運動生理週訊(第226期)
運動前喝咖啡好嗎？(August.22.2006)
王順正
雲林古坑的
台灣咖啡節辦得相當成功，也帶動的附近的咖啡產業(古坑華山有「雲林陽明山」雅稱，是台灣咖啡的原鄉，也是台灣咖啡再生搖籃！充滿魔力的咖啡豆和璀璨夜景，每年為這美麗山村帶來上百萬人次觀光人潮以及數十億元商機 )。「古坑的咖啡栽植於荷苞山上，位於海拔三百公尺的荷苞山，屬排水良好之沙質土壤，再加上處於亞熱帶氣候區，非常適合咖啡的生長，古坑的咖啡在台灣已經享有知名度，咖啡喝起來甘醇甜美，比國外的咖啡更具台灣獨特的風味。」在大家熱烈的推展台灣咖啡文化、台灣咖啡產業的同時，是不是也應該瞭解一下喝咖啡對於人體生理的影響？特別是對於運動參與者喝咖啡好不好的疑問呢？
自今年(2006)八月一日起，行政院衛生署規定含咖啡因的包裝飲品，外包裝上必須標示咖啡因含量，紅標代表咖啡因含量在兩百至三百毫克，或三百毫克以上；黃標代表含量在一百至兩百毫克；綠標代表含量在一百毫克以下。通常，義式濃縮咖啡，小小一杯三十CC，咖啡因含量有六十五毫克；「美式咖啡」四百八十CC的大杯份量中，約有一百九十五毫克的咖啡因；「拿鐵」及「焦糖瑪奇朵」口味，雖然加入了大量的牛奶及焦糖，味道顯得柔和許多，但咖啡因也不容小覷，四百八十CC的大杯份量，還是有一百三十毫克。醫師提醒，不想喝咖啡喝出病，咖啡因攝取最好每天不超過五百毫克，或者每公斤體重不要攝取超過五至六毫克的咖啡因。
運動前後喝咖啡好嗎？其實在運動生理學網站的討論區中，有一篇「
長期飲用咖啡會影響練習和藥檢嗎?」的討論可以提供網友參考。依據
Andes_Cheng的回應指出，「在1984年時，咖啡曾被國際奧委會(IOC)列為禁藥，違規劑量為800mg(在2~3小時內，約需喝5至6杯的濃咖啡)。不過，在2004.1.1已將咖啡移除於禁藥名單」。也就是說，有一段時間咖啡在運動場上是禁藥，運動員不能大量的攝取，相對的也代表攝取太多可能危害身體或造成比賽的不公平。
Andes_Cheng同時也提到，一般飲料含咖啡因的情形大致如下，1杯咖啡(咖啡杯)約含100~150mg，1杯茶約含20~50mg，1罐可樂約含35~55mg，1罐高咖啡因的汽水約含55-110mg。很多人喝咖啡的時候，並沒有特別考量到咖啡因的問題，甚至喝茶、可樂、汽水等飲料，大量飲用時，也都會因為咖啡因而危害身體健康。
Andes_Cheng的回應也指出，根據Williams(2005)的Nutrition for health, fitnee & sport一書中所提，攝取咖啡因的效果：刺激中樞神經系統，增加警覺性，改善簡單動作的反射時間(劑量200 mg)，劑量高於400 mg時，則會增加焦慮與神經質而影響運動表現。刺激肌漿網釋出鈣離子，增加肌肉收縮力。有助於高強度運動表現，可能與心理作用有關。刺激心臟功能、血液循環以及腎上腺素的釋出。刺激脂肪細胞釋出游離脂肪酸(free fatty acids)，而提升休息時血液中FFA濃度。刺激肌肉與肝臟中的肝醣分解。增加肌肉中三酸甘油酯(triglycerides)的使用(最近的研究發現，在長時間運動時，咖啡因並無法促進FFA的使用以及節省肝醣的使用)。促進耐力性運動表現(運動前1小時攝取)，與刺激腎上腺素分泌、警覺性及情緒有關。使用咖啡因做增補劑之前，需先戒斷2~4天。咖啡因與麻黃素合併使用(劑量：caffeine4-5mg/kg，ephedrine0.8-1.0mg/kg)，可明顯促進無氧與有氧運動表現。麻黃素屬運動禁藥，而含麻黃成分的pseudoephedrine與phenlpropanolamine並非禁藥，但pseudophedrine的攝取劑量只要達麻黃素的2.5倍即可獲得相似的效果，亦即2-2.5 mg/kg。咖啡因是一種利尿劑，但目前的研究顯示，只要均衡飲食，咖啡因並不會改變排汗量、血漿量與體溫。咖啡因攝取的影響具有個別差異。在實際應用於比賽之前，最好自己先行做試驗(自行比較或由別人隨機給藥，記錄自己的反應)。
Andes_Cheng指出咖啡因的副作用方面。有些人會發生心律不整、血壓增加的情形。目前認為與冠狀動脈心臟疾病(coronary artery disease)的發生無明顯關連，每天3杯(6-9盎司)左右，對大部分的人不會有影響。目前認為含咖啡因的飲料並不會致癌。咖啡因不會造成乳房的纖維化。咖啡因雖會使鈣質流失，但屬非常少量(每杯約流失5mg)，只要加入2湯匙的牛奶即可解決，但建議若要喝咖啡，仍要喝牛奶或攝取富含鈣質的食物。當每天攝取超過150mg時，會增加流產與胎兒體重過輕的風險。可增加休息代謝率(resting metabolic rate)約10%，並持續數小時，有助於減重。可能會造成失眠。有些人會有胃部不適(刺激胃酸分泌)。不常喝咖啡者，在攝取中劑量時，可能會出現神經質、煩躁、頭痛或失眠。可能會發展成具有咖啡因依賴性(咖啡因中毒症)。整體而言，咖啡因屬於安全的「藥物」。
