Examensarbete IV054G Idrottsvetenskap GR (C), 15 hp, VT2016

Institutionen för Hälsovetenskap Examensarbete IV054G Idrottsvetenskap GR (C), 15 hp, VT2016 Koffeinets effekt på 5 x 1000 meters maximala löpintervaller Daniel Lund 2016-06-09

Abstract Introduction: Today, caffeine is prevalent in most parts of the world and is still the most common and most consumed stimulation in Europe and the US. In sport, caffeine has been an aid to athletic performance for more than a century. Purpose: To investigate whether caffeine has any effect on performance when runners ran 5 x 1000 m intervals. Method: Eight male runners participated in the study. All participants took 3 mg/kg body weight of either caffeine or placebo. The study was a randomized, blinded placebo-controlled crossover study. The tests conducted two separate tests at 5 x 1000 m intervals on an athletics track with an active rest in 90 seconds. Results: The study showed a significant increase in performance through time at a caffeine intake (P < 0.05), however, the results did not show any significance at a caffeine intake compared with placebo on the physiological variables heart rate (beats/minute) (P > 0.05), blood lactate (mmol/l) (P > 0.05) or fatigue index (%) (P > 0.05). Conclusion: The study showed that there was an improvement in performance by the time of 5 x 1000 m intervals with a caffeine dosage of 3 mg/kg body weight, one hour prior to the intervals. Keywords: fatigue, performance, running, supplements. Abstrakt Inledning: Idag är koffein utbrett i större delen av världen och är fortfarande det vanligaste och mest konsumerade stimulantian i Europa och USA. Inom idrotten har koffein funnits som ett stöd för idrottsprestationer under mer än ett sekel. Syfte: Att undersöka om koffeinet har någon påverkan på prestationen när löpare utför 5 x 1000 meters intervaller. Metod: Åtta manliga löpare deltog i studien. Samtliga deltagare intog 3 mg/kg kroppsvikt av antigen koffein eller placebo. Studien var en randomiserad och förblindad placebo-kontrollerad crossover-studie. Testerna som genomfördes var två separata tester på 5 x 1000 m intervaller på en friidrottsbana med en aktiv vila på 90 sekunder. Resultat: Studien visade på en signifikant ökning av prestationen genom tiden vid ett koffeinintag (P < 0,05), däremot visade varken hjärtfrekvens (slag/minut) (P > 0,05), blodlaktatkoncentration (mmol/l) (P > 0,05), eller trötthetsindex (%) (P > 0,05), någon signifikans avseende koffeinintag jämfört med placebo. Slutsats: Studien visade att tiden på 5 x 1000 meter intervaller förbättras med en koffeindosering på 3 mg/kg kroppsvikt en timme före intervallerna. Nyckelord: kosttillskott, löpning, prestationer, utmattning.

Innehåll Inledning... 1 Frågeställningar... 4 Hypotes... 4 Metod... 4 Försökspersoner... 4 Studiedesign... 5 Utrustning/mätprocedur... 5 Protokoll... 6 Statistisk analys... 6 Etiska överväganden... 7 Resultat... 7 Tid... 7 Laktat... 8 Hjärtfrekvens... 8 Trötthetsindex... 9 Diskussion... 9 Slutsats... 13 Referenser... 19

Inledning I en uthållighetsidrott som löpning krävs en hög aerob uthållighet, muskelstyrka och anaerob förmåga. För att träna den aeroba förmågan i löpning finns det tre grundprinciper att träna efter (1) intervallträning, (2) lugn distanslöpning och (3) högintensiva kontinuerliga intervaller. En blandning mellan dessa tre träningssätt kan ge löparen den variationen som anses nödvändig för att inte bli för ensidig i sin träning som kan resultera i en stagnering (Power & Howley, 2012; Midgley et al. 2007). För att motverka att det sker en stagnation i löpningen är det viktigt att förändra intensitet och varaktigheten mellan de olika träningspassen för att bibehålla ett stresspåslag på kroppen (Midgley et al. 2007). Ett sätt att förändra träningsintensiteten i löpning är att dela upp ett intensivare träningspass i mindre delar med viloperioder. På det viset blir det genomförbart att springa med en högre intensitet under en längre tid och detta kallas intervaller (Seiler et al. 2005; Laursen et al. 2002). Intensiteten på ett intervallerna ska överstiga den anaeroba tröskeln för att uppnå störst effekt på passet (Fox et al. 1975). Längden och intensiteten på intervallen beror främst på vad löparens vill uppnå med passet. En intervall som är längre och med en kortare viloperiod kräver en större involvering av aeroba energiframställning. Korta och mer intensiva intervaller använder sig mer av anaeroba metabolism. Intervallträning som är designat för att förbättra den maximala syreupptagningsförmågan ska varaktigheten minst vara 1 minut för att maximera involveringen av den aeroba ATP-framställningen (Powers & Howley, 2012). Effekten av intervallträning har visat sig förbättra den aeroba kapaciteten som exempelvis den maximala syreupptagningsförmågan, nyttjandegraden och löpekonomin (Billat et al. 2001). Enligt forskningen har det visat sig att tiden på en enskild intervall ska vara mellan 1 till 8- minuter och intensitet ska överstiga 90 % av VO2max för att förbättra prestationen samt öka VO2max. (Helgerud et al. 2007; Billat et al. 2001; Laursen et al. 2002) Koffein konsumeras av omkring 90 % av den vuxna befolkningen i deras vardagliga kost i USA och Europa (Astorino & Roberson, 2007). Koffeinets verkan har visat sig reducera trötthet och öka vakenhet vilket uppskattas av de som är i behov av att förlänga sin vardag (Burk et al. 2008). Idag är koffein utbrett i större delen av världen och är fortfarande det vanligaste och mest konsumerade stimulantian i Europa och USA. Förutom traditionellt kaffe finns det idag en mängd olika livsmedel som används för att få i sig koffeinet, som exempelvis te, energidrycker och Coca-cola (James & Rodgers, 2005). Mellan åren 1980-1

