Examensarbete. Kandidatnivå Koffeinets ergogena effekter på power i överkropp. Högskolan Dalarna SE Falun Tel

Transkript

1 Examensarbete Kandidatnivå Koffeinets ergogena effekter på power i överkropp Författare: Johannes Karlsson och Sara Weiberth Handledare: Emma Hawke Examinator: Håkan Larsson Ämne/huvudområde: Idrotts och hälsovetenskap Kurskod: IH2020 Poäng: 15hp Examinationsdatum: Vid Högskolan Dalarna finns möjlighet att publicera examensarbetet i fulltext i DiVA. Publiceringen sker open access, vilket innebär att arbetet blir fritt tillgängligt att läsa och ladda ned på nätet. Därmed ökar spridningen och synligheten av examensarbetet. Open access är på väg att bli norm för att sprida vetenskaplig information på nätet. Högskolan Dalarna rekommenderar såväl forskare som studenter att publicera sina arbeten open access. Jag/vi medger publicering i fulltext (fritt tillgänglig på nätet, open access): Ja Nej Högskolan Dalarna SE Falun Tel

2 Abstrakt Koffein har sedan 1962 fram och tillbaka varit dopingklassat men är sedan 2004 ett tillåtet ergogent preparat inom idrotten. Flera studier har visat positiva resultat i uthållighetsidrotter och på maximal styrkeförmåga. Syftet med denna studie var att se om koffein har någon ergogen effekt på power i överkroppsmuskulaturen. I denna studie användes en dubbel-blindad, randomiserad cross-over design. En slumpmässig indelning inför det första testtillfället avgjorde ifall deltagarna började studien med koffein- eller placebosupplementering och bytte sedan supplementering inför testtillfälle två. Som supplementeringsmetod användes koffein i tuggummiform på grund av att det ger ett snabbare upptag. Power mättes genom testet sittande stöt med en kula på 5 kg. Resultatet visar på en mycket svag (ES=0,13) positiv förbättring av stötlängderna mellan interventionerna. En av anledningarna till det triviala resultatet tros kunna bero på att det urval som användes ej bestod av en homogengrupp vad gäller träningsbakgrund och prestationsnivå. På grund av detta är det svårt att dra några slutsatser om koffeinet har eller inte har några ergogena effekter på power i överkroppen. Since 1962 Caffeine has been off and on the doping classification list, since 2004, it has been permitted as an ergogenic agent in sport. Several studies have shown positive ergogenic effects in endurance sports and in maximum strength capacity. The purpose of this study was to determine if caffeine has any ergogenic effect on power in the upper body. In this study, a double-blind, randomized cross-over design was used. Participants were randomly selected to start the intervention with either caffeine or placebo supplementation and then have the alternative supplementation before a second test, held after a 48 hour washout period. A supplementation method Caffeinated chewing gum was used as a supplementation method due to its faster uptake by the body. The distance that a 5 kg shot put could be launched from a sitting position was used as a measure of upper body power. The results showed a 1,7 % but trivial (ES = 0.13) difference in shot put lengths between the interventions, in favour of the caffeine 2

3 intervention. One of the reasons for the lack of a clear ergogenic effect is believed to be due to the non-homogenous group, in terms of training background, level of performance and the resulting low level of within-participant reliability. Because of this it is difficult to draw any conclusions regarding caffeine and its ergogenic effects on power in the upper body. Nyckelord: Koffein, koffeintuggummi, sittande stöt, power, prestation 3

4 Innehållsförteckning Abstrakt... 2 Introduktion... 5 Koffein... 5 Ergogena effekter... 7 Effekter inom idrott... 7 Power... 9 Problemformulering... 9 Syfte Frågeställning Metod Studiedesign Supplementering Urval Datainsamling Analysmetod Etiska överväganden Resultat Diskussion Slutsats Referenslista Bilagor

5 Introduktion Skillnaden mellan vinnare och förlorare, eller guld- och silvermedalj är ofta små inom idrotten, framförallt inom elitidrotten (Birrer & Morgan, 2010). För att nå hela vägen, för att optimera prestationen och vinna tävlingen har människor i alla tider använt sig av prestationshöjande (ergogena) preparat (Sandahl, 2006). Koffein är ett vanligt förekommande ergogent preparat inom idrotten och är världens mest konsumerade drog. Dess effekter liknar de man får av amfetamin men är avsevärt mycket svagare (Kenney, Wilmore & Costill, 2012). Koffein har visat sig ha ergogena effekter i flertalet studier (Ganio, Klau, Casa, Armstrong & Maresh, 2009; Astorino & Roberson, 2010; Warren, Park, Maresca, McKibans & Millard-Staford, 2010) och har sedan 1962 fram och tillbaka varit dopingklassat (IOK). Sedan 2004 har World Anti-Doping Agency (WADA) valt att tillåta koffein vid tävlingssammanhang. Detta beslut grundar sig i koffeinets enorma tillgänglighet och stora spridning världen över. Koffein Koffein är en naturligt förekommande alkaloid som hittas i till exempel kaffebönor, teblad, kakaobönor och andra växter och det tros vara den mest använda farmakologiskt aktiva substansen (McArdle, Katch & Katch, 2010; Nawrot et al., 2003). Flera studier har lyckats påvisa att koffein i rätt mängder har effekt på både kognitiva och fysiologiska funktioner (Cappelletti, Piacention, Sani, & Aromatario 2015; Goldstein, Jacobs, Whitehurst, Penhollow & Antonio, 2010b; Ribeiro & Sebastião, 2010; Hogervorst et al., 2008). I denna studie kommer ergogena, fysiologiska effekterna att studeras närmare. De ergogena effekterna av koffein på idrottsprestationer är väldokumenterade och har observerats i olika typer av idrotter (Ganio, 2009; Del Coso, Salinero, González- Millán & Pérez-González, 2012; Lara et al., 2014; Christensen, Petersen, Friis & Bangsbo, 2014; Brooks, Wyld & Taylor, 2016; Desbrow et al, 2011). De är dock mest förankrade i uthållighetsidrotter och ihållande högintensiva idrotter medan 5