有關咖啡因攝取與血脂肪濃度的相關研究方面。吳慶瑞(1994)探討在運動前一小時攝取咖啡(咖啡因3 mg/kg體重)與白開水後，以50%VO
2max踩踏九十分鐘腳踏車運動對血脂肪及血脂蛋白的急性影響。研究發現攝取咖啡運動後，三酸甘油脂有顯著高於攝取白開水運動後，但總膽固醇和脂蛋白均沒有影響。其實，幾乎所有的研究報告都指出，攝取咖啡因可以顯著增加血中游離脂肪酸的濃度。咖啡因會抑制磷酸果醣激酶(phosphofructokinase)及丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase)，促進脂肪氧化的速度增加，使血中游離脂肪酸濃度增加，同時咖啡因也會刺激脂肪細胞內的c-AMP濃度提高，增加脂解作用，進而促成血脂肪與三酸甘油脂在攝取咖啡後顯著的提高(吳慶瑞，1994)。
有關咖啡因攝取與運動表現的相關研究方面。Stuart, Hopkins, Cook, and Cairns(2005)則探討橄欖球選手攝取咖啡因6mg/kg體重(有安慰劑組)，對於90分鐘(上下半場各40分鐘、中場休息10分鐘)橄欖球測驗(rugby test)結果的影響，研究發現傳球準確度(passing accuracy)、30公尺衝刺、最大動力(peak power)測驗等，會受到咖啡因攝取的顯著增進，下半場再測驗時(疲勞的效果)，這些測驗的結果也會顯著優於攝取安慰劑時。受測者在測驗過程中，血中咖啡因濃度與腎上腺素(epinephrine)濃度都有顯著上昇的現象(右圖)；咖啡因的攝取不僅對長時間的耐力性運動有所助益，還對短時間瞬發性的運動能力有增進效果。Bell and Mclellan(2003)則發現上午與下午(間隔6小時)攝取咖啡因5mg/kg體重或安慰劑(分為ABCD四組進行，A組上下午都攝取咖啡因，B組上下午都攝取安慰劑，C組上午攝取咖啡因、下午攝取安慰劑，D組上午攝取安慰劑、下午攝取咖啡因)，對於下午進行80%VO
2max的持續運動時間仍然有顯著的增進，也就是說早上攝取的咖啡因，可以有效的增進下午(間隔6小時)的耐力運動表現。Schneiker, Bishop, Dawson, and Hackett(2006)透過雙盲(double-blind)與安慰劑控制(placebo-controlled)的實驗設計下，攝取6mg/kg體重後，可以顯著提昇長期間歇衝刺能力(prolonged intermittent-sprint ability)。有不少研究報告顯示，攝取咖啡因可以增進運動表現。Kalmar(2005)的文章中也證實咖啡因對於肌肉的活動具有顯著的影響，因此建議進行人體運動表現的實驗時，有必要限制咖啡因的攝取。
相反的，Bruce等(2003)則發現，划船選手攝取咖啡因6mg/kg體重、9mg/kg體重後，相較於攝取安慰劑後，會有較高的血中游離脂肪酸的濃度，但是在2000公尺划船表現上則沒有顯著不同。Turley and Gerst(2006)則探究7至9歲的小朋友攝取咖啡因5mg/kg體重(或安慰劑)，並不會改變25watts與50watts踏車運動時的攝氧量與呼吸交換率(與攝取安慰劑時比較)，但是會顯著影響心跳率與血壓。儘管，有大部分的研究報告證實，攝取咖啡因對於運動表現具有顯著的增進效果，但是仍然有研究顯示，咖啡因的生理影響不足以增進運動表現。
有咖啡攝取習慣的人，對於攝取咖啡因的影響會不會不同呢？Fisher, McMurray, Berry, Mar, and Forsythe(1986)的研究發現，有咖啡攝取習慣者(habitual caffeine user)攝取咖啡因5mg/kg體重的生理影響會顯著的降低，經過4天的停止攝取咖啡因後，再度攝取咖啡因的生理影響就會再度呈現。Hetzler, Warhaftig-Glynn, Thompson, Dowling, and Weltman(1994)研究習慣喝咖啡(每天平均攝取674±128mg)的男性跑者，移除咖啡攝取兩天前後，在乳酸閾值(lactate threshold)速度下跑步時的攝氧量、呼吸交換率、血中游離脂肪酸濃度等都沒有顯著的不同，血中甘油(glycerol)濃度則有顯著的減少。Dodd, Brooks, Powers, and Tulley(1991)針對9名每天攝取300mg以上與8名每天25mg以下的經常運動男性，攝取安慰劑、咖啡因3mg/kg體重與5mg/kg體重後，進行漸增強度的最大努力運動測驗，發現無氧閾值與最大攝氧量都不會因為攝取咖啡因而有顯著的差異，但是血中游離脂肪酸濃度則有習慣咖啡組顯著較高的現象。對於有喝咖啡習慣的人來說，運動前攝取咖啡，似乎並不會提昇運動表現。
