La caffeina come pre-workout? Attenzione all’half life

Nella tradizione italiana, il caffè è un rito a cui è difficile rinunciare. Ma al di là della preparazione e degustazione, il caffè è consumato per la caffeina, un potente agente nootropico che ci fa sentire più svegli e più attenti. Non solo. La caffeina ha anche un effetto acuto ergogenico.

L’assunzione di caffeina, nella giusta quantità, è in grado di migliorare le performance dell’allenamento aerobico e anaerobico. Una volta si credeva che gli effetti fossero dovuti alla mobilitazione degli acidi grassi: la caffeina promuove il rilascio nel sangue degli acidi grassi dal tessuto adiposo, rendendoli più disponibili come fonte energetica per i muscoli. Questo avrebbe permesso ai muscoli di risparmiare glicogeno, e poter performare più a lungo. Ma dagli anni 2000 è ritenuta valida l’ipotesi della caffeina come antagonista dell’adenosina.

L’adenosina è una sostanza che viene prodotta regolarmente dal nostro corpo, sia nei muscoli durante la contrazione muscolare, sia nel cervello durante la veglia per poi diminuire durante il sonno. Nel nostro corpo esistono dei recettori per questa sostanza che quando entrano a contatto con l’adenosina causano molteplici effetti, specialmente nel sistema nervoso: una elevata concentrazione di adenosina nel cervello porta a sentirsi meno eccitabili, più assonnati e meno motivati.

La caffeina si comporta da antagonista dei recettori dell’adenosina. Vuol dire che arriva di prepotenza nel cervello e si lega ai recettori al posto dell’adenosina. Quindi l’adenosina non potrà causare gli effetti di sonnolenza e ci sentirà piu eccitati. Non solo, la caffeina potrebbe legarsi anche ai recettori sul muscolo scheletrico potenzialmente migliorando la trasmissione del segnale di contrazione muscolare (ma non ci sono prove per questa ipotesi). Una volta assunta, la caffeina produce gli effetti che probabilmente tutti noi abbiamo sperimentato:

  • Riduzione della percezione di fatica
  • Riduzione della sonnolenza
  • Tempi di risposta e coordinazione motoria
  • E per finire, un piccolo effetto ergogenico (migliori performance aerobiche e anaerobiche)

Chiaramente, dosaggi elevati di caffeina non sono consigliati per molteplici ragioni, ma anche assunzioni moderate ma continuative possono causare un disturbo del sonno.

Dosaggi

Per svegliarci potrebbe bastare un caffè, ma per performare meglio in palestra quanto quanta caffine devo prendere? Bisogna guardare gli studi:

  • Il dosaggio più comune va dai 3 ai 6 mg per kg di peso corporeo, quindi per una persona di 80 kg, si va circa dai 250 ai 500 mg di caffeina.
  • Studi recenti stanno sperimentando con successo dosaggi più bassi di 2mg/kg, quindi per un individuo di 80kg, 160mg di caffeina (circa un caffè lungo).

Il range è estremamente variabile. Si va dà un caffè lungo a 4-5 caffè prima dell’allenamento. Alcune persone potrebbero voler andare “all-in” quindi iniziare direttamente con il valore massimo, ma al di là dei potenziali effetti negativi sul sonno, assumere più caffeina non è meglio, perché non è stata trovata una chiara relazione dose-effetto. in pratica se con 300mg si ha l’effetto desiderato, aumentando a 600mg potrebbe non migliorare la situazione. Anzi, alcuni studi hanno mostrato che una dose elevata potrebbe negare gli effetti ergogenici.

Per capire bene in quale zona del range porsi, bisogna prendere in considerazione diversi aspetti dell’allenamento e della singola persona:

  • Tipologia di allenamento. Per allenamento aerobico, anaerobico, endurance muscolare o forza. Miglioramenti sulla forza massima si osservano per dosi più elevate.
  • Tolleranza dell’individuo. Oltre ad una tolleranza personale dettata dall’abitudine, esiste un particolare gene che stabilisce se puoi bere 3-4 caffè al giorno senza problemi oppure se con un caffè troppo forte a pranzo (come il sottoscritto) rischi di non riuscire a dormire.

Timing e half-life

La caffeina è assorbita rapidamente dal corpo e raggiunge il picco massimo circa dopo 1 ora dall’assunzione, dopodiché sarà lentamente metabolizzata ed eliminata dal corpo. Qui entra in gioco il concetto di half-life: all’incirca ogni 5 ore, la quantità di caffeina in circolo si dimezza. Significa che non è che dopo 5 ore la caffeina è sparita dal vostro corpo, ma è solo dimezzata. Rincarare la dose con altra caffeina vi porterà a livelli più elevati di quelli attesi.