6 det fortfarande behövs mer forskning kring dess ergogena effekter på muskelstyrka (Goldstein, 2010b). Det finns faktorer som kan påverka effekten av intaget koffein. Ganio et al. (2009) nämner att effekten kan påverkas av tidpunkten för intaget, mängden per kilo kroppsvikt, formen (kaffe, pulver, kapslar eller dryck), samt toleransen (nivå för tillvänjning). En annan faktor som kan inverka på effekten är vilken nivå idrottaren befinner sig på. I en studie av Goldstein et al. (2010b) ges samma dos koffein till två undersökningsgrupper (otränade/tränade) och det visade sig att gruppen med otränade personer inte fick samma förstärkande effekt som gruppen med tränade personer. Enligt Ganio et al. (2009) har inte koffeinets form (kapsel, dryck, pulver, tuggummi) någon större inverkan på den ergogena effekten. De påstår att effekten är ungefär lika när det intas i form av kapsel, dryck eller i kombination med kolhydrater (sportdryck/energidryck) eller genom tuggummi. Koffein i tuggummiform har dock en fördel i att det absorberas snabbare än till exempel kapslar och snabbare kan ge ergogena effekter (Paton, Lowe & Irvine, 2010). I en studie av Kamimori et al. (2002) jämfördes effekterna av kapslar och tuggummi och det visade sig även där att koffeinet från tuggummin absorberades snabbare än koffeinet från kapslarna. Tuggummit nådde sin maximala biotillgänglighet ca 30 minuter efter intag medan samma mängd koffein i blodet uppmättes efter ca 60 minuter då testpersonerna intagit koffein via kapslar och den maximala uppmätta koffeinhalten i blodet uppmättes ca 90 minuter efter intag. Alltså gick det dubbelt så snabbt att få samma mängd koffein i blodet när man tog ett tuggummi jämfört med kapsel. De påvisade dock en högre totalt biotillgänglighet vid användning av kapslar vilket de diskuterade kunde ha berott på tiden som tuggummit tuggades, som fem minuter. En förklaring till den snabbare absorptionen är att koffeinet från tuggummit absorberas direkt genom den buccala slemhinnan som ser till att det går direkt in i kroppens blodomlopp och behöver ej tas upp via mag-tarmkanalen (Paton, Costa & Guglielmo, 2015). Det skulle därför kunna vara en fördel för idrottare att 6

7 använda koffeintuggummin vid idrottssituationer där man snabbt vill få en effekt av koffein. Ergogena effekter Flera olika förklaringar till koffeinets ergogena effekter har presenterats bland annat en frisättning av fria fettsyror. Man trodde att koffeinet förbättrade prestationer genom en ökad frisättning av fria fettsyror vilket sparar glykogenet i musklerna. Eftersom detta inte alltid uppstår, och på grund av att koffein även förbättrar prestationer i uppgifter där muskelglykogen inte är en begränsande faktor, insåg man dock att mekanismerna för hur koffeinet fungerar är mer komplicerade än så (Kenney, Wilmore & Costill, 2012). En ökande mängd studier visar att koffein har direkt effekt på det centrala nervsystemet (CNS) där det fungerar som en antagonist till adenosinet (Davis et al., 2003; Kalmar & Cafarelli, 2004). Kenney, Willmore och Costill (2012) menar också att i tillägg till stimulering av CNS kan koffein förenkla kalcium utbytet i sarkoplasmatiska retikelet och öka sodium- potassium pumpens aktivitet vilket gör det lättare för en muskelcell att nå en aktionspotential. Flera av de studier som supplementerat testpersoner med koffein och uppnått en ergogen effekt har gett en dos om 3-6 mg/kg kroppsvikt och 60 minuter innan aktivitet (Goldstein et al., 201; Del Coso et al., 2012; Ganio et al., 2009). Doser som överstigit 3-6mg/kg har visat sig ge ungefär samma ergogena effekt och vid ett intaget om 1mg/kg kroppsvikt har inte några ergogena effekter kunnat ses (Del Coso et al., 2012). Effekter inom idrott De studier som har publicerats har undersökt både individuella och lagprestationer (Ganio, 2009; Lara et al., 2014; Del Coso et al., 2014) men oftast bygger studierna på idrottsprestationer som är inriktade mot uthållighetsidrotter, som löpning, cykling eller simning (för en sammanställning, 7

8 se Ganio et al., 2009). Ganio et al. (2009) kommer fram till att koffein kan vara ett effektivt ergogent preparat i uthållighetsidrotter när det intas innan eller under en aktivitet i moderata doser om 3-6 mg/kg kroppsvikt. Senare studier har visat flera positiva resultat (Sinclair & Bottoms, 2015; Hodgeson, Randell & Jeukendrup, 2013;) men även studier som ej sett positiva resultat (Borlotti Altimari, Vitor- Costa & Serpeloni Cyrino, 2014; Fluck, Mettler & Perret, 2013). Astorino och Roberson (2010) gjorde en systematisk litteraturstudie i syfte att kritiskt granska studier som testat koffeinets ergogena effekt i idrotter som är beroende av icke-oxidativ metabolism så som sprinter, lagidrotter och styrketräning. Elva av sjutton studier visade signifikanta resultat i lagidrotter och idrotter med explosiva inslag efter koffeinintag men effekterna var mer vanliga hos elitidrottare som inte regelbundet använde koffein. Sex av elva studier visade signifikanta positiva resultat för styrketräning. Forskningen på koffeinsupplementation inom styrketräning är fortfarande under framväxt och publicerade studiers resultat är varierande menar Goldstein (2010b). Positiva resultat har framförallt funnits på överkroppen i maximalstyrketester i övningen bänkpress (Goldstein et al., 2010a; Timmins & Saunders, 2014; Duncan & Oxford, 2010). Under senare år har flera studier publicerats med varierande resultat (Timmins & Saunders, 2014; Duncan & Oxford, 2010; Brooks, Wyld & Taylor, 2016; Behrens et al., 2015; Trevino et al., 2015; Pereira et al., 2010). Anledningen till de varierade resultaten menar Goldstein et al. (2010b) kan bero på inkonsekvens i studiedesign, testprotokoll och variation mellan individer. De rekommenderar att mer forskning utförs, framförallt på underkroppen. För att undvika inkonsekvens mellan olika studier ger Burke (2009) förslag om hur dessa studier bör utformas. De föreslår att dessa studier bör använda sig av vältränade individer, villkor som återspeglar faktiska idrottsförhållanden och protokoll som simulerar verkliga händelser. De uppmanar även forskare att använda statistiska analyser som tar hänsyn till omfattningen av förändringarna, och att fastställa huruvida de är meningsfulla för resultatet av sporten eller ej. 8