2003 återfanns koffein på World Anti-Doping Agencys (WADA) lista över preparat som var förbjuda av den internationella Olympiska Kommittén (IOK). Koffeinkonsumtionen under den perioden fick inte överstiga 6-9 mg/kg kroppsvikt (Stear et al. 2010). Syftet med beslutet var att idrottsutövarna inte skulle ha möjlighet att konsumera mer än vad som var tillåtet av IOK för dess prestationshöjande effekt (Jeukendrup & Gleeson, 2014). År 2004 togs koffein bort från listan med otillåtna preparat och idag är det ett mycket vanligt kosttillskott hos idrottare, detta framför allt hos konditionsidrottare just för dess prestationsökande effekt (Mohr et al. 2011). Inom idrotten har koffein funnits som ett tillskott för att öka idrottsprestationer under mer än ett sekel och har även studerats ingående de senaste fyrtio åren (Jeukendrup & Gleeson, 2014). I de första studierna som utfördes på uthållighetsidrottare visade det sig att koffeinintaget ökade prestationsförmågan genom ett ökat adrenalinpåslag som ökade tillgången av fria fettsyror i plasman. Detta förmodades resultera i en dämpad kolhydratmetabolism och till följd av detta en minskat glykogenutnyttjande (Ivy et al. 1977). Idag har forskningen frångått den slutsatsen och nu finns det teorier om att det är andra faktorer som ligger till grund för det påståendet (Warren et al. 2010). Ytterligare en mekanism som presenteras som en trolig faktor till den förbättrade prestationsförmåga är koffeinets stimulerande effekt på centrala nervsystemet vilket förmodligen påverkar blockering av adenosin-receptorer i hjärnan. Reaktionerna av processen har visat sig reducera upplevd ansträngning och smärta vid fysisk aktivitet (Graham, 2001). Trötthet kan förklaras som oförmåga att bibehålla en effektutveckling eller kraftutveckling under upprepade muskelkontraktioner. Trötthet startar i hjärnan och fortsätter till korsbryggorna och sedan vidare till de arbetade musklerna (Powers & Howley, 2012). I en studie av Graham (2001) pekar resultatet på att koffein gynnar idrottarna genom att förmå utföra en aktivitet med en högre effektutveckling som resulterar i att utövaren mäktar med att utföra ett arbete under en längre tid tills utmattning inträffar (Graham & Spriet, 1991). Koffein har nämligen visat sig reducera trötthet i uthållighetsidrotter vilket kan vara en orsak till att prestationen förbättras (Trice et al. 1995; Costell et al. 1979; Sasaki et al. 1987) De fysiologiska mekanismerna som påverkar prestationen är fortfarande relativt okända. Det har dock visat sig att protokoll, dosering, timing, träningsstatus och den vardagliga kaffekonsumtionen är faktorer som kan påverka prestationsförmåga när koffein intas vid uthållighetsidrotter (Cox et al. 2002; Jeukendrup & Gleeson, 2014). 2

