater.

Men allt hopp är inte ute för alla högkolisbyggare, då koffeinet också påverkar termogenesen (dvs höjer kroppstemperaturen, vilket leder till en högre energi- förbränning) oberoende av om man äter kolhydrater eller ej. Frågan är väl då snarast huruvida denna effekt är tillräckligt stor för att det skall löna sig att börja inmundiga koffein i effektiva doser, då koffein som känt ju har en stor mängd biverkningar. På dethär området hittade jag två relevanta studier.

En studie undersökte 100 mg (en 2,5 dl:s kaffekopp innehåller runt 200 mg koffein beroende på sort och tillredningssätt) oralt intaget koffein påverkade metabolismen vid vila hos både feta och icke-längre feta (?, postobese) frivilliga. Båda gruppernas vilometabolism ökade med 3-4 % över 150 min och förbättrade den av dålig diet orsakade ('defective diet-induced') termogena försämringen hos de icke-längre feta . Då försökspersonerna intog 100 mg koffein med två timmars mellanrum under 12 timmar (= 600 mg totalt) ökade energiförbrukningen med 8-11 %, men hade ingen effekt under efterföljande 12 timmars nattenergiförbrukning. Nettoeffekten var en signifikant ökning av den dagliga energiförbrukningen, MEN jämfört med de icke-feta som brände 150 kcal totalt brände de icke-längre feta endast 79 kcal. (6) Den här skillnaden gäller även feta (kvinnor i denhär studien), då de icke-feta i en annan likadant uppbyggd studie ökade termogenesen med 7.6 +/- 1.3 % jämfört med 4.9 +/- 2.0 % för de feta. I denhär studien upprätthålls den termogena effekten dessutom längre hos de icke-feta, dessutom var fettoxidationen högre hos de icke-feta (29 % jämfört med 10 %; skulle vara intressant att veta om hur de åt, framkommer bara att studien utfördes under 24 timmar). (7) Hmm, man skall inte vara fet för att få maximal effekt av koffeinet...

Effekten tycks gälla även på män enligt en studie där tolv frivilliga män (unga och friska) deltog. Försökspersonerna fick 150 ml koffeinfritt kaffe med eller utan 200 mg tillsatt koffein. Efter koffeinkonsumtion ökade metabolismen omedelbart med 0.2 +/- 0.2 kJ/min och förblev förhöjd under de 3 timmar prover togs. Metabolismens försnabbades i genomsnitt med 0.3 +/- 0.2 kJ/min, vilket betyder en 7 +/- 4 % försnabbning av metabolismen under 3 timmar. Den inre kroppstemperaturen (ändtarmen) ökade efter båda behandlingarna(!), men vid koffeinintag var den dramatiskt högre efter 90 min. Hudtemperaturen reflekterar inte kaloriförbränningsökningen väl.(8)

OK, låt oss se vad vi får ut av allt detta... Problemet är för det första att båda studierna har använt olika försökpersoner med olika genomsnittlig vilometabolism: genom smärre uträckningar utifrån de procenter som studierna anger får vi att försökspersonernas genomsnittliga basalmetabolism är 1460 i 100 mg studien och 1975 i 200 mg studien. Om vi utgår från en vilometabolism på 1460 och applicerar den andra studiens resultat får vi följande jämförelse mellan studierna:

Extra förbränning/ % av vilominut metabolismen
100 mg koffein 0.03 - 0.04 kcal 3- 4 %
200 mg koffein 0.071 kcal 7 %

200 mg höjer alltså förbränningen dubbelt och ännu större förbränning är att vänta med högre engångsdoser då 400 mg har visat sig snabba på termogenesen mera än 200 och 100 mg. (9) Hur mycket förbränningen höjs då man tar 100 mg med tvåtimmars intervaller under 12 timmar som i 100 mg-studien har jag inte lyckats räkna ut, då jag inte riktigt får klart för mig hur siffrorna bör tolkas, men studien säger att resultatet i det här fallet var 79 - 150 kcal/dag. Omräknat i fett får vi då 135 gram fett för de icke-feta och 70 gram för de feta per vecka.