9 Power Flera författare inom idrottsfysiologi beskriver hur viktigt det är för en idrottare att kunna utveckla hög power (Bompa & Haff, 2009; Kenney, Costill & Wilmore, 2012; Kraemer & Häkkinen, 2001). Förmågan att utveckla hög power beror enligt Kenney, Costill och Wilmore (2012) på hur välutvecklad ens maximala styrka och effektutveckling är. Författarna definierar power som kroppens förmåga att kunna producera så mycket kraft som möjligt på så kort tid som möjligt. I flera studier (Duncan & Oxford, 2010; Timmins & Saunders, 2014; Pallarés et al., 2013; Del Coso et al., 2012) har signifikanta resultat på överkroppen presenterats vad gäller maximalstyrka och uthållighetsstyrka men författare (Warren et al., 2010) efterfrågar mer forskning på koffeinets effekter på styrkeförmågor. Vi har hittills endast kunnat hitta en studie som undersöker power i överkroppen (Bellar et al., 2011) vilket står i kontrast till flertalet studier på power i underkroppen (Bloms, Fitzgerald, Short & Whitehead, 2015; Sanders, 2015; Abian et al., 2014; Abian et al., 2015; Lara et al., 2014; Salinero et al., 2015). Problemformulering Ett sätt att optimera power i överkroppen skulle kunna vara värdefullt i idrotter där hög effektutveckling i överkroppens muskulatur är viktigt. Denna studie ämnar ge mer information till detta forskningsområde genom att ta reda om koffein påverkar förmågan att utveckla power i överkroppen. 9

10 Syfte Syftet med denna studie är att undersöka om koffein har någon ergogen effekt på power i överkroppen. Frågeställning Stöter fysiskt aktiva män en 5 kg kula längre med koffein- kontra placebosupplementering, i testet sittande stöt. Metod Studiedesign Denna studie var ämnad att undersöka om koffein har någon inverkan på förmågan att utveckla power i överkroppen. En dubbel-blindad, randomiserad cross-over design användes. En cross-over design har en fördel i att färre deltagare kan användas samt att individuella skillnader hos deltagarna, utöver supplementeringen, ej påverkar resultatet (Graziano & Raulin, 2013). Man kan anta att det är väldigt lite skillnad mellan de olika interventionerna på grund av att varje testperson bildar sin egen kontrollgrupp samt att det är så pass kort tid mellan testtillfällena att testpersonerna har lite tid för eventuella fysiologiska förändringar (Graziano & Raulin, 2013). Genom att dubbel-blinda undersökningen stärks studiens validitet. Dels genom att testledare kan agera och samla in data mer objektivt men även för att undvika en placebo effekt hos testpersonerna (Gratton & Jones, 2010). En slumpmässig indelning inför det första testtillfället avgjorde ifall deltagarna började studien med koffein- eller placebosupplementering. Efter det användes en så kallas washout-period på 48 timmar ± 1-2 timmar för att kunna utvärdera resultatet efter motsatt supplementering. Den slumpmässiga randomiseringen gjordes för att undvika att eventuella förbättringar enbart beror på en 10

11 inlärningseffekt och inte på supplementeringen samt att minska riskerna för att deltagarna skiljer sig i faktorer som kan påverka resultaten. Deltagarna blev ombedda att undvika inta något som innehåller koffein och nikotin under 24 timmar före testerna, för att reducera effekten av koffeintolerans och de blev även ombedda att undvika tung träning och alkohol under den här perioden. Supplementering M E G, Military Energy Gum (Ford gum & machine CO., Akron NY 14001) användes som metod för koffeinsupplementering för denna studie på grund av det snabba upptaget i jämförelse med den annars vanligt förekommande supplementeringsmetoden med kapslar (Kamimori et al., 2002). Genom att använda denna metod kan testproceduren förkortas eftersom metoden med kapslar hade tagit längre tid för att koffeinnivån att nå sin topp (Kamimori et al., 2002). Kamimori et al. (2002) diskuterade att tiden för tuggandet kunde ha varit en faktor som begränsade den totala biotillgängligheten och på grund av detta förlängde vi tiden med tio minuter så att den totala tuggtiden blev 15 minuter före uppvärmningen startades. Placebotuggummit (JET gum, Lidl Stiftung & CO. KG, Stiftsbergstr. 1, D Neckarsulum) innehöll ej koffein men var förövrigt likt koffeintuggummit vad gäller innehåll och smak. Dock skiljde sig färgen åt mellan koffein- och placebotuggummit. Urval Inklusionskriterierna för att delta i studien var att deltagarna var män över 18 år och vara fysiskt aktiv. För att avgöra om deltagarna var fysiskt aktiva användes folkhälsomyndighetens definition på fysiskt aktivitet vilket är minst 150 minuter av måttlig intensitet eller 75 minuter på hög intensitet i veckan. 11