Goldstein et al. (2010) skriver att koffein har visat sig ha störst effekt en timme efter intag. Detta för att koffein är en vattenlöslig substans och absorberas i stort sett fullständigt av kroppen vid ett direkt intag genom mag- och tarmkanalen. Koffeinet fördelas snabbt ut via blodet till kroppens olika vävnader och hjärnan. Vid ett intag tar det vanligtvis 15-45 minuter innan substansen har fördelats sig fullständigt i kroppen (Astorino & Robertson, 2010). Omkring en timme efter koffeinintaget sker den högsta koncentrationen i kroppen och det tar omkring 3-6 timmar innan koffeinet har halverats i kroppen efter dess intag (Goldstein et al. 2010). Det är mycket individuellt hur en individ reagerar på koffein och dosering. Tidigare antogs det att doseringen skulle överstiga 6 mg/kg för att det skulle ske en prestationshöjande effekt på uthållighetsidrott (McNaughton, 1986; Ganio et al. 2009). Men genom åren har detta reviderats och nu har det visat sig att en lägre dosering ger samma effekt som en högre (Bishop, 2010; Spiret et al. 2014). I en översiktsartikel sammanställd av Burke (2008) studerades tre artiklar där doseringen var lägre än 6 mg/kg och det resultatet tyder på att prestationen förbättras med en dosering på så lite som 3mg/kg. Detta bekräftas också i studier av (Stear et al. 2010; Spiret et al. 2014). I en studie som Graham & Spriet (1995) genomförde på uthållighetsidrottare studerades tre olika doseringar som bestod av antigen 3, 6 eller 9 mg/kg. Resultatet från den studien visade att doseringarna på 3 och 6 mg/kg hade en större effekt på prestationen jämfört med vad 9 mg/kg hade. Vidare studerade Van Soeren & Graham (1993) en dosering på 5 mg/kg på individer som dagligen konsumerade koffein i sin vardag jämfört med individer som inte intog koffein dagligen. Resultatet från den studien visade på en större ökning i prestationen för individer som dagligen inte förbrukade koffein i sin vardagliga kost. Den lägre doseringen kunde ha vissa fördelar genom att förhindra vissa biverkningar som koffeinet kan bidra med, exempelvis illamående, mag- och tarmbesvär, rastlöshet eller huvudvärk som i sin tur kan bidra till en prestationsförsämring (Astorino & Roberson, 2007; Graham & Spriet, 1995). De flesta av studier som undersöker koffeinets erogena effekter utgörs främst genom att beräkna prestationen genom den tid det tar att uppnå utmattning på en förutbestämd effekt (Ivy et al. 1977; Graham & Spriet, 1991; Spriet et al. 1992; Graham et al. 1998; Davis et al. 2003). Detta är emellertid mer ett mått på uthållighetkapacitet snarare än absolut prestation. I en översiktsartikel samanställd av Ganio et al. (2009) visar studien på att det är endast ett fåtal studier har undersökt effekten av koffein över ett visst avstånd över tid. Majoriteten av 3

tävlingssituationerna inom exempelvis, rodd, cykling, simning och löpning består mer i regel än undantag av att utövaren tränar och tävlar på ett visst avstånd över tid (Ganio et al. 2009). Tanken med denna studie var därför att undersöka om koffeinet har någon påverkan på ett intervallpass i löpning. Detta för att det är under träning som idrottaren förbättrar sin prestation oavsett tillskott eller träning. Men om supplementet skulle bidra med en förbättrad effekt på träningen bör det rimligtvis också gynna utfallet i tävling. Syftet med denna studie var att undersöka om koffeinet har någon påverkan på prestationen när löpare utför 5 x 1000 meter intervaller. Frågeställningar 1. Förekommer det en förbättring av den totala tiden under 5 x 1000 meter intervaller i samband med koffeinintag? 2. Har koffein någon påverkan på hjärtfrekvens, blodlaktat eller trötthetsindex under löpningen? Hypotes Hypotesen var att koffeinintag leder till en prestationsförbättring av tiden på 1000 meter löpning samt mindre trötthet över tid. Metod Försökspersoner Åtta manliga deltagare (n=8) deltog i studien (29 ± 7 år), vikt (67 ± 6 kg) och längd (177 ± 7 cm). Rekryteringen av deltagna skedde via personliga kontakter. Urvalskriterierna för deltagandet i studien var fastställda till att deltagarna skulle ha varit aktiva löpare i minst 5 år och presterat under 38 minuter på 10 km löpning inom fyra månader innan testets startdatum. Innan testperioden påbörjades informerades deltagarna både skriftigt och verbalt om proceduren samt vilka förhållningsanvisningar som gällde. Förhållningsanvisningarna var att bara lättare distanslöpning fick genomföras 24 timmar innan testets start samt att det inte var tillåtet att konsumera någon form av koffein samma dag som testerna ägde rum. Deltagarna fick även skriva under ett informerat samtycke innan studien startade. Deltagarna 4

underrättades om att deltagandet i studien var helt frivilligt och att deltagandet kunde avbrytas när som helst utan någon specifik anledning om det önskades. Studiedesign Studiens design var en randomiserad och förblindad placebo-kontrollerad crossover-studie. Testerna genomfördes vid två separata tillfällen på Hofvallens friidrottsbanor i Östersund med antigen koffein eller placebo (florsocker) på 3 mg/kg kroppsvikt. Testerna genomfördes under hösten, mellan den 1 till 31 oktober 2015. Mellan testtillfällena skiljde det 48 timmar. Testerna som genomfördes var 5 x 1000 meters intervaller med en maximal insats med en aktiv vila på 90 sekunder mellan intervallerna. Ingen familiarisering ansågs nödvändig då löparna i studien regelbundet använde intervallträning i sin löpning och därför minskade behovet av att använda familiarisering. Utrustning/mätprocedur Kapslarna (gelatinkapslar) med koffein (koffeintabletter) tillverkades på Nationellt Vintersportscentrums laboratorium i Östersund. Doseringen av koffein var baserad på deltagarnas kroppsvikt, baserat på x 3 mg koffein. Doseringen mättes upp på en precisionsvåg med en precision på 0,01 gram (Precisa XT 320M). Laktatmätningen genomfördes med en Lactat Scout (SensLab GmbH, Leipzig, Tyskland) med tillhörande stickor. Hjärtfrekvensen (HF) och en manuell tid registrerades med en pulskocka Garmin Forerunner 610 HR (Garmin International, Inc., Olathe, KA, USA) med tillhörande HF band. Maximal puls är baserat på formeln, HF-max=207 0,7 x ålder = x (slag/minut) (Powers & Howley, 2012). Tidtagningen genomfördes med ett elektroniskt tidtagningssystem (MuscleLab, Ergotest Innovation A.S., Porsgrunn, Norge) med tillhörande fotoceller, stativ och dator. Datorn och enheten för MuscleLab stationerades ut mitt emellan målet och starten. Första paret av fotocellerna placerades ut på banlinjerna på bana 1 vid 400-metersstarten. Andra paret fotoceller placerades ut genom samma tillvägagångsätt men vid 200-metersstarten. Vid passering mellan fotocellerna registrerades tiden. Utöver den elektroniska tidtagningen 5

