Wat je eerst moet weten: Adenosine
Adenosine is een onderdeel van ATP, ADP, AMP en veel co-enzymen, zoals acetyl-CoA, NADPH en NADH. Adenosine speelt dus een belangrijke rol in verschillende biochemische processen, zoals energiestofwisseling en signaaloverdracht.
Ook is adenosine een stof in het centrale zenuwstelsel die de cycli van slapen en wakker worden reguleert. Gedurende de dag, wanneer je wakker bent, stapelt adenosine zich op in je hersenen. Dit geeft uiteindelijk een gevoel van vermoeidheid en slaperigheid.
Dit doet adenosine door zich aan de cellen in de cortex, hippocampus en de kleine hersenen (onderdelen van je brein) en hun activiteit te remmen. Adenosine stimuleert signalen die je lichaam vertellen dat het tijd is om te rusten en het activeert de reacties die nodig zijn om in volledige en constante slaap te komen.
Cafeïne en adenosine
Cafeïne wordt snel opgenomen in de spijsvertering, meestal volledig binnen 45 minuten, voordat het naar je hersenen gaat. Eenmaal daar aangekomen, heeft cafeïne een direct stimulerend effect op je hersencellen.
De effecten van verhoogde energie en alertheid van cafeïne, worden veroorzaakt door de interactie met adenosinereceptoren in de hersenen. Zowel cafeïne als theobromine (in chocolade) zijn neurotransmitters, die horen bij de chemische afgeleiden van xanthines. Ze bevatten een structuurgroep die heel erg lijkt op een structuurgroep die ook in adenosine zit. Ze lijken dus op elkaar.
Zie je het overeenkomende stuk?
Dit zorgt ervoor dat cafeïne zich kan binden aan de adenosinereceptoren en deze kan blokkeren door ze bezet te houden.
Het resultaat is dat hersenen geen adenosine detecteren en zenuwactiviteit niet wordt vertraagd.
Je lichaam reageert op de geblokkeerde adenosinereceptoren door de neurale activiteit te verhogen. Dit zorgt vervolgens voor een stimulatie van de hypofyse. De hypofyse zendt signalen uit om je lichaam klaar te maken voor verhoogde activiteit en activeert ook de afgifte van adrenaline vanuit de bijnier.
Adrenaline wekt weer een aantal reacties op in het lichaam, die ervoor zorgen dat je je wakker en alert voelt. De lever geeft grotere hoeveelheden suiker af in het bloed, om je energie te verhogen. Je pupillen verwijden, je hartslag neemt toe en je luchtwegen openen om meer zuurstof op te nemen.
Beperkte verhoogde adrenaline komt natuurlijk voor en heeft belangrijke beschermende doelen in je lichaam, mits het beperkte perioden zijn. Langere periodes van verhoogde adrenalineniveaus kunnen schadelijk zijn voor je fysieke en emotionele gezondheid.
De verschillende adenosinereceptoren
Er zijn vier verschillende adenosinereceptoren, maar hier bespreken we alleen de A1 en de A2A receptor. In het hart spelen ze een belangrijke rol in zuurstof- en bloedtoevoer. In je hersenen spelen ze een belangrijke rol in de afgifte van de stimulerende neurotransmitters dopamine en glutamaat.
Cafeïne kan verschillende adenosinereceptoren in het brein blokkeren, met verschillende effecten.
- De A1 receptor bevordert slaperigheid wanneer deze geactiveerd wordt. Door de A1 receptor te blokkeren, verhoogt cafeïne de alertheid.
- De A2A receptor heeft stimulerende en stemmingverbeterende effecten. A2A remt activiteit van dopaminereceptoren. Door de A2 receptor te blokkeren, verhoogt cafeïne de dopaminewaarden. Dopamine kan worden omgezet in adrenaline en noradrenaline.
Tolerantie
De A1 receptor lijkt niet ongevoelig te worden, wat de reden zou kunnen zijn dat cafeïne haar opwekkende effect niet verliest. De A2A receptor wordt desondanks wel ongevoelig, wat de reden is dat de echte koffieveteraan (lees: praktisch iedereen tegenwoordig) de daadwerkelijke stimulatie niet meer voelt, ondanks dat ze meerdere koppen achterover hebben getikt.
Simpel gezegd, werkt cafeïne op twee manieren
- Het voorkomt dat je hersencellen een signaal van vermoeidheid afgeven.
- Het zorgt ervoor dat je lichaam andere natuurlijke stimulanten afgeeft en het versterkt hun effecten.
Verhoogde prestatie: fysiologisch, of psychologisch?
Maar wat is nu exact de prestatieverhogende werking? Iedereen weet namelijk dat je meer mentale energie krijgt en daarbij een verhoogde prestatie ervaart, als je cafeïne neemt. Toch?
Wat weinig mensen zich beseffen, is dat deze verhoging van mentale energie psychologisch is.
Onderzoek uit 2017 laat zien dat een flinke pre-workout cocktail van 284 mg cafeïne, aanzienlijke mentale effecten had. Toch verbeterden de kracht noch prestatie niet, in vergelijking met placebo. Een andere studie uit 2017 bevestigde dit: 300 mg cafeïne was niet effectiever in het verhogen van energieniveaus, of objectieve krachtproductie, ten opzichte van een placebo.
Dosering-respons placebo
Cafeïne staat zo bekend als iets wat je ‘meer energie geeft’ dat een placebogroep wellicht niet voldoende blijkt binnen onderzoek.
Het mechanisme van cafeïne is dus grotendeels in essentie hetzelfde als het bekijken van geweld of pornografie. Het maakt je psychologisch opgewonden en klaar om all-out te gaan in de sportschool. De daadwerkelijke toename van krachtproductie door je spierweefsel, bij innames onder de 5 mg/kg, is veelal triviaal.