12 Rekrytering av deltagare skedde genom annonsering på Högskolan Dalarnas Facebooksida där personer frivilligt fick anmäla sig. 15 personer (se tabell 1) som stämde in på kriterierna svarade på annonsen och fick vid ett första möte mer information om upplägget på studien samt förklaring av testproceduren. Information om eventuella risker och att de när som helst fick avbryta studien blev de också muntligt informerade om. Samtliga personer vägdes på våg av märke Vetek, modell VB2 och mättes genom metallsticka SECA 206. De fick sedan fylla i ett hälsoformulär (bilaga 1) och slutligen fylla i det informerade samtycket (bilaga 2). Alla 15 personer valde att delta i studien och ombads undvika koffein samt nikotin 24 timmar före testomgångarna. Valet av 15 deltagare till studien bygger på andra studier vars område och syfte ligger nära anknutet mot denna studie (Bloms., Fitzgerald, Short & Whitehead, 2015; Bellar, 2011; Paton, 2014;). Tabell 1. Testpersonernas ålder, vikt och längd, (medelvärde och standardavvikelsen (SD)) Medelvärde SD Ålder 23, 4 år ± 3,5 år Vikt 87,9 kg ± 10,2 Längd 183,8 cm ± 7,7 cm Datainsamling Testet inleddes med att deltagarna blev tilldelade ett kuvert innehållandes tuggummin, antingen koffein eller placebo beroende på vilken intervention de slumpmässigt blivit tilldelade (se figur 1 för en överblick över genomförandet). Mängden tuggummin baserades på testdeltagarnas kroppsvikt för att säkerställa att de skulle få i sig 6 mg koffein/kg kroppsvikt. Tuggummit tuggades sedan i 15 minuter under inaktivitet för att sedan spottas ut. När tuggummit spottats ut inleddes en 30 minuter lång standardiserad uppvärmning (se bilaga 3). Syftet med uppvärmningen var att undvika skador hos deltagarna och genom att standardisera uppvärmningen stärks reliabiliteten då deltagarna fick samma typ av aktivering och inför båda testtillfällena. I slutet av uppvärmningen blev varje deltagare tillfrågad ifall de kände av någon effekt av eventuellt koffein. Deltagare kunde svara ja, nej eller, vet ej. 12

13 45 minuter efter intaget av tuggummit påbörjades testet som var av sittande stöt. Testet användes för det är ett trovärdigt test för att mäta power (snabbstyrka) i överkroppen (Bellardini, Henriksson & Tonkonogi, 2009). Både validitet och reliabilitet stärks i och med enkelheten i testets utförande eftersom det kräver lite förkunskaper hos deltagarna och är lätt att standardisera och replikera. Deltagarna fick tre försök till att stöta kulan vägandes 5 kg så långt de kunde, med en vila om tre minuter mellan försöken. Genom en förutbestämd vila på minst tre gånger arbetets längd, så att PCr systemet hinner resyntiseras, säkerställdes att deltagarna var utvilade inför nästa försök (McArden, Katch & Katch). Varje stötförsök mättes av en av testledarna, med ett måttband, som befann sig ungefär 0,5-1 m från landningen. Figur 1. Tidslinje över testtillfället. Proceduren upprepades sedan vid testtillfälle 2 som genomfördes efter den planerade washout- perioden på minst 48 timmar efter det första testtillfället då deltagarna bytte intervention (cross-over) från koffein- till placebointervention och vice versa. Testerna genomfördes inomhus och varje deltagare genomförde båda testerna under samma miljöförhållanden (temperatur, ljudnivå, ljusnivå) och vid samma tidpunkt på dygnet vid båda testtillfällena med samma utrustning och testledare. Dessa är faktorer som Bellardini, Henriksson & Tonkonogi (2009) menar kan påverka kroppens funktioner och därmed även testresultatet och genom att göra 13

14 detta så likt som möjligt mellan varje testtillfälle stärks reliabiliteten (se figur 2). Figur 2. Sittande stöt. Testpersonen sitter på golvet med ryggen mot en låda med benen lätt böjda och särade, fötterna ska ha kontakt med marken. Testpersonen håller en kula (5 kg) med båda händerna i brösthöjd och armbågarna utåtvinklade. Tummarna rör vid bröstet. Testpersonen sträcker explosivt bägge armarna och stöter kulan så långt som möjligt (Bellardini, Henriksson & Tonkonogi, 2009). Analysmetod Enkel beskrivande statistik över de längsta stötarna från de båda interventionerna presenteras som medelvärde ± standardavvikelse, medelvärdet används för dataanalys. Medeleffekten av koffeinet på stötlängden och 90 % konfidensintervall beräknades med hjälp av ett kalkylblad (Hopkins, 2006). Alla mätningar logaritmiserades för att minska bias uppkommen av ojämlikheter hos deltagarna och för att få fram förändringar i medelvärde och procent. Prestationseffekter analyserades genom att jämföra skillnader i stötlängd mellan placebo- och koffeininterventionen. Kalkylbladet beräknar också hur betydande effekterna är och eftersom det ej finns standardiserade värden för vad som är en betydande förändring vid en sittande stöt användes Cohens standardiserade 14

15 värden för att se omfattningen av effekterna: <0,2 (trivial), 0,2 (liten), 0,5 (måttlig) och 0,8 (stor) enligt rekommendationerna och riktlinjerna från Hopkins (2006). Etiska överväganden Samtliga deltagare fick informationen om studiens syfte samt att de deltar helt frivilligt och när som helst kan avbryta studien. De fick även veta att all data behandlas konfidentiellt och endast av testledarna samt att resultatet ska presenteras i denna uppsats, dock utan namn eller personuppgifter och därmed vara helt anonyma för alla förutom testledarna. Studien har innan genomförandet godkänts utav forskningsetiska nämnden i Falun och samtliga deltagare fick innan studien både en skriftlig och muntlig genomgång om hur testproceduren skulle gå till. Där hade de även möjlighet att ställa eventuella frågor och därefter skrev de under ett informerat samtycke. Den insamlade datan har tolkats och analyserats på ett forskningsetiskt korrekt sätt. Ingen data har på något vis manipulerats och alla eventuella bortfall presenteras i rapporten. 15

16 Resultat Medelvärdet (± SD) på stötlängderna vid koffein- respektive placebo supplementering presenteras i tabell 2. Figur 3 beskriver medianvärdet, undre och övre kvartilen samt minimum och maximum för stötlängden vid koffein respektive placebo supplementering. Resultatet visar en skillnad på 1,7 ± 2,7 % och denna skillnad anses trivial (ES= 0,13). Tabell 2. Medelvärde (± 90 % konfidensintervall) i procentuell förändring av stötlängd mellan placebo- och koffeinintervention. Koffein Placebo Procents skillnad ± 90 % ES konfidensintervall Stötlängd 5,28 (± 0,68) 5,18 (± 0,77) 1,7 % ± 2,7 0,13 Figur 3. Beskriver medianvärdet, undre och övre kvartilen samt minimum och maximum för stötlängden vid koffein respektive placebo supplementering Majoriteten (n=9) av deltagarna presterade bättre i testtillfälle 2 och de flesta av dessa presterade dessutom bättre utan att vara supplementerade med koffein (n=5). Av de 6 testpersoner som stötte längst vid första testtillfället var majoriteten (n=4) supplementerade med koffein. 16