Per chiarire questo concetto ho creato dei grafici (molto approssimativi), dei livelli di caffeina nel sangue in vari scenari:

  1. Scenario classico: Assunzione di 2 caffè al giorno
  2. Scenario classico:Assunzione di 3 caffè al giorno
  3. Scenario pre-workout: dose media di caffeina (250mg)
  4. Scenario pre-workout: dose elevata di caffeina (500mg)
Scenario 1: due caffè (forti) al giorno. Uno al mattino e uno dopo pranzo. Intorno a mezzanotte, ci sono ancora circa 45mg di caffeina in circolo
Scenario 2: tre caffè al giorno (mattino, pausa caffè e pranzo). Intorno a mezzanotte siamo ancora a 75mg.
Scenario 3: un caffè al mattino e pre-workout da 250mg alle 17:30. A mezzanotte c’è ancora tanta caffeina come se avessimo preso un caffé poco prima
Scenario 4: Caffè al mattino e pre-workout pesante (500 mg di caffeina) al pomeriggio. A mezzanotte i livelli di caffeina sono comparabili all’assunzione del primo caffè mattutino dello scenario 1
  • Nello scenario 1 e 2 ho mostrato un consumo moderato di caffeina. Due-tre caffè al giorno presi durante la giornata, senza ricercare l’effetto ergogenico. La caffeina a sera è presente ancora in circolo ma potrebbe non causare problemi al sonno
  • Nello scenario 3 e 4 ho mostrato gli effetti di un pre-workout con dosaggi crescenti di caffeina. Si vede che in entrambi i casi durante la notte i livelli di caffeina sono molto elevati

Queste considerazioni sono importanti per due fattori:

  1. Potrebbe esistere un fattore di abitudine e tolleranza nella caffeina, per cui dopo usi ripetuti l’effetto ergogenico svanisce.
  2. Livelli elevati di caffeina in circolo prima di andare a dormire possono impattare pesantemente la qualità del sonno.

Quello che si rischia di innescare è un circolo vizioso in cui si dorme male, quindi ci si allena male e si recupera male e la caffeina è ingerita per cercare di rimanere svegli e non subire tutti i sintomi dell’astinenza (mal di testa, irritabilità, sonnolenza). Per cui quello che può capitare è usare un pre-workout per cercare di riportare le performance ad un livello “normale” che si avrebbe dormendo bene e limitando l’uso della caffeina.

Raccomandazioni

Viste le problematiche del timing e delle dosi, e visto il rischio che comporta il caffè per il sonno, il mio consiglio è:

  1. Provate a prendere una dose leggera per iniziare (sui 2mg/kg), osservate gli effetti e nel caso provate gradualmente ad incrementare
  2. Tenete dosi massicce di caffeina come supplemento per gli allenamenti importanti, i test del massimale o le competizioni
  3. Tenete traccia della qualità del sonno. Dormire per le classiche 8 ore è molto più importante di un piccolo boost delle performance
  4. Potrebbe valere la pena ciclare la caffeina in base agli impegni e alla tipologia di allenamento. Magari si potrebbe usare un po’ di caffeina durante un periodo di volume, rimuoverla durante la fase di forza e peaking e poi reintrodurla per il test del massimale
Esempio di ciclizzazione della caffeina: abitudinalmente si consumano 2 caffè al giorno. Il giorno dell’allenamento intenso si assume una dose pesante di pre-workout, il giorno dopo si assume solo un caffè e poi si riprende con il consumo abituale.

Riferimenti

  • G. Waller, M. Dolby, J. Steele, e J. P. Fisher, «A low caffeine dose improves maximal strength, but not relative muscular endurance in either heavier-or lighter-loads, or perceptions of effort or discomfort at task failure in females», PeerJ, vol. 8, mag. 2020, doi: 10.7717/peerj.9144.
  • R. Domínguez et al., «Acute Effects of Caffeine Intake on Psychological Responses and High-Intensity Exercise Performance», International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 18, n. 2, Art. n. 2, gen. 2021, doi: 10.3390/ijerph18020584.
  • T. E. Graham, «Caffeine and Exercise», Sports Med, vol. 31, n. 11, pagg. 785–807, set. 2001, doi: 10.2165/00007256-200131110-00002.
  • J. M. Davis, Z. Zhao, H. S. Stock, K. A. Mehl, J. Buggy, e G. A. Hand, «Central nervous system effects of caffeine and adenosine on fatigue», Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, vol. 284, n. 2, pagg. R399-404, feb. 2003, doi: 10.1152/ajpregu.00386.2002.
  • B. Lara, C. Ruiz-Moreno, J. J. Salinero, e J. Del Coso, «Time course of tolerance to the performance benefits of caffeine», PLoS One, vol. 14, n. 1, pag. e0210275, 2019, doi: 10.1371/journal.pone.0210275.
  • J. Grgic, I. Grgic, C. Pickering, B. J. Schoenfeld, D. J. Bishop, e Z. Pedisic, «Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance—an umbrella review of 21 published meta-analyses», Br J Sports Med, vol. 54, n. 11, pagg. 681–688, giu. 2020, doi: 10.1136/bjsports-2018-100278.