Låter inte så häftigt (särskilt inte för de feta, som väl främst är de som använder koffein i syfta att dra bort lite fett...), men å andra sidan har koffein också andra effekter, kanske det kan hjälpa oss att lyfta mer skrot i gymet ? Som jag tidigare nämnde har koffein visat sig vara effektivt i uthållighetsidrotter, men i gymet är inte glykogenförråden en begränsande faktor, inte ens vid extremt hård träning.(10) Däremot har man funnit belägg för att koffein kan höja prestationen även vid intensivare träning via andra mekanismer än glykogensparning. Då man gav 6 mg koffein/kg åt försökspersoner, som fick cyckla 2 minuter följd av 6 minuter vila, följt av samma procedur en gång till och till sist cykling till utmattning gav koffein bättre uthållighet. Noterbart är att försökspersonerna hade över 50% av glykogenförråden kvar efter provet. (11)

Detta är dock ännu inte precis bodybuilding träning. Tyvärr ser inte utsikterna så värst goda ut, då den stora majoriteten av studierna menar att koffein vid bodybuilding och styrketräning varken höjer styrkan, uthålligheten eller maximala viljebaserade kontraktionsgraden hos musklerna, trots att man konstaterat höjd muskelkontraktionsstyrka in vitro, (12, 13) även vid engångsdoser på 5 mg koffein/kg (14) och 7 mg/kg (= 560 mg för en 80 kilos person !). (15) I de studier där man de facto registerarat förbättring är de mycket små. Då man i en studie använde den "maximala tolererbara mängden" koffein (torde vara 7 mg/kg) registrerades en ökning av den maximala kontraktionsstyrkan i quadriceps på 3.8 % samt en liten förbättring i återhämtning. (16) En annan studie fann förbättringar i benpress med 7 mg/kg hos avancerade tränade män. (17). Problemet här är att protokollet gick ut på att man först utförde placebotestet och en vecka senare koffeintestet. Jag ser det som en stor möjlighet att dessa förbättringen kan vara en produkt av att försökspersonerna funnit sig tillrätta med rörelsebanorna och att de kunnat bli aningen starkare efter placebotestet.

Koffein har dock sin plats när det gäller att "pigga upp sig" inför ett hårt pass när man känner sig lite trött. Det finns ett stort antal studier som visar att koffein har en effektiv uppiggande effekt. Det har t ex visat sig att koffein piggar upp i samma grad på natten som när man dricker ett glas juice på dagen (18), och att koffein t o m har mycket god effekt efter 48-timmars sömndeprivation.(19)

Fastän fördelarna ser ut att vara rätt små finns det en hel mängd nackdelar. Hur många av er tar kreatin ? En studie har nämligen visat att koffein kombinerat med kreatin (0.5 g/kg kroppsvikt, dvs hela 40 gram för en 80-kilos person) inte resulterade i några som helst förbättringar ! Dock såg man sådana i den grupp som bara fick kreatin.(20) Lyle McDonald menar dock att denhär studien har kritiserats hårt av någon anledning och att de tidigaste kreatin gav ämnet i kombination med just te eller kaffe.(21) Det här är således antagligen ingenting att bry sig om (har någon av er sett bra resultat med kreatin och kaffe ?).

Ett annat problem är att koffein höjer blodtrycket, vilket kan utgöra en fara vid hård träning (22), men efter att man blivit beroende av koffeinet normaliserar det sig (23) eller t o m sjunker lägre än det var innan man började inta koffein.(24)

En annan negativ effekt av koffein är att det ökar kalcium utsöndringen i urinen, vilket är ett problem särskilt för kvinnor. Som vi alla högst antagligen vet betyder kalcium förlust svagare benstruktur och det vill väl ingen lyftare ha (joo, mina muskler orkar nog curla 50 kg men mina ben bara brast ...). Det har dock visat sig att kalcium förlusten kan kompenseras genom tillräckligt kalcium intag.(25)

Dessutom har koffein en hel del andra roliga biverkningar, och är beroendeframkallande. Koffein i de doser här talas om borde dock inte vara direkt farliga, men diverse symptom kan framträda hos endel. Vad är då syntesen av allt detta, eller rättare sakt min åsikt ? Tävlar man i en uthållighetssport där glykogen förråden är en begränsande faktor kan koffein vara en god idé, men man måste ta kolhydraterna i beaktande. Däremot skulle jag inte rekommendera koffein på en högkolhydratsdiet, då effekterna är små och bieffekterna onödigt många. 150 kcal extra förbrännt kan visserligen se attraktivt ut, men jag skulle hellre sköta om det med någon extra minut lätt aerobisk aktivitet och några gram mat mindre. För oss som är på en högfettsdiet (finns det någon annan där ute ?) tycker jag koffein kan vara en möjlighet, men jag tänker inte själv börja ta det. Däremot kan koffein vara på sin plats för att pigga upp inför träningspass då och då.

