Is consuming caffeine affect the blood pressure of swimmers ?

Document Type : Research Paper

Authors

1 Ph.D. Student of Exercise Physiology, Faculty of Education and Psychology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

2 Department of Physical Education and Sport Sciences, Faculty of Education and Psychology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

Abstract

Introduction: Caffeine is one of the most commonly used stimulants among athletes, which can be accompanied by increased vigilance and performance. The purpose of this research was to answer the question whether caffeine consum ption affect the blood pressure in swimmers?
Subjects & Methods:  In this study, 16 young swimmers selected randomly in two groups based on age and body mass index, caffeine and placebo. Young swimmers swam an hour before the 5 mg caffeine per kg of body weight or placebo was ingested in the form of gelatin capsules. Blood pressure of subjects in three stages, before taking caffeine or placebo, one hour after use and immediately after swimming the 100m front crawl was measured. Data, using independent t-test and paired t-test, were analyzed.
Results: The results showed that systolic and diastolic blood pressure and mean arterial blood pressure increased with caffeine intake at rest (p<0/05), but in the end of the activity difference between caffeine and placebo was not significant ) p>0/05).
Conclusion:  According to the findings, caffeine increases blood pressure at rest and do not seem to be taking this matter before swim, considered to be a risk factor.

Keywords

Full Text

مقدمه

فشار خون بالا در طی سال‎های اخیر یکی از خطرات جدی برای سلامتی انسان‎ها مطرح بوده و تواسته آمار بالایی از مشکلات قلبی -عروقی را به خود اختصاص دهد. عوامل محیطی از جمله رژیم غذایی در به وجود آمدن فشار بالا نقش بسزایی دارد. از عوامل تغذیه‎ای کافئین در ایجاد تغییراتی در فشار خون مطرح بوده است (۱).کافئین یکی از پر مصرف‎ترین مواد محرک در بین ورزشکاران است که می‎تواند با افزایش هوشیاری و عملکرد همراه باشد (۲).معمول‎ترین شکل مصرف کافئین قهوه است که تقریبا ۵۳% را در جهان تشکیل می‎دهد. چای ۴۳% و بقیه مواد حاوی کافئین (شکلات، نوشیدنی‎های ورزشی و دارو و...) تنها ۳% شکل مصرفی را تشکیل ‎می‎دهند (۳). کافئین‎، ‎با درجه‎ای خفیف ‎تر آثاری مشابه آمفتامین دارد و یکی از مکمل‎های نیرو افزای خفیفی است که به مقدار مساوی توسط ورزشکاران رشته‎های هوازی و بی‎هوازی استفاده ‎می‎شود (۴).کافئین به عنوان آنتاگونیست رسپتور آدنوزین عمل ‎می‎کند. گزارش شده است که کافئین مهار کننده آنزیم فسفو دی استراز است‎، ‎آنزیمی که cAMP را کاهش داده و به دنبال آن غلظت cAMP در بافت چربی و غدد آدرنال افزایش ‎می‎یابد. غلظت افزایش یافته cAMP منجر به تحریک ترشح کانکول آمین‎ها از بخش مرکزی غدد آدرنال و به دنبال آن باعث تحریک چربی ذخیره شده ‎می‎گردد (۵). بنابراین کافئین ‎می‎تواند افزایش اسید‎های چرب آزاد در خون و گلیگوژن ذخیره شده در کبد و عضله را تحریک نماید (۷-۶).

در عین حال یافته‎های ضد و نقیض بسیاری در رابطه با تاثیرات آنی مصرف کافئین بر قلب و عروق، کبد و کلیه و سیستم عصبی مرکزی موجود است (۶-۸).اما ثابت شده است که مصرف کافئین آزاد سازی اسید‎های چرب از بافت چربی را تحریک و موجب فراهم شدن بیشتر انرژی ‎می‎شود(۹-۱۲) و این اثر انرژی‎زایی کافئین ۷ تا۲۲% بسته به مقدار مصرف کافئین گزارش شده است (۱۳-۱۴). برخی از تحقیقات نیز به بررسی ارتباط بین مصرف کافئین و عوامل خطرزای قلبی -عروقی پرداخته‎اند، در شرایط استراحت، نشان داده شده است که کافئین موجب افزایش فشار خون و مقاومت عروقی سیستمی ‎می‎شود (۱۶-۱۵). مصرف کافئین بدلیل انرژی‎زایی و اینکه در مواد غذایی مختلف موجود است، همواره بیش از پیش مورد توجه ورزشکاران و غیر ورزشکاران قرار گرفته است (۱۸-۱۰-۱۶-۱۷). افزایش فشار خون و مقاومت عروق سیستمی از عوامل انکار ناپذیر در فعالیت‎های ورزشی است (۱۹) حتی نوع فعالیت‎های ورزشی نیز در میزان تغییرات فشار خون موثر ‎می‎باشد و ورزش شنا نیز از این قاعده مستثنی نیست.