17 Efter uppvärmningen och innan testet inleddes fick varje deltagare svara på om de upplevde att de var supplementerade med koffein eller ej, ja eller nej, de som var osäkra kunde svara vet ej. I figur 4 är sammanställning över hur vanligt det var att deltagarna svarade rätt eller fel. Det beräknas utifrån att varje testdeltagare (N=15) har gissat två gånger, en gång vid varje testtillfälle. Uppskattning av supplementering Rätt 13% 17% 70% Fel Osäkra Figur 4. Testdeltagarnas svar på frågan om de upplevde sig vara supplementerade med koffein. Diskussion Syftet med denna studie var att undersöka om koffein har någon ergogen effekt på power i överkroppen. Resultatet visar en förändring till fördel för koffeinet på 1,7 % i stötlängd vilket innebär en effektstorlek på 0,13 vilket anses vara en trivial effekt. Inom idrott är det möjligt att specificera ett värde för vad som är en meningsfull förändring för en prestation. Det här kan räknas ut genom reliabilitetsstudier och i en av dessa har Hopkins (2006) kommit fram till att för elitfriidrottare, kastare specifikt, ligger den minsta meningsfulla förändringen mellan 0,9-1,5 %. I denna studie varierar de verkliga effekterna av koffeinet på stötlängd mellan -1 och 2,7 %. Eftersom detta överlappar 0 och är större än det minsta meningsfulla förändringen är det svårt att säga att det har en positiv effekt. Eftersom deltagarna i denna studie ej räknas som elitidrottare bör de visa en större 17

18 variation i test-retest reliabilitet i jämförelse med elitidrottare och därav blir detta värde inte riktigt korrekt och användbart för detta urval. På ytan verkar det som om koffein helt enkelt ej har någon effekt på power i överkroppen. Andra studier (Paton, Costa & Guglielmo, 2015; Bellar, 2011) har dock visat på positiva effekter på power. Paton, Costa & Guglielmo (2015) som visar på ca 4 % förbättring (där 2 % var gränsen för minsta meningsfulla förändringen) och Bellar (2011) visar på en förbättring på 2 % (med 1,5 % som gräns för minsta meningsfulla förändring). En möjlig förklaring till att denna studie ej visar en verklig förändring kan vara på grund av att det ej var en homogen grupp som undersöktes. Testdeltagarna skiljde sig åt vad gäller träningsbakgrund och aktivitetsnivå. Några av deltagarna var väldigt fysiskt aktiva och ägnade sig åt idrott flera timmar i veckan medan andra höll sig i den lägre intensitetsnivån vad gäller rekommendationer för fysik aktivitet. Vissa deltagare ägnade sig åt idrott på relativt hög nivå, där power i överkroppen dessutom visat sig vara en viktig komponent, medan andra deltagare endast motionerade eller ägnade sig åt idrotter där överkroppens fysik inte har lika stor betydelse. Detta, att deltagarna ej var tillräckligt reliabla från test till test, kan vara en av anledningarna till den stora spridning (1,7 ± 2,7 %) som studien visat. Det finns också forskning som tyder på att koffein har större effekt på vältränade individer än otränade individer (Goldstein et al, 2010)b vilket stärker motivet om att använda sig av en mer homogen grupp än den som användes i denna studie. Timmins och Saunders (2014) menar dessutom att storleken på muskelgruppen påverkar effekterna av koffein då de funnit att det främst är större muskelgrupper som påverkas av koffein. Detta är dock motsägelsefullt om man ser till resultat i andra studier där de sett att framförallt armmuskulatur men ej benmuskulatur fått positiva resultat (Goldstein et al., 2010a; Timmins & Saunders, 2014; Duncan & Oxford, 2010). Bloms, Fitzgerald, Short och Whitehead (2015) har dock undersökt power i underkroppen och funnit signifikanta resultat för att koffein påverkar denna. 18

19 Toleransnivån har visat sig vara en faktor för hur pass förstärkande effekt koffein har på prestationen (Ganio et al., 2009). I denna studie undersöktes ej koffeinkonsumtionen hos deltagarna vilket gör att några samband om detta ej kan ses. Inför framtida studier är detta något som kan vara viktigt att ta hänsyn till. Ytterligare en viktig observation är att 9 av 15 deltagare presterade bättre vid testtillfälle 2 och 5 av dessa var dessutom ej supplementerade med koffein. Detta skulle kunna tyda på en inlärningseffekt som i så fall skulle vara starkare än effekten av koffeinet och detta bör tas med i diskussionen om denna studies validitet och reliabilitet. Av de 6 testpersoner som stötte längst vid första testtillfälle var majoriteten (n=4) supplementerade med koffein, i dessa fall var inlärningseffekten ej starkare än koffeineffekten. För att minska inlärningseffekten fick deltagarna slumpmässigt börja antingen med koffeineller placebosupplementering. Vid analys av studiens blindning ser man att 70 % av deltagarna kunde gissa sig till att de blivit supplementerade med koffein, 13 % gissade fel och 17 % var osäkra. Detta visar att blindningen för testdeltagarna är relativt dålig. I och med att koffeintuggummits färg avvek från placebo tuggummit så kan blindningen för testdeltagarna ha försämrats. Det är dessutom svårt att blinda effekterna av koffein då många tydligt känner av koffeinets effekter när man får så pass hög dos som 6 mg/kg kroppsvikt. En dåligt utförd blindning skulle egentligen har påverkat effekten av koffeinet positivt vilket det ej verkar ha gjort. I denna studie användes endast män. En fördel med att utesluta kvinnor ur studien är att opåverkbara variabler undviks då till exempel hormonella förändringar under menstruationscykeln kan inverka på prestationsförmågan (Reilly, 2000). I och med detta smalnas studien av och blir därför mer specificerad vilket leder till att generaliserbarheten minskar, vilket kan anses vara en nackdel. 19