utfördes även en manuella tidtagning med en Garmin Forerunner 310 XT (Garmin International, Inc., Olathe, KA, USA) vid samtliga 1000-meterpasseringar. Trötthets index räknades fram genom skillnaden i procent mellan första och sista intervallen. Uträkningen: (Högsta arbetet/tiden lägsta arbetet/tiden) / Högsta arbetet/tiden x 100. Protokoll En timme före testets starttid fick deltagaren inta antigen koffein- eller placebotabletter (florsocker) på 3 mg/kg/ kroppsvikt. Varje deltagare genomförde testet individuellt. Vid ankomsten till det första testtillfället gjordes ett blodlaktatprov i vila. Efter laktatprovet slutförts fick deltagaren en grundlig information om protokollet och testets förfarande samt en verbal information om att intervallerna skulle löpas på snabbast möjliga tid. Därpå tilldelades deltagaren en pulsklocka med tillhörande pulsband. Sedan följde en uppvärmning som bestod av löpning i femton minuter med en valfri hastighet som avslutades med personliga förberedelser på fem minuter innehållande rörlighet, stretching och stegringslopp. Deltagaren upprepade samma uppvärmning vid båda testtillfällena. Efter avslutad uppvärmning följde fem minuter passiv vila där deltagaren fick möjlighet till att utföra de sista personliga förberedelserna samt att en upprepande information delgavs. Därefter utförde deltagarna 5 x 1000 meters intervaller med en aktiv vila på 90 sekunder. Varje 1000-meterintervall löptes 2,5 varv på 400-metersbanan. Mellan målet och starten skiljde det 200 meter som deltagarna fick lov att gå alternativt jogga under 90 sekunder för att utföra nästkommande intervall. Genom testets gång fick deltagarna muntlig uppmuntran på olika punkter på banan. Direkt efter den avslutande intervallen togs ett laktatprov och tiden för intervallerna noterades manuellt. Det elektroniska tidtagningssystemet och klockan sparade löptiden och HF så en djupare analys kunde göras senare efter testet slutförts. Statistisk analys Data sammanställdes i Microsoft Excel 2013 där medelvärde och standardavvikelse (SD) beräknades. Normalfördelning av data analyserades med Shapiro Wilk-test i The Statistical Package for the Social Science 23.0 (SPSS Inc., USA). Variablerna tid, HF-med, HF-max, HF-med/vila analyserades genom en tvåvägs ANOVA för upprepade mätningar. Trötthetsindex och laktatkoncentrationen i blodet analyserades via envägs ANOVA för upprepade mätningar. Vid signifikanta F värden genomfördes ett post hoc test för att studera 6

Tid (min/km) mellan vilka intervaller skillnaderna fanns. Resultaten presenteras som medelvärde och standardavvikelse. Signifikansnivå alfa var satt till < 0.05. Etiska överväganden All personlig data behandlades konfidentiellt. Materialet förvarades oåtkomligt för andra än testledaren. Försökspersonerna fick information om de eventuella biverkningarna som kan uppstå vid koffeinintag. Försökspersonerna fick även möjlighet att avbryta studien när som helst utan vidare förklaring. Avslutningsvis fick samtliga deltagare skriva under ett informerat samtycke för att medverka i studien. Resultat Tid I figur 1 visar resultaten att det sker en förbättring på prestationen mätt i tiden för deltagarna som intog koffein i samband med intervallerna (F (1,98) = 11,756, P < 0,05). Det noterades en skillnad mellan intervall 1 och 4 (P=0,040). Vidare förkom ingen skillnad mellan grupperna oavsett intag av supplement. Deltagarna löpte ungefär lika snabbt genom hastigheten under intervallerna (F (1,98) = 0,307, P > 0,05). Avslutningsvis förekom det inte heller någon skillnad mellan interaktionen av intervallerna och grupperna (F (1,98) = 0,256, P > 0,05) 3,29 3,28 3,27 3,26 3,25 3,24 3,23 3,22 3,21 3,2 3,19 3,18 3,17 1 2 3 4 5 Antalet intervaller (1000 m) Koffein Placebo Figur 1. Antalet genomförda intervaller. Samtliga deltagares värden för intervallerna presenteras som medelvärden. 7