تحقیقات زیادی اثر کافئین را بر عملکرد استقامتی مورد آزمایش قرار داده‎اند، از جمله تحقیقی که اثر ارگوژنیک کافئین در شنای ۱۵۰۰ متر را مورد بررسی قرار داده است و آن را در این رویداد که کمتر از ۲۵ دقیقه به طول ‎می‎کشد دارای فایده ارگوژنیک ‎می‎شمارد (۲۰).  کلمپ و همکاران و توراگو و همکاران دریافتند که سطوح اپی نفرین و نوراپی نفرین پس از مصرف کافئین افزایش پیدا ‎می‎کند که در پیامد آن سوخت و ساز هوازی و بی هوازی بالا می رود(۲۱-۲۲). مطالعه بانگ و همکاران نشان دادند که مصرف ۳/۳ میلی گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم، باعث افزایش فشار خون سیستولی و دیاستولی در جریان رکاب زدن بر روی دوچرخه و درشدت بیشینه و زیر بیشینه ‎می‎شود، آن‎ها گزارش کردند که یک ساعت پس از مصرف کافئین و در جریان رکاب زدن در یک شدت بیشینه حتی فشار خون از ۲۳۰ و ۱۰۰ میلی متر جیوه نیز فراتر رود (۲۳).

شنا بدلیل فشرده بودن و نگه داشتن تنفس در حالت طبیعی، منوط به افزایش هر چه بیشتر فشار خون ‎می‎شود. از این جهت سوالی که مطرح ‎می‎شود این است که مصرف کافئین قبل از شنا، چه اثری بر فشار خون به همراه دارد؟ بر این اساس مطالعه حاضر قصد دارد به به این سوال پاسخ دهد که آیا مصرف کافئین قبل از شنا ‎می‎تواند خطری را به همراه داشته باشد؟

روش کار

مطالعه حاضر از نوع نیمه تجربی ‎می‎باشد که در سال ۱۳۹۲ در دانشگاه محقق اردبیلی انجام گرفت. ۱۶ شناگر جوان پسر به صورت تصادفی برای شرکت در این آزمون انتخاب شدند. قبل از انتخاب آزمودنی‎ها، افراد سیگاری، مبتلا به فشار خون بالا، سابقه بیماری قلبی، اختلالات کلیوی، کم خونی و افرادی که مصرف کافئین آن‎ها بالاتر از ۳۰۰ میلی گرم در روز بود از شرکت درآزمون حذف شدند. آزمودنی دو روز قبل ضمن تکمیل فرم رضایت نامه، مراحل انجام کار به آن‎ها رسید، سپس قد و وزن آن‎ها با استفاده از ترازو و قد سنج سکا و شاخص توده بدنی برآورد شد. به منظور اجرای این مطالعه آزمودنی‎ها براساس قد و وزن و شاخص توده بدنی به دو گروه کافئین و دارو نما تقسیم شدند. میانگین و انحراف استاندارد، مشخصات بدنی آزمودنی‎ها در جدول ۱ ارایه شده است.

در روز آزمون، از آزمودنی خواسته شده بود از مصرف مواد کافئین‎دار و فعالیت شدید اجتناب کنند، کپسول‎های کافئین به میزان ۵ میلی گرم از وزن بدن و دارونما به همراه ۱۵۰ میلی لیتر آب، ۶۰ دقیقه قبل آزمون برای به حداکثر رساندن کافئین در خون مصرف کردند. سپس یک شنای ۱۰۰ متر کرال سینه برگزار شد.

فشارخون سیستولی و دیاستولی با استفاده از فشار سنج جیوه‎ای و در سه نوبت اندازه گیری شد. اندازه گیری اول قبل از مصرف کافئین‎، ‎دومین اندازه گیری۶۰ دقیقه بعد از مصرف کافئین، اندازه گیری آخر نیز بعد از اتمام شنای ۱۰۰ متر انجام شد. از آزمون آماری تی مستقل و تی زوجی به منظور مقایسه میانگین داده‎های هر نوبت بین دو گروه کافئین و دارو نما و در سطح معنی داری در نظر گرفته شد.

نتایج

نتایج این مطالعه نشان داد که مصرف کافئین موجب افزایش فشارخون سیستولی و دیاستولی در حالت استراحت قبل از فعالیت ‎می‎شود ولی در حالت پایه تفاوتی بین دو گروه وجود نداشت. اما نکته اصلی اندازه گیری سوم بعد از فعالیت است که تفاوت معنی داری را بین گروه کافئین و دارونما نشان نداد (نمودار۲-۱).