Pre-Workout, attenzione ai dosaggi… sono troppo bassi

Una persona ha due esperienze con i pre-workout. La prima come consumatore, la seconda come produttore.

Se sei stato un po’ di tempo in palestra, o dato un’occhiata ad un negozio di integratori, hai sicuramente sentito parlare dei pre-workout, questi shake da prendere prima dell’allenamento in grado di trasformarti in un mostro inarrestabile. Di questi pre-workout ce ne sono di vari tipi e formati, ognuno con una lista di ingredienti e un sapore diverso, ma promettono tutti la stessa cosa: aumentare le performance sportive.

Lascio per ora da parte i pre-workout per gli sport di endurance o di HIIT, per concentrarmi su quelli più specifici per l’allenamento con i pesi. Fra gli ingredienti più comuni in questi pre-workout si trovano:

  • L-Citruillina. È un alfa-amminoacido che è trasformato dal corpo in Monossido di azoto (NO) per promuove la vasodilatazione. Tutti i supplementi che usano le sigle NOX, oppure Pump, contengono citrullina (oppure il suo derivato, arginina).
  • Beta-Alanina. Avete mai sentito formicolare mani e piedi dopo aver bevuto un pre-workout? Ecco, quello è un effetto collaterale (completamente innocuo) della beta-analina. È un amminoacido convertito nel corpo in carnosina e immagazzinato all’interno dei muscoli. La carnosina contrasta l’abbassamento del PH causato dall’acido lattico, migliorando leggermente l’endurance muscolare. Sebbene sia comune nei pre-workout, gli effetti della beta-alanina non dipendono dal tempo di ingestione, quanto più da una supplementazione continuativa.
  • Creatina. Il re dei supplementi in palestra. La creatina è una molecola organica che aiuta il cervello e i muscoli a generare energia (donando gruppi fostato agli ADP, riconvertendoli in ATP). Come per la carnosina, anche la creatina è imagazzinata nelle cellule, quindi i suoi benefici non dipendono molto dal tempo di ingestione.
  • Caffeina. Una delle sostanze più usate come pre-workout. Economico, facile da produrre ed estremamente efficace, la caffeina è uno stimolante in grado di aumentare la forza e la resistenza muscolare per un periodo limitato (dopo qualche ora, gli effetti si affievoliscono). Ha il problema di generare tolleranza, per cui un uso continuativo potrebbe ridurrne gli effetti.

Queste sostanze agiscono su meccanismi diversi e hanno anche una magnitudine di effetto molto diversa:

IngredienteDosaggioEffetti e magnitudine
L-CitrullinaDai 3.5 ai 4.5 gr di L-Citrullina o dai 6 agli 8 grammi di Citrullina MaltataPiccoli incrementi nella forza muscolare, possibili incrementi nel volume di allenamento.
Beta-AlaninaDai 2 ai 5 grPiccoli incrementi di endurance muscolare e di allenamento anaerobico.
CreatinaCirca 3-5 gr ogni giorno (dopo il periodo di accumulo)Grande aumento della forza muscolare. Numerosi altri effetti secondari.
CaffeinaDipende dalla tolleranza del soggetto. Anche dai 100mg si possono avere effettiAumento della forza massima, aumento della capacità aerobica e anaerobica. Riduzione della fatica e aumento del volume di allenamento.

Gli effetti della creatina e della caffeina sono molto maggiori di quelli della citrullina e beta alanina. E questa grande differenza crea un problema: come faccio ad essere sicuro che un pre-workout funzioni? Con un qualche altro prodotto potrei leggere le recensioni, provarlo per un po’ di allenamenti e vedere come mi trovo. Ma con una miscela di sostanze che so che già che funzionerà, perché contiene caffeina e creatina, come posso essere sicuro che avrò anche dei benefici in più? Posso stare sul sicuro e limitare a prendere la creatina e prendi una tazzina di caffé prima degli allenamenti più impegnativi, ma se volessi provare ed investire su un prodotto, devo per forza documentarmi. Leggo la letteratura, siti specializzati e per ogni ingrediente dovrei cercare di capire i dosaggi medi, gli effetti e la loro magnitudine. Solo a questo punto potrò fare una scelta con un po’ più di criterio, e decidere se spendere o no i soldi in un integratore.