20 Anledningen till att testet sittande stöt användes för att mäta power i överkroppen var att testet anses vara lätt att utföra och därför lämpligt att använda på urvalet (där alla hade olika träningsbakgrund). Ett annat alternativ hade till exempel varit använda övningen bänkpress (tillsammans med ett verktyg för att mäta effekt) som mätmetod för att få en mer objektiv mätning. Nackdelen med det testet är att det skulle krävts erfarenhet till övningen. Vice versa blir nackdelen med testet sittande stöt att det inte är en lika objektiv mätmetod som bänkpress i och med att testledaren visuellt ska mäta kulans nedslagspunkt och trovärdigheten i detta test kan därför ifrågasättas. För att öka mätmetodens trovärdighet genomfördes dels ett reliabilitetstest (se bilaga 4) av testledarens förmåga att mäta stötlängden. Testresultatet visar en genomsnittlig procentuell differens mellan testledarens bedömning och programmet Kinoveas uträkning på ~1 % (0,98%) vilket motsvarar ~3 cm. Det användes även en kula med en diameter om 12,6 cm istället för medicinboll (ca 20 cm i diameter som) detta resulterar i en mer precis mätning i och med att kulans landningsyta är mindre. Slutsats Resultatet i denna studie visar en förändring till fördel för koffeinet på 1,7 % i stötlängd efter koffeinsupplementering, vilket anses vara en trivial förbättring av power (ES=0,13). Det är svårt att dra några slutsatser från detta resultat då faktorer som till exempel gruppsammansättning och toleransnivå tycks påverka koffeinets ergogena effekter på power i överkroppen i denna studie. Därför anser författarna att vidare forskning inom detta område krävs och hänvisar till att följa tidigare föreslagna riktlinjer för dessa typer av studier (Burke, 2009). 20

21 Referenslista Abian, P., Del Coso, J., Salinero, J. J., Gallo-Salazar, C., Areces, F., Ruiz-Vicente, D.,... & Abian-Vicen, J. (2015). The ingestion of a caffeinated energy drink improves jump performance and activity patterns in elite badminton players. Journal of Sports Sciences, 33(10), Abian-Vicen, J., Puente, C., Salinero, J. J., González-Millán, C., Areces, F., Muñoz, G.,... & Del Coso, J. (2014). A caffeinated energy drink improves jump performance in adolescent basketball players. Amino Acids, 46(5), Astorino, T. A., & Roberson, D. W. (2010). Efficacy of acute caffeine ingestion for short-term high-intensity exercise performance: A systematic review. The Journal of Strength & Conditioning Research, 24(1), Beck, T. W., Housh, T. J., Malek, M. H., Mielke, M., & Hendrix, R. (2008). The acute effects of a caffeine-containing supplement on bench press strength and time to running exhaustion. The Journal of Strength & Conditioning Research, 22(5), Behrens, M., Mau-Moeller, A., Weippert, M., Fuhrmann, J., Wegner, K., Skripitz, R.,... & Bruhn, S. (2015). Caffeine-induced increase in voluntary activation and strength of the quadriceps muscle during isometric, concentric and eccentric contractions. Scientific Reports, 5. doi: /srep10209 Bellar, D. M., Kamimori, G., Judge, L., Barkley, J. E., Ryan, E. J., Muller, M., & Glickman, E. L. (2012). Effects of low-dose caffeine supplementation on early morning performance in the standing shot put throw. European Journal of Sport Science, 12(1), Bellardini, H., Henriksson, A. & Tonkonogi, M. (2009). Tester och mätmetoder för idrott och hälsa. (1. uppl.) Stockholm: SISU idrottsböcker. 21

22 Birrer, D., & Morgan, G. (2010). Psychological skills training as a way to enhance an athlete's performance in high-intensity sports. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 20(2), Bloms, L. P., Fitzgerald, J. S., Short, M. W., & Whitehead, J. R. (2015). The Effects of Caffeine on Vertical Jump Height and Execution in Collegiate Athletes. Journal of Strength and Conditioning Research/National Strength & Conditioning Association. Bompa, T., & Haff, G. (2009). Periodization: Theory and Methodology of Training. (5th ed.) Champaign, IL.: Human Kinetics. Bortolotti, H., Altimari, L. R., Vitor-Costa, M., & Cyrino, E. S. (2014). Performance during a 20-km cycling time-trial after caffeine ingestion. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 11(1), 45. Brooks, J. H., Wyld, K., & Taylor, B. (2015). Acute Effects of Caffeine on Strength Performance in Trained and Untrained Individuals. Journal of Athletic Enhancement, 4(6). doi: / Burke, L. M. (2008). Caffeine and sports performance. Applied physiology, nutrition, and metabolism, 33(6), doi: /h Cappelletti, S., Daria, P., Sani, G., & Aromatario, M. (2015). Caffeine: Cognitive and Physical Performance Enhancer or Psychoactive Drug?. Current neuropharmacology, 13(1), doi: / x Christensen, P. M., Petersen, M. H., Friis, S. N., & Bangsbo, J. (2014). Caffeine, but not bicarbonate, improves 6 min maximal performance in elite rowers 1. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 39(9), doi: /apnm