بحث

نتیجه حاصل از این پژوهش نشان ‎می‎دهد که مصرف کافئین قبل از فعالیت، فشار خون سیستولی و دیاستولی را نسبت به گروه دارونما افزایش ‎می‎دهد، ولی بعد از فعالیت شنا دو فشار خون در هر دو گروه نزدیک به هم است. نتایج حاصله از این مطالعه همخوانی نزدیک با اکثریت مطالعات قبلی را نشان ‎می‎دهد(۱۵،۲۲،۲۳-۲۵). درست است که مصرف کافئین در اندازه و شکل‎های مختلف توانسته فشار خون سیستولی و دیاستولی را در حالت پایه افزایش دهد ولی نکته جالب عدم وابستگی این تغییرات به تاثیر شرایط هورمونی و سن وجنس افراد است. در مطالعه‌ای که برروی ۲۰ زن ورزشکار با میانگین سنی ۱۹-۳۰ سال صورت گرفت مصرف کافئین با ۵ میلی گرم به ازای وزن بدن باعث افزایش فشار خون سیستولی و دیاستولی افراد در پایان هر دو مرحله استراحت و فعالیت شد. کلمپ و همکاران (۱۹۹۱) نیز به بررسی تاثیر مصرف کافئین بر سطوح اپی نفرین و نوراپی نفرین پرداختند و به این نتیجه رسیدند که سطوح کاتکولامین‎ها با مصرف کافئین افزایش پیدا ‎می‎کند که در پیامد آن ‎می‎تواند سوخت و ساز هوازی و بی هوازی را افزایش ‎دهد (۲۲). اما برخی تحقیقات نشان داده‎اند که مصرف کم کافئین موجب کاهش ضربان قلب در افرادی ‎می‎شود که عادت به مصرف کافئین ندارند.

مصرف کافئین موجب افزایش فشار خون سیستولیک و دیاستولیک در هنگام استراحت ‎می‎شود. با این که افزایش فشارخون ناشی از کافئین در مطالعه‎های مختلف به خوبی تایید شده است، اما سازوکارهای قلبی عروقی که موجب این اثر ‎می‎شود هنوز به خوبی مشخص نشده است. یکی ازویژگی‎های کافئین انقباض عروق سمپاتیک است که از طریق مهار گیرنده‎های آدنوزین از گشاد شدن عروق جلوگیری ‎می‎کند و این خصلت کافئین احتمالاً در افزایش فشار خون نقش اصلی را ایفا ‎می‎کند. این همکاری در مراحل دوم و سوم اندازه گیری فشار خون قابل توجه است. درست است که مصرف کافئین موجب افزایش فشار خون قبل از فعالیت شده است و نکته اصلی عدم سیر صعودی فشار خون بعد از فعالیت شنا کردن است(۲۳-۲۴-۲۵-۲۶). از این یافته ‎می‎توان چنین نتیجه گیری نمود که احتمالا تاثیر کافئین بر فشار خون در حالت استراحت، موجب بالا بودن فشار خون مشاهده شده درهنگام فعالیت است. بنابراین این تحقیق نشان داد که مصرف کافئین قبل از فعالیت شنا موجب تسریع افزایش فشارخون در هنگام شنا ‎می‎شود، اما در آخر نمیتواند فشار خون را از حد طبیعی خود در هنگام فعالیت بالاتر ببرد.

نتیجه گیری

نتایج مطالعه حاضر نشان داد که مصرف کافئین در هنگام استراحت موجب افزایش فشار خون شد، اما در شنا افزایش بیشتری مشاهده نشد. بنابراین به نظر ‎می‎رسد مصرف ۵ میلی گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن، قبل از شنا نمی‎تواند باعث افزایش فشار خون شده و سلامتی قلبی عروقی آن‎ها را تهدید کند.

تشکر و قدردانی

به مصداق (من لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق) از اساتید فرهیخته و فرزانه، جناب آقای پروفسور معرفت سیاه کوهیان، جناب آقای دکتر لطفعلی بلبلی، جناب آقای دکتر عباس معمارباشی و استاد بزرگوار جناب آقای رحیم عادل مقام سپاسگزاری می‎شود.   