Koffein är också en god idé när det kombineras med efedrin (dopingklassat i såväl Sverige som Finland, men dess herbala variant ma huang tycks vara lagligt och är lika effektivt, men potensen på dessa preparat kan variera kraftigt från tablett till tablett). Därutöver kombineras efedrin + koffeinet ofta med aspirin, som gör att kombinationen verkar längre. En studie gick så långt att den konstaterade att "...the ephedrine/caffeine combination is effective, while caffeine and ephedrine separately are ineffective for the treatment of human obesity" (26), dvs man ansåg inte koffein ensamt ha någon plats i kampen mot fettet. Visserligen får man väl se dethär påståendet mot den bakgrunden att 150 kcal i vanliga fall inte betyder mycket för en "normal" bantare, men en [naturlig] kroppsbyggare har i vanliga fall så pass exakt kontroll över kalorierna att det kan vara en välkommen fördel.

ECA (efedrin, koffein och aspirin kombinationen) är också på så sätt intressant att den leder till fettminskning även utan kalorirestriktion, dvs utan diet, i en takt av omkring 1.5 kg/månad eller mer. (27) Dessutom har kombinationen visat sig spara muskelmassan vid diet och har rätt små biverkningar. (28) Doseringen studierna (och amerikanerna - som [än så länge] har tillgång till efedrin) använder är i allmänhet 20-25 mg efedrin, 200 mg koffein och 20-300 mg (på lowcarblistan åtminstone tycks en sk. baby aspirin vara populärast, innehåller 81 mg aspirin).

Sådant, hoppas någon fick något ut av detta... En fråga som blev öppen för mig (hittade inte några studier på området) var hur kaffeberoendet påverkar dess termogena och fettmobiliserande effekter, och hur länge det tar att bli beroende av koffeinet.

Om någon är intresserad av abstrakten till någon/ några/alla studier som refereras så kan ni enklast finna dessa med hjälp av sökmotorn PubMed.

REFERENSER:

1. Grant AM. Christie MR. Ashcroft SJ.: Insulin release from human pancreatic islets in vitro. Diabetologia. 19(2): 114-7, 1980 Aug.

2. Sachs M. Forster H.: [Effect of caffeine on various metabolic parameters in vivo]. [German]. Zeitschrift fur Ernahrungswissenschaft. 23(3):181-205, 1984 Sep.

3. Weir J. Noakes TD. Myburgh K. Adams B.: A high carbohydrate diet negates the metabolic effects of caffeine during exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 19(2):100-5, 1987 Apr.

4. Dodd SL. Herb RA. Powers SK . Caffeine and exercise performance. An update. Sports Medicine. 15(1):14-23, 1993 Jan.

5. McArdle, Katch, Katch: Essentials of Exercise Physiology. Lea & Febiger 1994.

6. Dulloo AG. Geissler CA. Horton T. Collins A. Miller DS.: Normal caffeine consumption: influence on thermogenesis and daily energy expenditure in lean and postobese human volunteers. American Journal of Clinical Nutrition. 49(1):44-50, 1989 Jan.

7. Bracco D. Ferrarra JM. Arnaud MJ. Jequier E. Schutz Y.: Effects of caffeine on energy metabolism, heart rate, and methylxanthine metabolism in lean and obese women. American Journal of Physiology. 269(4 Pt 1):E671-8, 1995 Oct.

8. Koot P. Deurenberg P.:Comparison of changes in energy expenditure and body temperatures after caffeine consumption. Annals of Nutrition & Metabolism. 39(3):135-42, 1995.

9. Astrup A. Toubro S. Cannon S. Hein P. Breum L. Madsen J.: Caffeine: a double-blind, placebo-controlled study of its thermogenic, metabolic, and cardiovascular effects in healthy volunteers. American Journal of Clinical Nutrition. 51(5):759-67, 1990 May.