23 Davis, J. M, Zhao, Z, Stock, H. S, Mehl, K. A, Buggy, J, & Hand, G A. (2003) Central nervous system effects of caffeine and adenosine on fatigue. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 284(2), R doi: /ajpregu Del Coso, J., Pérez-López, A., Abian-Vicen, J., Salinero, J. J., Lara, B., & Valadés, D. (2014). Enhancing physical performance in male volleyball players with a caffeine-containing energy drink. Int J Sports Physiol Perform, 9(6), Del Coso, J., Salinero, J. J., González-Millán, C., Abián-Vicén, J., & Pérez-González, B. (2012). Dose response effects of a caffeine-containing energy drink on muscle performance: a repeated measures design. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 9(1), 21. Desbrow, B., Biddulph, C., Devlin, B., Grant, G. D., Anoopkumar-Dukie, S., & Leveritt, M. D. (2012). The effects of different doses of caffeine on endurance cycling time trial performance. Journal of Sports Sciences, 30(2), Duncan, M. J., & Oxford, S. W. (2011). The effect of caffeine ingestion on mood state and bench press performance to failure. The Journal of Strength & Conditioning Research, 25(1), Flueck, J. L., Mettler, S., & Perret, C. (2014). Influence of caffeine and sodium citrate ingestion on 1,500-m exercise performance in elite wheelchair athletes: a pilot study. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 24, Ganio, M. S., Klau, J. F., Casa, D. J., Armstrong, L. E., & Maresh, C. M. (2009). Effect of caffeine on sport-specific endurance performance: a systematic review. The Journal of Strength & Conditioning Research, 23(1),

24 Goldstein, E., Jacobs, P. L., Whitehurst, M., Penhollow, T., & Antonio, J. (2010)a. Research article Caffeine enhances upper body strength in resistance-trained women. Nutrition, 7,(18). Goldstein, E. R., Ziegenfuss, T., Kalman, D., Kreider, R., Campbell, B., Wilborn, C., Taylor, L., Willoughby, D., Stout, J., Graves, B. S., Wildman, R., Ivy, J. L., Spano, M., Smith, A. E & Antonio, J. (2010)b. International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 7(1), 5. Gratton, C., & Jones, I. (2010) Research methods for sports studies. (2a utgåvan). Routledge: New York. Graziano, A. M., & Raulin, L. R. (2013). Research Methods a Process of Inquiry. (8:e utgåvan). Pearson: New Jersey. Hogervorst, E., Bandelow, S., Schmitt, J. A., Jentjens, R., Oliveira, M., Allgrove, J. E.,... & Gleeson, M. (2008). Caffeine improves physical and cognitive performance during exhaustive exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise, 40(10), , doi: /mss.0b013e31817bb8b7. Hodgson, A. B., Randell, R. K., & Jeukendrup, A. E. (2013). The metabolic and performance effects of caffeine compared to coffee during endurance exercise. PLoS One, 8(4), e doi: /journal.pone Hopkins, W. G. (2006). Spreadsheet for the analysis of a controlled trial with adjustment for a predictor. Sportscience, 10, Kamimori, G. H., Karyekar, C. S., Otterstetter, R., Cox, D. S., Balkin, T. J., Belenky, G. L., & Eddington, N. D. (2002). The rate of absorption and relative bioavailability of caffeine administered in chewing gum versus capsules to normal healthy volunteers. International Journal of Pharmaceutics, 234(1),

25 Kalmar, J. M., & Cafarelli, E. (2004). Caffeine: a valuable tool to study central fatigue in humans?. Exercise and sport sciences reviews, 32(4), Kenney, W. L., Costill, D. L. & Wilmore, J. H. (2012). Physiology of sport and exercise. (5. [rev.] ed.) Leeds: Human Kinetics. Kraemer, W.J. & Häkkinen, K. (red.) (2001). Handbook of sports medicine and science: strength training for sport. Oxford: Blackwell Science. Lara, B., Gonzalez-Millán, C., Salinero, J. J., Abian-Vicen, J., Areces, F., Barbero- Alvarez, J. C & Del Coso, J. (2014). Caffeine-containing energy drink improves physical performance in female soccer players. Amino acids, 46(5), McArdle, W.D., Katch, F.I. & Katch, V.L. (2010). Exercise physiology: nutrition, energy and human performance. (7th ed., International ed.) Philadelphia, Pa.: Lippincott Williams & Wilkins. Nawrot, P., Jordan, S., Eastwood, J., Rotstein, J., Hugenholtz, A., & Feeley, M. (2003). Effects of caffeine on human health. Food Additives & Contaminants, 20(1), Pallarés, J. G., Fernández- Elías, V. E., Ortega, J. F., Munoz, G., Munos-Guerra, J., Mora-Rodriguez, R. (2013). Neuromuscular Responses to Incremental Caffeine Doses: Performance and Side Effects. Medicine & Science in Sports & Exercise, 45(11), Paton, C., Costa, V., & Guglielmo, L. (2015). Effects of caffeine chewing gum on race performance and physiology in male and female cyclists. Journal of sports sciences, 33(10), Paton, C. D., Lowe, T., & Irvine, A. (2010). Caffeinated chewing gum increases repeated sprint performance and augments increases in testosterone in competitive cyclists. European Journal of Applied Physiology, 110(6),

26 Pereira, L. A., Curti, J. O., Camata, T. V., Gonçalves, E. M., Leite, S. T., Costa, T. G.,... & Altimari, L. R. (2010). Caffeine does not change the anaerobic performance and rate of muscle fatigue in young men and women. Medicina Sportiva, 14(2), Reilly, T. (2000). The menstrual cycle and human performance: an overview. Biological rhythm research, 31(1), Ribeiro, J. A., & Sebastiao, A. M. (2010). Caffeine and adenosine. Journal of Alzheimer's Disease, 20(S1), Salinero, J. J., Abian-Vicen, J., Valades, D., Lara, B., Hernandez, C., Areces, F., & Del Coso, J. (2015). Caffeinated energy drinks improve volleyball performance in elite female players. Medicine & Science in Sports & Exercise, 47(4), doi: /MSS Sanders, D. J., (2015). The Effect of Caffeine Supplementation on Muscular Power in Recreationally Trained College Aged Males (2015). Open Access Master's Theses. Paper 679. Sinclair, J. & Bottoms, L. (2015) The effects of carbohydrate and caffeine mouth rinsing on arm crank time-trial performance. Journal of Sports Research, 1(2): Timmins, T. D., & Saunders, D. H. (2014). Effect of caffeine ingestion on maximal voluntary contraction strength in upper-and lower-body muscle groups. The Journal of Strength & Conditioning Research, 28(11), Trevino, M. A., Coburn, J. W., Brown, L. E., Judelson, D. A., & Malek, M. H. (2015). Acute effects of caffeine on strength and muscle activation of the elbow flexors. The Journal of Strength & Conditioning Research, 29(2),