References

1. Kliytiekd P, Lax KG, Okin PM. QTc behavior during treadmill exercise as a function of the underling QT-heart
rate relationship. J Electrocardiol 1995; 54:206-10.
2. Wade MJ. The Methylxanthine beverages and foods: chemistry, consumption and health effects. Am J Clin Nutr
1985; 42:575-6.
3. Graham TE, Rush JW, van-Soeren MH. Caffeine and exercise: metabolism and performance. Can J Appl Physiol
1994; 19:1181-38.
4. Roberts S, Scott O. Fundamental principles of exercise physiology. Trans: Gaeini AA, Dabidi Roushan V. Tehran:
Samt; 2011. [in Persian]
5. Avazeh A, Jafari N, Rabiesiahkali S, Mazloomzadeh S. Knowledge level attitude and performance of women on
diet and exercise and their relation with cardiovascular diseases risk factors. Zanjan Univ Med Sci J 2010; 18:51-
60. [in Persian]
6. Henry RJ. Determination of creatine and creatinine. In: Henry RJ, editor. Clinical chemistry; principles and
technique. New York: Harper & Row; 1967. P. 292-6.
7. Mousavi A, Koushki Jahromi M, Salesi M, Daryanoush F, Khoshnam E, Nikseresht A, et al . Impact of caffein e
consumption on heart rate and blood pressure during rest and exercise. J Jahrom Univ Med Sci 2011; 9:7-13. [in
Persian]
8. Goldstein ER. The effects of caffeine supplementation on strength and muscular endurance in resistance-trained
females. [Master Thesis]. Florida: Florida Atlantic University; 2009.
9. Fredholm B. The Methylxanthine beverages and food: chemistry, consumption, and health effects. New York: Alan
R. Liss; 1984.
10. McClaren SR, Wetter TJ. Low doses of caffeine reduce heart rate during sub maximal cycle ergometry. J Int Soc
Sports Nutr 2007; 4:9-11.
11. Ebrahimi M, Rahmaninia F, Damirchi A, Mirzayi B. Influence of caffeine consumption on metabolic and
cardiovascular response to sub maximal exercise in overweight and underweight men. J Olympic 2007; 44:17-27.
[in Persian]
12. Keisler BD, Armsey TD 2nd. Caffeine as an ergogenic aid. Curr Sports Med Rep 2006; 5:215-9.
13. Goldstein ER, Ziegenfuss T, Kalman D, Kreider R, Campbell B, Taylor L, et al. International society of sports
nutrition position stand: caffeine and performance: a review. J Inter Soc Sports Nutr 2010; 7:5.
14. Powers SK, Byrd RJ, Tulley R, Callender T. Effects of caffeine ingestion on metabolism and performance during
graded exercise. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1983; 50:301-7.
15. Desisso TD, Gerst JW, Carnathan PD, Kukta LC, Skelton LE, Bland JR, et al. Effect of caffeine on metabolic and
cardiovascular responses to submaximal exercise: boys versus men. Med Sci Sports Exerc 2005; 37:465.
16. Spriet LL. Caffeine and performance. Int J Sport Nutr 1995; 1:S84-99.
17. Sung BH, Lovallo WR, Whitsett T, Wilson MF. Caffeine elevates blood pressure response to exercise in mild
hypertensive men. Am J Hypertens 1995; 8:1184-8.
18. Casiglia E, Paleari CD, Petucco S, Bongiovi S, Colangeli G, Baccilieri MS, et al. Haemodynamic effects of coffee
and purified caffeine in normal volunteers: a placebo-controlled clinical study. J Hum Hypertens 1992; 6:95-9.
19. Sinclair CJ, Geiger JD. Caffeine use in sports. A pharmacological review. J Sports Med Phys Fitness 2000; 40:71-
9.
20. Gupta MP, Polena S, Coplan N, Panaqopulos G, Dhinqra C, Myers J, et al. Prognostic significance of systolic
blood pressure increases in men during exercise stress testing. Am J Cardiol 2007; 100:1609-13.
21. MacIntosh BR, Wright BM. Caffeine ingestion and performance of a 1,500-metre swim. Can J Appl Physiol 1995;
20:168-77.
22. Collomp KS, Ahmaidi M, Audrain JL, Channel CH. Effects of caffeine ingestions on performance and anaerobic
metabolism during the wingate test. Int J Sport Med 1991; 12:439-43.
23. Engels HJ, Wirth JC, Celik S, Dorsey JL. Influence of caffeine on metabolic and cardiovascular functions during
sustained light intensity cycling and at rest. Int J Sport Nutr 1999; 9:361-70.
24. Daniels JW, Mole PA, Shaffrath JD, Stebbins CL. Effects of caffeine on blood pressure, heart rate, and forearm
blood flow during dynamic leg exercise. J Appl Physiol 1998; 85:154-9.
25. Turley KR, Gerst JW. Effect of caffeine on physiological responses to exercise in young boys and girls. Med Sci
Sports Exerc 2006; 38:520-6.
26. Norager CB, Jensen MB, Madsen MR, Laurberg S. Caffeine improves endurance in 75-yr-old citizens: a
randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover study. J Appl Physiol 2005; 99:2302-6.
medical journal of mashhad university of medical sciences
Volume 61, Issue 1
May and June 2018
Pages 847-852

Files

Share

How to cite

Statistics