Ci tengo a ribadire su questo punto perché molti dei pre-workout commerciali sono molto sottodosati. Ho fatto una analisi di mercato “automatica”, raccogliendo i dosaggi di un centinaio di prodotti di pre workout. Da questi dati ho prodotto un grafico per oguno degli ingredienti che ho elencato prima, mostrando la percentuale di prodotti che arriva raggiunge un certo dosaggio in ogni porzione. Ad esempio nel grafico della Citrullina, a 2 grammi c’è il valore 38.82%. Questo vuol dire che fra tutti i pre-workout che ho analizzato contenenti Citrullina. Il 38% ha almeno 2 grammi di citrullina. Insieme a questa curva, ho mostrato in rosso l’area efficace dell’ingrediente, ovvero il limite minimo del dosaggio per cui si hanno effetti ergogenici (aumento di performance).

La citrullina inizia ad avere efficacia sui 3.5 grammi. Solo il 15% dei pre-workout con citrullina contengono quel dosaggio.
La beta-alanina inizia ad avere efficacia sui 2.5 grammi (perdonate l’area rossa un po’ sfasata). Solo il 10% dei pre-workout con beta-alanina contengono quel dosaggio.
La creatina ha effetto se presa regolarmente almeno 2.5 grammi al giorno. In questo caso il 45% dei pre-workout con creatina contiene quel dosaggio.
Gli effetti della caffeina variano a seconda della dose, ma i primi benefici si iniziano a vedere a bassi dosaggi. Ora a mio malgrado devo ammettere che questi dati sono un po’ sporchi. Alcuni ingredienti sono illustrati come “contenenti caffeina” ma hanno in realtà solo una percentuale di caffeina pura. Per questo si vedono valori molto elevati.

Per riassumere

  • Il 40% contiene citrullina. Di questi solo il 15% ha una dose efficace.
  • Il 30% contiene Beta-Alanina. Di questi solo il 30% ha una dose efficace.
  • Il 35% continee Creatina. Di questi solo il 45% ha una dose efficace.
  • Il 50% continee caffeina. Di questi l’85% contiene una dose efficace.

Quindi i pre-workout sono delle truffe e nient’altro che caffeina? No, non necessariamente. La caffeina ha un forte effetto ergogenico ed è sicuramente l’ingrediente dominante in molte miscele. Inoltre non è da sottovalutare l’effetto placebo. Un pre-workout ben commercializzato (magari con un buon sapore e un brand accattivante) può essere molto efficace solo per l’aspettativa creata nell’atleta. Se non ci credete date un’occchiata a questi studi:

  • G. D. C. T. Costa, L. Galvão, M. Bottaro, J. F. Mota, G. D. Pimentel, e P. Gentil, «Effects of placebo on bench throw performance of Paralympic weightlifting athletes: a pilot study», J Int Soc Sports Nutr, vol. 16, n. 1, pag. 9, feb. 2019, doi: 10.1186/s12970-019-0276-9.
  • V. Kalasountas, J. Reed, e J. Fitzpatrick, «The Effect of Placebo-Induced Changes in Expectancies on Maximal Force Production in College Students», Journal of Applied Sport Psychology, vol. 19, n. 1, pagg. 116–124, feb. 2007, doi: 10.1080/10413200601123736.
  • P. Hurst et al., «The Placebo and Nocebo effect on sports performance: A systematic review», Eur J Sport Sci, vol. 20, n. 3, pagg. 279–292, apr. 2020, doi: 10.1080/17461391.2019.1655098.

Quindi il mio consiglio è, se volete ottimizzare la spesa e scommettere sull’efficacia delle varie sostanze, date un’occhiata al dosaggio e agli effetti attesi e fate le vostre valutazioni. Ad esempio, la citrullina è efficace, ma la magnitudine dell’effetto è un po’ bassa e potrebbe non valer la pena acquistarla, specie se bisogna rinunciare a cose più importanti (come pasti nutrienti e ricchi di fibre e proteine).

Crediti e riferimenti

Le informazioni sugli effetti e i dosaggi efficaci sono stati reperiti da examine.com. Ve lo consiglio come un ottimo punto di partenza per documentarvi sugli effetti dei vari supplementi nutrizionali.