Laktat mmol/l Laktatkoncentrationen i blodet I figur 2 redovisas blodlaktatkoncentrationen direkt efter avslutat test. Ingen skillnad noterades mellan koffein 9,5 ± 1.6 och placebo 8,7 ± 2.3 mmol/l (F (1,98) = 2,913, P > 0,05). 9,6 9,4 9,2 9 8,8 8,6 8,4 8,2 Koffein Placebo Figur 2. Laktatkoncentrationen i blodet (mmol/l) efter avslutade intervaller. Hjärtfrekvens Tabell 1. Hjärtfrekvensen presenteras som medelvärdet (MD) av slag/minut för respektive variabel och intervall Variabler Intervaller F värde P värde 1 2 3 4 5 HF-med Koffein Placebo 155 159 166 164 161 168 167 167 170 170 F (1,98) = 46,925 G F (1,98) = 0,908 T F (1,98) = 0,229 I P < 0,05. P > 0,05. P > 0,05. HF-Max Koffein Placebo 165 174 174 174 179 171 173 175 175 177 F (1,98) = 46,189 G F (1,98) = 0,556 T F (1.98) = 0,004 I P < 0,05. P > 0,05. P > 0,05. HF-med/vila Koffein Placebo 155 153 152 148 149 149 151 151 F (1,98) = 6,162 G F (1,98) = 2,080 T F (1,98) = 0,004 I P < 0,05. P > 0,05. P > 0,05. G Effekt mellan grupp T Effekt över tid I Interaktionseffekt: grupp x intervall 8

Prestationsförsämring (%) Trötthetsindex I figur 6 redovisas trötthetsindex genom prestationsförändringen mellan intervall 1 och 5 mellan de båda supplementen. Resultatet för trötthetsindex av koffein 3,3 ± 3,6 och placebo 3,4 ± 3,8 % visar på att det inte förekommer någon skillnad mellan supplementen (F (1,98) = 0,025, P > 0,05). 12 10 8 6 4 2 0-2 -4 Koffein Placebo Figur 6. Trötthetsindex i %. Resultaten för varje deltagare presenteras i linjerna. En försöksperson syns inte på grund av överlappande linjer. Diskussion Syftet med studien var att undersöka om koffeinet förbättrar prestationsförmågan under ett intervallpass i löpning hos erfarna löpare. Studien visar att koffein hade en positiv verkan på prestationen mätt via tiden. Vidare noterades inget signifikant fynd avseende de fysiologiska variablerna HF, laktatkoncentrationen i blod eller trötthetsindex i samband med ett intag av koffein på 3 mg/kg kroppsvikt. Hypotesen var att koffeinintag leder till en prestationsförbättring av tiden jämfört med placebo. Detta besvarades av resultatet i denna studie där statistisk signifikans noterades genom den förbättrade tiden. I tidigare studier har forskningen studerat koffeinets prestationshöjande egenskap via protokoll där syftet har varit att löpa en fixerad sträcka på snabbast möjliga tid. Forskningen presenterade att det skedde en förbättring av prestationen 9

med 1,3-3,55 % vid ett intag av 3-5 mg/kg kroppsvikt koffein (Wiles et al. 1992; Bridge & Jones, 2006; Bell et al. 2002; O Rourke et al. 2008; Abu-Kasim & Chen, 2013). Orsaken till varför det skedde en förbättring av prestationen genom tiden i den här uppsatsen, med ett intag på 3 mg/kg kroppsvikt koffein, är fortfarande oklar. En tänkbar faktor till den förbättrade tiden kan ha att göra med koffeinets ökande effekt på signalvägarna och dess rekrytering av motoriska enheter som i sin tur har lett till ett förbättrat muskelarbete (Hodgson et al. 2013). Tänkbart är att detta i sin tur skulle kunna ha effektiviserat deltagarnas löpning genom att de slösade mindre energi under intervallerna. Förr har det visat sig att koffein förbättrade prestationen för uthållighetsidrottare genom en ökad fettförbränning, som i sin tur har lett till en glykogensparande effekt (Ivy et al. 1978). Eftersom varaktigheten för intervallerna i denna studie inte översteg 25 minuter borde inte kolhydratsförråden vara en begränsad faktor till en förbättrad prestation. En ständig återkommande teori till en förbättrad prestation när koffein studerats är koffeinets stimulerade effekt på det centrala nervsystemet genom blockering av adenosin-receptorerna i hjärnan (Graham, 2001). Detta har nämligen visat sig resultera i att den upplevda ansträngningen och smärtan i samband med uthållighetsidrott kan reduceras i samband med intag av koffein (Maridakis, 2007). Men det kan samtidigt vara svårt att spekulera om det var koffeinets effekt på det centrala nervsystemet hade någon inverkan på prestationen i studien då varken försöksledaren eller deltagarna som genomförde testet hade någon vetskap om vilket preparat som intogs i respektive testomgång. Därför är det endast spekulationer om koffeinets bidrog med en reducerat upplevd ansträngning och smärta under intervallerna. Deltagarna som medverkade i studien var samtliga erfarna löpare vilket också ökar trovärdigheten för den interna validitet och reliabilitet för resultaten i uppsatsen. Dock kan den externa validiteten ifrågasättas då teserna genomfördes utomhus och de yttre betingelserna kan ha en viss påverkan på resultatet i studien. Detta är några av många faktorer som forskningen presenterat som möjliga fysiologiska mekanismer till en förbättrad prestation i uthållighetsidrott i samband med koffeinintag. Eftersom det inte förekom några mätningar på de nämnda variablerna är det endast spekulationer om vilka de fysiologiska variablerna var som ledde till de förbättrade tiderna i denna studie. Resultaten i den här studien visade ingen statistisk skillnad för frågeställningen om koffeins påverkan på trötthets index, hjärtfrekvens, eller blodlaktat under intervallerna. I tidigare studier har koffeinets effekt som trötthetsbromsare studerats tämligen ingående på framför allt uthållighetsidrottare under submaximalt arbete till utmattning (Costello et al. 1979; Graham & 10