10. Abernethy PJ. Jurimae J. Logan PA. Taylor AW. Thayer RE .: Acute and chronic response of skeletal muscle to resistance exercise. Sports Medicine. 17(1):22-38, 1994 Jan.

11. Jackman M. Wendling P. Friars D. Graham TE.: Metabolic catecholamine, and endurance responses to caffeine during intense exercise. Journal of Applied Physiology. 81(4):1658-63, 1996 Oct.

12. Williams JH. Caffeine, neuromuscular function and high-intensity exercise performance. Journal of Sports Medicine & Physical Fitness. 31(3):481-9, 1991 Sep.

13. Jacobson BH. Edwards SW.: Influence of two levels of caffeine on maximal torque at selected angular velocities. Journal of Sports Medicine & Physical Fitness. 31(2):147-53, 1991 Jun.

14. Bond V. Gresham K. McRae J. Tearney RJ.: Caffeine ingestion and isokinetic strength. British Journal of Sports Medicine. 20(3):135-7, 1986 Sep.

15. Williams JH. Barnes WS. Gadberry WL.: Influence of caffeine on force and EMG in rested and fatigued muscle. American Journal of Physical Medicine. 66(4):169-83, 1987 Aug.

16. Lanigan C. Howes TQ. Borzone G. Vianna LG. Moxham J.: The effects of beta 2-agonists and caffeine on respiratory and limb muscle performance. European Respiratory Journal. 6(8):1192-6, 1993 Sep.

17. Smith AP. Brockman P. Flynn R. Maben A. Thomas M.: Investigation of the effects of coffee on alertness and performance during the day and night. Neuropsychobiology. 27(4):217-23, 1993.

18. Penetar D. McCann U. Thorne D. Kamimori G. Galinski C. Sing H. Thomas M. Belenky G.: Caffeine reversal of sleep deprivation effects on alertness and mood. Psychopharmacology. 112(2-3):359-65, 1993.

19. Jacobson BH. Weber MD. Claypool L. Hunt LE.: Effect of caffeine on maximal strength and power in elite male athletes. British Journal of Sports Medicine. 26(4):276-80, 1992 Dec.

20. Vandenberghe K. Gillis N. Van Leemputte M. Van Hecke P. Vanstapel F. Hespel P.: Caffeine counteracts the ergogenic action of muscle creatine loading. Journal of Applied Physiology. 80(2):452-7, 1996 Feb.

21. McDonald, Lyle: Re: LOWCARB Creatine and coffein combo. E-mail 10.4. 1997

22. Sung BH. Lovallo WR. Pincomb GA. Wilson MF.: Effects of caffeine on blood pressure response during exercise in normotensive healthy young men. American Journal of Cardiology. 65(13):909-13, 1990 Apr 1.

23. Myers MG.: Effects of caffeine on blood pressure. Archives of Internal Medicine. 148(5):1189-93, 1988 May.

24. Salvaggio A. Periti M. Miano L. Zambelli C.: Association between habitual coffee consumption and blood pressure levels. Journal of Hypertension. 8(6):585-90, 1990 Jun.

25. Lamberg-Allardt C. Suominen H.: Ravinto, elämäntavat ja luusto. Duodecim 1996:112(22):2095

26. Astrup A. Breum L. Toubro S. Hein P. Quaade F.: The effect and safety of an ephedrine/caffeine compound compared to ephedrine, caffeine and placebo in obese subjects on an energy restricted diet. A double blind trial. International Journal of Obesity & Related Metabolic Disorders. 16(4):269-77, 1992 Apr.

27. Daly PA. Krieger DR. Dulloo AG. Young JB. Landsberg L.: Ephedrine, caffeine and aspirin: safety and efficacy for treatment of human obesity. International Journal of Obesity & Related Metabolic Disorders. 17 Suppl 1:S73-8, 1993 Feb.

28. Toubro S. Astrup AV. Breum L. Quaade F.: Safety and efficacy of long-term treatment with ephedrine, caffeine and an ephedrine/caffeine mixture. International Journal of Obesity & Related Metabolic Disorders. 17 Suppl 1:S69-72, 1993 Feb.