Фармакогенетические аспекты влияния кофеина на физическую работоспособность

Фармакогенетические аспекты влияния кофеина на физическую работоспособность

Вахидов Т.М. — лаборант «Лаборатории спорта высших достижений» кафедры спортивной медицины и медицинской реабилитации ИКМ им. Н.В. Склифосовского, Первого МГМУ им. И.М. Сеченова;

Телышев Д.В. — студент Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)

Кошель А.П. — студент Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)

Королева Е.Д — заведующий отделением лечебного питания, врач диетолог ФГБУ «Центральная клиническая больница с поликлиникой» УД Президента РФ, Москва

Кафедра спортивной медицины и медицинской реабилитации Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), г. Москва, Российская Федерация

ФГБУ «Центральная клиническая больница с поликлиникой» УД Президента РФ, Москва

Актуальность: в настоящее время только в отношении ограниченного количества субстанций есть убедительные доказательства их позитивного (эргогенного) эффекта в отношении физической работоспособности [1]. Одной из таких субстанций является кофеин, активно используемый многими спортсменами перед началом выполнения физических упражнений различной интенсивности [2].

Основными позитивными эффектами кофеина в спорте являются увеличение выносливости, мышечной силы и мощности, а также улучшение внимания и скорости реакции [3]. Нельзя забывать и о побочных действиях кофеина, которые могут наблюдаться, особенно при нерациональном использовании [4].

Одним из факторов, влияющих на эффекты данной субстанции являются генетические полиморфизмы [5], некоторые из которых активно обсуждаются многими исследователями как факторы, регулирующие выраженность эффектов кофеина в спорте [6].

В связи с этим представляет интерес анализ научных данных о влиянии этих полиморфизмов на эргогенные эффекты кофеина среди физически активных представителей общей популяции и спортсменов разного уровня.

Цель исследования: анализ научных исследований, в которых проводилась оценка влияния того или иного полиморфизма на эргогенные эффекты кофеина при его использовании среди физически активных представителей общей популяции и спортсменов разного уровня.

Материалы и методы: поиск источников проводился с использования библиографических баз данных Pubmed и Google Scholar за период с момента их создания по май 2023 года. Для поиска использовались следующие ключевые слова и их сочетания: “caffeine”, “genetics”, “genotype”, “SNP”, “polymorphism”, “training”, “performance”, “sport”, “ergogenic”

Результаты исследования: в результате проведенного поиска было обнаружено, что полиморфизмы определенных генов действительно способны оказывать свое влияние на фармакокинетику и фармакодинамику кофеина, что может обусловливать различие в выраженности его эргогенных эффектов. Наиболее изученными в этом отношении можно считать однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) генов CYP1A2 и ADORA2A [7]. Первый кодирует 1A2 изоформу цитохрома – основного фермента в метаболическом пути кофеина, а второй ген кодирует аденозиновый рецептор 2А – ключевой объект в механизме действия кофеина. Выделяют следующие SNP: для CYP1A2 – генотип АА/генотип СС (а также вариант АС, который по оказываемому влиянию приравнивается к СС) и , соответственно, называемые “медленными метаболизаторы”/“быстрыми метаболизаторы” [8]. Для ADORA2A – генотип ТТ/генотип СС (вариант СТ приравнивается к СС), соответственно проявляющие “высокую”/“низкую” чувствительность к кофеину [9].

Выводы: исследования затрагивали как влияние кофеина на анаэробные и аэробные показатели, так и на метаболизм, кардиореспираторные и когнитивные показатели спортсменов, однако результаты большинства исследований, проведённых до настоящего времени, противоречивы и нет точных данных высокого методологического уровня, которые могли бы охарактеризовать влияние тех или иных полиморфизмов на эргогенные эффекты кофеина. Возможным ограничением в изучении этого вопроса можно считать тот факт, что большинство исследователей анализировали только один полиморфизм и не учитывали возможное влияние другого.

Таким образом, в настоящее время, можно утверждать, что полиморфизм генов CYP1A2 и ADORA2A, вероятнее всего, влияет на физическую работоспособность спортсменов, но ответ о комбинациях полиморфизмов, обеспечивающих наличие и выраженность того или иного эффекта до сих не получен.

  1. Kerksick CM, Wilborn CD, Roberts MD, Smith-Ryan A, Kleiner SM, Jäger R, Collins R, Cooke M, Davis JN, Galvan E, Greenwood M, Lowery LM, Wildman R, Antonio J, Kreider RB. ISSN exercise & sports nutrition review update: research & recommendations. J Int Soc Sports Nutr. 2018 Aug 1;15(1):38.
  2. Guest NS, VanDusseldorp TA, Nelson MT, Grgic J, Schoenfeld BJ, Jenkins NDM, Arent SM, Antonio J, Stout JR, Trexler ET, Smith-Ryan AE, Goldstein ER, Kalman DS, Campbell BI. International society of sports nutrition position stand: caffeine and exercise performance. J Int Soc Sports Nutr. 2021 Jan 2;18(1):1.
  3. Delleli S, Ouergui I, Messaoudi H, Trabelsi K, Ammar A, Glenn JM, Chtourou H. Acute Effects of Caffeine Supplementation on Physical Performance, Physiological Responses, Perceived Exertion, and Technical-Tactical Skills in Combat Sports: A Systematic Review and Meta-Analysis. Nutrients. 2022 Jul 21;14(14):2996.
  4. de Souza JG, Del Coso J, Fonseca FS, Silva BVC, de Souza DB, da Silva Gianoni RL, Filip-Stachnik A, Serrão JC, Claudino JG. Risk or benefit? Side effects of caffeine supplementation in sport: a systematic review. Eur J Nutr. 2022 Dec;61(8):3823-3834.
  5. Nehlig A. Interindividual Differences in Caffeine Metabolism and Factors Driving Caffeine Consumption. Pharmacol Rev. 2018 Apr;70(2):384-411.
  6. Pickering, C., Kiely, J. Are the Current Guidelines on Caffeine Use in Sport Optimal for Everyone? Inter-individual Variation in Caffeine Ergogenicity, and a Move Towards Personalised Sports Nutrition. Sports Med 48, 7–16 (2018).
  7. Southward K, Rutherfurd-Markwick K, Badenhorst C, Ali A. The Role of Genetics in Moderating the Inter-Individual Differences in the Ergogenicity of Caffeine. Nutrients. 2018 Sep 21;10(10):1352.
  8. Grgic J, Pickering C, Del Coso J, Schoenfeld BJ, Mikulic P. CYP1A2 genotype and acute ergogenic effects of caffeine intake on exercise performance: a systematic review. Eur J Nutr. 2021 Apr;60(3):1181-1195.
  9. Nunes RA, Mazzotti DR, Hirotsu C, Andersen ML, Tufik S, Bittencourt L. The association between caffeine consumption and objective sleep variables is dependent on ADORA2A c.1083T>C genotypes. Sleep Med. 2017 Feb;30:210-215.