Spriet, 1991; Spriet et al. 1992 ). En tänkbar anledning till varför inte koffeinet fungerade som en trötthetsbromsare i denna studie kan troligtvis ha med utformningen av protokollet att göra. Vanligtvis när utmattning studeras i samband med koffein används i regel ett protokoll där individer utför ett arbete på en förutbestämd intensitet tills utmattning sker. I detta fall löpte deltagarna på en fixerad distans på snabbast möjliga tid under intervallerna. Detta kan vara en av orsakerna till att det inte förekom några signifikanta fynd genom trötthetsindex. En annan möjlig faktor som kan ha påverkat trötthetsindex under testerna var vilan mellan intervallerna. Det är tänkbart att deltagarna upplevde att de fick den nödvändiga återhämtningen som krävdes för att orka prestera det lilla extra under den sista intervallen och därför är det möjligt att det kan vara en större skillnad mellan första och fjärde intervallen istället för den första och den femte intervallen som mättes i denna studie. Vidare visade inte laktatkoncentrationen i blodet några signifikanta fynd under maximalt arbete mellan koffein och placebo. Detta har även bevittnats i tidigare studier, som exempelvis i en studier gjord av Karapetian & Engels (1985), Gaesser & Rich (1984), Dowling et al. (1990). Varför det inte skedde någon förändring på laktatkoncentrationen när koffein intogs är svårt att spekulera i. Dock eftersträvades det en maximal prestation i denna studie och av att döma från resultatet av laktatkoncentrationen i blodet har samtliga deltagare överstigit den anaeroba tröskeln under intervallerna. I resultatet av HF-max, HF-med, och HF-med/vila observerades ingen statistisk skillnad mellan koffein och placebo. I en tidigare studie redogör Daniels et al. (1998) om koffeinets påverkan på HF under maximalt arbete på cykel. Resultatet från studien visade att koffeinet inte hade någon påverkade på HF-med under testerna. I en annan studie som McClaran & Wetters (2007) genomförde studerades koffeinet påverkade på (HF) under ett submaximalt arbete under ett cykelarbete. Resultatet visade att koffeinet sänkte HF-med, men det förekom ingen förändring på varken HF-max och HF-med/vila med ett koffeinintag (McClaran & Wetters, 2007). I ytterligare en studie som Bridger & Jones. (2006) utförde studerades HF under en löptävling och fynden från studien visade ett signifikant fynd för HF-med i samband med koffeinintag för deltagarna. Sammanfattningsvis visade nästan samtliga studier att koffeinet inte påverkar (HF) under ett maximalt arbete, vilket också stämde överens med resultaten i denna studie. En av studierna visade dock att koffein påverkade HF-med under tävlingsförhållanden på löpare. Men slutsatsen från att ha studerat HF-med, HF-max, HFmed/vila i denna studie är att HF inte påverkas av ett intag på 3 mg/kg/kroppsvikt under 5 x 11

1000 meters intervaller med en aktiv vila på 90 sekunder med ett koffeinintag på 3 mg/kg/kroppsvikt. Sammanfattningsvis, för att besvara frågeställningen om den förbättrade tiden under intervaller i samband med koffeinintag så framkom det i denna studie att en förbättring av tiderna skedde, men det är okänt vilken specifik faktor som förbättrade prestationerna. I denna studie så hade varken HF, laktatet eller trötthetsindex någon inverkan på den förbättrade prestationen. Detta är liknande resultat som tidigare forskning visat. Deltagarna som medverkade i studien var samtliga erfarna löpare. Deltagarna handplockades utifrån att samtliga deltagarna skulle vara vana att utföra löpträning regelbundet. En av fördelarna med att använda erfarna löpare var att risken för skillnader mellan omgångarna reducerades. Samtidigt ansågs även en jämnare grupp möjliggöra en noggrannare reliabilitet och validitet. En grupp som var vana att utföra denna typ av träning ansågs också ha lättare att inta de instruktioner som gavs och förhålla sig till dessa, som exempelvis intensiteten på intervallerna. Men trots att deltagarna fick instruktioner om att det skulle löpa varje intervall så snabbt de kunde så finns självklart en risk att instruktionerna kan ha misstolkats och resultatet kan därför ha påverkats. Valet av att utföra testerna på en friidrottsarena föll sig tämligen naturligt då testerna genomfördes utomhus samt att den typen av intervaller vanligtvis utförs på löparbana. Det finns alltid för- och nackdelar med att utföra tester utomhus. Nackdelen i detta fall var att de yttre faktorerna som temperatur, vind, nederbörd inte är likvärdiga vid samtliga test. Under testperioden, som varade mellan 1-31 oktober 2015 i Östersund förekom det ingen nederbörd under testerna, vädret var mestadels soligt men vinden varierade mellan testerna. En faktor som inte kontrollerades i studien var intaget av preparatets tidpunkt, enligt instruktionerna skulle preparaten intas en timme före att intervallerna skulle påbörjas. Men eftersom deltagarna fick sköta detta själva kan det vara svårt att avgöra om det verkligen var exakt en timme före utsatt starttid för intervallerna. Samtliga deltagare var även vana kaffedrickare vilket även kan påverka utfallet när koffein studeras. Enligt Tarnopolsky et al. (1986) har koffeinet störst verkan när deltagarna helt avstår från koffein i minst sju dagar före en aktivitet, vilket inte var genomförbart i denna studie. 12