27 Warren, G. L., Park, N. D., Maresca, R. D., McKibans, K. I., & Millard-Stafford, M. L. (2010). Effect of caffeine ingestion on muscular strength and endurance: a meta-analysis. Medicine & Science in Sports & Exercise, 42(7),

28 Bilagor Bilaga 1. Protokoll för hälsoundersökning Hälso- och personlig informationsformulär Personupplysningar Datum Namn Adress Telefon Personnummer Postnr Mobil Tel anhörig (ICE): Har du eller har du tidigare haft någon av följande sjukdomar? Ja Nej 1. Halsfluss eller annan halsinfektion 2. Astma 3. Överkänslighet för föda, medicin, tvättmedel el dylikt? 4. Hjärtsjukdomar 5. Högt blodtryck Lågt blodtryck 6. Använder du sömnmedel? 7. Har du ordinerats medicin för långtidsbruk? 8. Tar du medicinen fortfarande? Vilket läkemedel? När? 28

29 Övriga upplysningar 9. Tidigare idrottsaktiviteter/träning 10. Nuvarande idrott/träning Vad och hur ofta: 22. Röker eller snusar du Hur mycket: 11. Känner du dig fullt frisk? Uppmätt blodtryck vila: Längd (cm): Vikt (kg): Jag har läst och förstått HELA blanketten Signatur: Datum: 29

30 Bilaga 2. Informations- och samtyckesbrev Information om studie på koffeintuggummits inverkan på power i överkroppen Vi är två studenter på Högskolan i Dalarna som studerar idrottstränarprogrammet. Vi studerar nu vår sjätte och sista termin och ska skriva vårt examensarbete på C-nivå. Arbetet kommer att presenteras både skriftligt och muntligt på Högskolan. Du tillfrågas härmed om deltagande i denna undersökning. Syftet med studien är att undersöka om power i överkroppen påverkas vid intag av koffein genom testet sittande stöt med kula. Bakgrund Koffein är världens vanligaste drog och har sedan 1962 fram och tillbaka varit dopingklassat men är sedan 2004 ett tillåtet ergogent preparat inom idrotten. Flera studier har visat positiva resultat i uthållighetsidrotter och på maximal styrkeförmåga. Det har i studier visats att power i underkroppen kan förstärkas vid intag av koffein och därför vill vi undersöka om koffein även kan förstärka power i överkroppen. Om power även kan förstärkas i överkroppen skulle detta kunna resultera i en förbättrad prestation i idrotter där power i överkroppen är viktigt. Tillvägagångssätt Som testdeltagare kommer du tillfrågas att delta vid två separata tillfällen. Vid det första tillfället kommer längd mätas samt ålder noteras, du får även godkänna villkoren för studien. Vid det andra tillfället kommer du bli ombedd att inta tuggummi, antingen med koffein eller placebo och du vet ej vilket av dessa du får. Därefter få du information om hur testproceduren kommer gå till och efter detta genomförs en uppvärmning och sedan inleds testproceduren. Testet som ska genomföras är en sittande stöt med kula där du ska stöta kulan så långt som möjligt, du kommer att ges tre försök att stöta kulan. För att delta i studien ombeds du undvika koffein och nikotin under 24 timmar före båda testerna. Övrig information All personlig information kommer att behandlas konfidentiellt vilket betyder att all insamlad data kommer att avidentifieras och behandlas i enlighet med bestämmelser i sekretesslagen. Ditt deltagande i undersökningen är helt frivilligt. Du kan när som helst avbryta ditt deltagande utan närmare motivering samt utan några negativa påföljder. Undersökningen är forskningsetiskt granskad av Forskningsetiska nämnden vid Högskolan Dalarna och kommer att presenteras i form av en uppsats vid 30

31 Högskolan Dalarna och vid intresse är det självklart möjligt att även du som deltagare kan få tillgång till studiens resultat. Ytterligare upplysningar lämnas av nedanstående ansvariga Sara Weiberth & Johannes Karlsson Idrottstränarprogrammet, 180 hp Högskolan i Dalarna Falun Sara Weiberth Johannes Karlsson h14sawei@du.se h13johka@du.se Informerat samtycke Projekt: Påverkas förmågan att utveckla power i överkroppen vid intag av koffein? Jag har muntligen informerats och har fått tillfälle att ställa frågor. Jag har tagit del av ovanstående skriftliga information och samtycker till deltagande i studien. Jag är medveten om att mitt deltagande är helt frivilligt och att jag när som helst och utan närmare förklaringar kan avbryta mitt deltagande. datum.. namnteckning och namnförtydligande försöksledare: Denna blankett finns i två likalydande kopior varav försöksperson och försöksledare har var sin kopia 31

32 Bilaga 3. Uppvärmningsprocedur för testdeltagare Upplägg 10 minuter allmän uppvärmning 15 minuter dynamisk stretch och uppvärmning för hela kroppen, lågintensiv karaktär 5 minuter explosiva övningar för armsträckarna. Totalt tid, 30 minuter 10 min, Allmän uppvärmning 1. Lätt jogg 10 minuter, skapa värme och lätt känsla för svett 10 min - Dynamisk uppvärmning och stretch, helkropp 32

33 5 min, explosiva övningar för armsträckarna rep vanliga armhävningar på knä x 1 set, vila 60 sekunder 2. 6 rep Explosiva armhävningar med klapp x 2 set vila 60 sekunder 3. 4 rep sittande stöt 80-90% intensitet 33

34 Bilaga 4. Reliabilitetstest av testledarens förmåga att mäta stötlängd vid sittande stöt jämfört mot analysprogrammet Kinovea. För att testa reliabiliteten av testledarens förmåga att mäta stötlängd vid en sittande stöt mätte testledaren 20 stycken stötar, 10 stycken åt gången med en paus emellan på 2 minuter. Samtidigt filmas dessa stötar med en höghastighetskamera (Casio Exilim, 480 bilder/sekund) och de analyseras sedan i programmet Kinovea där avståndet kalibrerats genom två utmärkta referenspunkter (se bild nedan). 34