咖啡因在飲料產品中相當普遍，濃度則差別很大。一般人只要隨手買了一瓶飲料，可能就會攝取到咖啡因。再加上咖啡文化在商業的推動與文人寫作的發酵下，讓咖啡的「癮」(心理上或生理上都有可能)逐漸在台灣社會中蔓延(也是台灣農業休閒文化)。不管你是否有喝咖啡的習慣，在參與運動之前，喝一杯咖啡並無不妥，只是如果能夠瞭解一下攝取咖啡因對於運動時生理的影響，絕對是相當不錯的健康知識與概念。任何美味(喝、吃)太多都不好，喝咖啡也是一樣的道理。
參考資料：
吳慶瑞(1994)。持續運動前攝取咖啡對運動前後人體中血脂及血脂蛋白之影響。體育學報，17，391-410。
運動生理學網站(2002)。
長期飲用咖啡會影響練習和藥檢嗎?。
Bell, D. G., & Mclellan, T. M. (2003). Effect of repeated caffeine ingestion on repeated exhaustive exercise endurance. Medicine and Science in Sports and Exercise,35(8),1348-1354.
Bruce, C. R., Anderson, M. E., Fraser, S. F., Stepto, N. K., Klein, R., Hopkins, W. G., & Hawley, J. A. (2000). Enhancement of 2000-m rowing performance after caffeine ingestion. Medicine and Science in Sports and Exercise,32(11),1958-1963.
Dodd, S. L., Brooks, E., Powers, S. K., & Tulley, R. (1991). The effect of caffeine on graded exercise performance in caffeine naive versus habituated subjects. European Journal of Applied Physiology,62(6),424-429.
Fisher, S. M., McMurray, R. G., Berry, M., Mar, M. H., & Forsythe, W. A. (1986). Influence of caffeine on exercise performance in habitual caffeine users. International Journal of Sports Medicine,7(5),276-280.
Hetzler, R. K., Warhaftig-Glynn, N., Thompson, D. L., Dowling, E., & Weltman, A. (1994). Effects of acute caffeine withdrawal on habituated male runners. Journal of Applied Physiology,76,1043-1048.
Kalmar, J. M. (2005). The influence of caffeine on voluntary muscle activation. Medicine and Science in Sports and Exercise,37(12),2113-2119.
Schneiker, K. T., Bishop, D., Dawson, B., & Hackett, L. P. (2006). Effects of caffeine on prolonged intermittent-sprint ability in team-sport athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise,38(3),578-585.
Stuart, G. R., Hopkins, W. G., Cook, C., & Cairns, S. P. (2005). Multiple effects of caffeine on simulated high-intensity team-sport performance. Medicine and Science in Sports and Exercise,37(11),1998-2005.
Turley, K. R., & Gerst, J. W. (2006). Effects of Caffeine on Physiological Responses to Exercise in Young Boys and Girls. Medicine and Science in Sports and Exercise,38(3),520-526.