Upplägget på intervallerna valdes till 5 x 1000 meter av olika anledningar. Den främsta anledning var att försöka använda sig av en distans på intervallerna som är ganska vanligt förekommande bland löpare (Billat et al. 2001). Distansen fick inte vara för lång och samtidigt skulle passet inte vara för krävande för deltagarna. Valet av en och en halv minuts vila mellan intervallerna gjordes för att det skulle finnas utrymme för deltagarna att transportera sig mellan målet och starten. Slutsats Det skedde en förbättring på prestationen av tiden under 5 x 1000 meters intervaller med en koffeindosering på 3 mg/kg kroppsvikt, en timme före intervallerna. Däremot uppvisade ingen av de fysiologiska variablerna som mättes några signifikanta skillnader mellan placebo och koffein. Det är därför svårt att dra någon slutsats om vilken specifik mekanism som påverkar utfallet i denna studie. Det bör dock poängteras att detta är specifikt för det protokoll som användes i denna studie och är därmed inte representativt för andra protokoll med samma dosering. 13

Referenser Abu-Kasim, N. A., & Chen, C. K. (2013). Effects of consumption of a beverage containing caffeine on running time trial performance. Journal of Physical Activity, Sports and Exercise, 1(1), 56-62 Astorino, T. A., & Roberson, D. W. (2010). Efficacy of acute caffeine ingestion for shortterm high-intensity exercise performance: a systematic review. The Journal of Strength and Conditioning Research, 24(1), 257-265. Bell, D. G., & McLellan, T. M. (2002). Exercise endurance 1, 3, and 6 h after caffeine ingestion in caffeine users and nonusers. Journal of Applied Physiology, 93(4), 1227-1234. Billat, L. V. (2001). Interval training for performance: a scientific and empirical practice. Sports Medicine, 31(1), 13-31. Bishop, D. (2010). Dietary supplements and team-sport performance. Sports Medicine, 40(12), 995-1017. Bridge, C. A., & Jones, M. A. (2006). The effect of caffeine ingestion on 8 km run performance in a field setting. Journal of Sports Sciences, 24(4), 433-439. Burke, L. M. (2008). Caffeine and sports performance. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 33(6), 1319-1334. Costill, D. L., Dalsky, G. P., & Fink, W. J. (1977). Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise performance. Medicine and Science in Sports, 10(3), 155-158. Cox, G. R., Desbrow, B., Montgomery, P. G., Anderson, M. E., Bruce, C. R., Macrides, T. A., & Burke, L. M. (2002). Effect of different protocols of caffeine intake on metabolism and endurance performance. Journal of Applied Physiology, 93(3), 990-999. Daniels, J. W., Molé, P. A., Shaffrath, J. D., & Stebbins, C. L. (1998). Effects of caffeine on blood pressure, heart rate, and forearm blood flow during dynamic leg exercise. Journal of Applied Physiology, 85(1), 154-159. 14

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), 399-404. Dowling, E., Warhaftig, N., Hetzler, R. K., Thompson, D. L., & Weltman, A. (1990). Caffeine withdrawal in withdrawal in habituated male runners: Effects on the lactate and ventilatory threshold. Medicine and Science in Sports and Exercise, 22(2), 86 Fox, E. L., Bartels, R. L., Billings, C. E., O'Brien, R., Bason, R., & Mathews, D. K. (1975). Frequency and duration of interval training programs and changes in aerobic power. Journal of Applied Physiology, 38(3), 481-484. Gaesser, G. A., & Rich, R. G. (1985). Influence of caffeine on blood lactate response during incremental exercise. International Journal of Sports Medicine, 6(4), 207-211. 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 and Conditioning Research, 23(1), 315-324. Graham, T. E., & Spriet, L. L. (1995). Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. Journal of Applied Physiology, 78(3), 867-874. Graham, T. E., & Spriet, L. L. (1991). Performance and metabolic responses to a high caffeine dose during prolonged exercise. Journal of Applied Physiology, 71(6), 2292-2298. Graham, T. E. (2001). Caffeine and exercise. Sports Medicine, 31(11), 785-807. Graham, T. E., Hibbert, E., & Sathasivam, P. (1998). Metabolic and exercise endurance effects of coffee and caffeine ingestion. Journal of Applied Physiology, 85(3), 883-889. Goldstein, E. R., Ziegenfuss, T., Kalman, D., Kreider, R., Campbell, B., Wilborn, B., Taylor, L., Willoughby, D., Stout, J., Graves, B. S., Wildman, R., Ivy, J. L., Spano, M., Smith, A. E., & Antonio, J. (2010). International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 7(5), 1-12. 15

Helgerud, J., Hoydal, K., Wang, E., Karlsen, T., Berg, P., Bjerkaas, M., & Hoff, J. (2007). Aerobic high-intensity intervals improve VO2 max more than moderate training. Medicine and Science in Sports and Exercise, 39(4), 665. 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), 59561. Ivy, J. L., Costill, D. L., Fink, W. J., & Lower, R. W. (1978). Influence of caffeine and carbohydrate feedings on endurance performance. Medicine and Science in Sports, 11(1), 6-11. James, J. E., & Rogers, P. J. (2005). Effects of caffeine on performance and mood: withdrawal reversal is the most plausible explanation. Psychopharmacology, 182(1), 1-8. Jeukendrup, A. & Gleeson, M. (2014). IdrottsNutrition. För bättre prestation. 2. uppl. Stockholm: SISU idrottsböcker Karapetian, G. K., Engels, H. J., Gretebeck, K. A., & Gretebeck, R. J. (2012). Effect of caffeine on LT, VT and HRVT. International Journal of Sports Medicine, 33(7), 507-513. Laursen, P. B., & Jenkins, D. G. (2002). The scientific basis for high-intensity interval training. Sports Medicine, 32(1), 53-73. Maridakis, V., O Connor, P. J., Dudley, G. A., & McCully, K. K. (2007). Caffeine attenuates delayed-onset muscle pain and force loss following eccentric exercise. The Journal of Pain, 8(3), 237-243. McClaran, S. R., & Wetter, T. J. (2007). Low doses of caffeine reduce heart rate during submaximal cycle ergometry. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 4(1), 1-9. McNaughton, L. R. (1986). The influence of caffeine ingestion on incremental treadmill running. British Journal of Sports Medicine, 20(3), 109-112. Midgley, A. W., McNaughton, L. R., & Jones, A. M. (2007). Training to enhance the physiological determinants of long-distance running performance. Sports Medicine, 37(10), 857-880. 16

Mohr, M., Nielsen, J. J., & Bangsbo, J. (2011). Caffeine intake improves intense intermittent exercise performance and reduces muscle interstitial potassium accumulation. Journal of Applied Physiology, 111(5), 1372-1379. O Rourke, M. P., O Brien, B. J., Knez, W. L., & Paton, C. D. (2008). Caffeine has a small effect on 5-km running performance of well-trained and recreational runners. Journal of Science and Medicine in Sport, 11(2), 231-233. Powers, S. K. & Howley, E. T. (2012). Exercise Physiology: Theory and Application to Fitness and Performance (8th edition). McGraw Hill. Sasaki, H., Maeda, J., Usui, S., & Ishiko, T. (1987). Effect of sucrose and caffeine ingestion on performance of prolonged strenuous running. International Journal of Sports Medicine, 8(4), 261-265. Seiler, S., & Hetlelid, K. J. (2005). The impact of rest duration on work intensity and RPE during interval training. Medicine and Science in Sports and Exercise, 37(9), 1601-1607. Stear, S. J., Castell, L. M., Burke, L. M., & Spriet, L. L. (2010). BJSM reviews: A Z of nutritional supplements: dietary supplements, sports nutrition foods and ergogenic aids for health and performance Part 6. British Journal of Sports Medicine, 44(4), 297-298. Spriet, L. L., MacLean, D. A., Dyck, D. J., Hultman, E., Cederblad, G., & Graham, T. E. (1992). Caffeine ingestion and muscle metabolism during prolonged exercise in humans. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 262(6), 891-898. Spriet, L. L. (2014). Exercise and sport performance with low doses of caffeine. Sports Medicine, 44(2), 175 S184. Tarnopolsky, M. A., Atkinson, S. A., MacDougall, J. D., Sale, D. G., & Sutton, J. R. (1989). Physiological responses to caffeine during endurance running in habitual caffeine users. Medicine and Science in Sports and Exercise, 21(4), 418-424. Trice, I., & Haymes, E. M. (1995). Effects of caffeine ingestion on exercise-induced changes during high-intensity, intermittent exercise. International Journal of Sport Nutrition, 5, 37-44 17

Van Soeren, M. H., Sathasivam, P., Spriet, L. L., & Graham, T. E. (1993). Caffeine metabolism and epinephrine responses during exercise in users and nonusers. Journal of Applied Physiology, 75(2), 805-812. 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 and Science in Sports and Exercise, 42(7), 1375-87. Wiles, J. D., Bird, S. R., Hopkins, J., & Riley, M. (1992). Effect of caffeinated coffee on running speed, respiratory factors, blood lactate and perceived exertion during 1500-m treadmill running. British Journal of Sports Medicine, 26(2), 116-120 18

19