Vermindert cafeine de werking van creatine

Geschatte leestijd: 10 minuten

Creatine en cafeïne zijn geen vrienden. Regelmatige koffie-inname kan ervoor zorgen dat je geen positieve resultaten uit creatine krijgt. Beide werken prestatieverhogend, maar gezamenlijk worden deze effecten geremd.

Van de week stelde iemand een vraag over de wisselwerking tussen creatine en cafeïne. Het kwam neer op het volgende: “Heeft cafeïne een negatief effect op de werking en gebruik van creatine?”. Nu dacht ik hier al een keer op in gegaan te zijn, maar dit blijkt niet het geval. Alle reden dus om hier nu uitgebreid op in te gaan.

Creatine en cafeïne

Over creatine heb ik meerdere artikelen geschreven (creatine voor dummies, creatine en kaalheid, creatine: Laden of niet?). Over de voordelen van creatine monohydraat zal ik hier dan ook verder niet ingaan, deze zijn diverse malen aangetoond.

Over cafeïne heb ik onlangs nog uitgebreid geschreven, specifiek de vetverbrandende eigenschappen. Dit huidige artikel kijkt vooral naar de mate waarin cafeïne de effecten van creatine zou verminderen en andersom.

“Cafeïne doet het positieve effect van creatine laden teniet”

In 1996 publiceerden onderzoekers van de Katholieke Universiteit Leuven de resultaten van hun onderzoek (1). De titel van het onderzoek geeft hun bevindingen al aan :”Caffeine counteracts the ergogenic action of muscle creatine loading“. Ik noem dit onderzoek als eerste omdat er vaak naar wordt verwezen door andere onderzoekers in het vraagstuk creatine-cafeïne.

Negen gezonde jonge mannen werden verdeeld over drie groepen. Deze groepen kregen oplopend tot 8 dagen lang een supplement.

• Groep A: kreeg op dagen 2-7 creatine (0,5 gram per kilo lichaamsgewicht per dag verdeeld over acht momenten*)
• Groep B: kreeg op dagen 2-7 glucose  (0,5 gram per kilo lichaamsgewicht per dag verdeeld over acht momenten) (placebo groep)
• Groep C: Zelfde als A maar nu + 5mg cafeïne per kilo lichaamsgewicht per dag op dagen 5,6 en 7

Het is goed om hier op te merken dat dit aantal deelnemers nogal laag is om conclusies uit door te trekken naar een grotere populatie. Per groep waren er slechts 3 deelnemers waardoor individuele verschillen een grotere rol gaan spelen.

De onderzoekers maten voor en na de acht dagen de totale kracht die de quadriceps  konden produceren (isometrisch en dynamisch) en hoe snel deze vermoeid raakte. Daarnaast maten ze de hoeveelheid fosfocreatine (of “creatinefosfaaf”) in de kuiten. Immers, hoe meer fosfocreatine, des te meer er kan worden omgezet naar ATP, de belangrijkste brandstof van de spieren). Tenslotte werd ook de hoeveelheid ATP zelf gemeten.

* We praten over mannen van gemiddeld 80kg en dus 40g creatine per dag. Dat is ongeveer het dubbele van de normaal aangeraden dosering tijdens de laadfase waarin je het over vier doseringen verspreidt. Het is niet vreemd dat het aantal momenten van inname dan ook verdubbeld wordt.

Resultaten

Op de hoeveelheid ATP hadden zowel creatine als creatine+cafeïne geen invloed. De hoeveelheid fosfocreatine nam in die beide groepen wel in dezelfde mate toe met 4-5%, maar niet in de placebogroep. Hoewel de hoeveelheid ATP gelijk bleef, kan dit betekenen dat zowel creatine als creatine+cafeïne zorgen voor een snellere omzetting naar ATP wanneer deze uitgeput wordt. Wat fosfocreatine betreft, had cafeïne dus geen negatief effect op de invloed van creatine.

Kijken we echter naar de kracht die de quadriceps kon leveren dan zien we wel degelijk een verschil. Ze maten de kracht tijdens het doen van de leg-extension (benen vanuit gebogen positie strekken). Ze lieten de mannen drie keer drie sets doen. Sets van respectievelijk 3×30 herhalingen (60 sec. rust), 4×20 (40 sec. rust) en 5×10 (20 sec. rust), met daartussen 2 minuten rust.

In de groep die creatine had genomen, werd meer kracht gegenereerd dan in de placebogroep, vooral in de eerste set na de rust van 2 minuten. Deze toename kwam overeen met de toename in fosfocreatine. In de creatine+cafeïne-groep leidde deze verhoging echter niet tot een verhoging in kracht, zoals dat bij alleen creatine wel het geval was.

De onderzoekers hadden juist verwacht dat cafeïne een positieve invloed zou hebben op het effect van creatine (met het idee: “beter + beter = nog beter”):

The improvement of intermittent knee-extension torque seen after creatine was completely absent after creatine…

…We hypothesized that oral creatine intake, combined with a physiological degree of adrenergic stimulation by caffeine, might facilitate muscle creatine trapping. This, in turn, might enhance performance even further This, in turn, might enhance performance even further than simple creatine supplementation. The data demonstrate that caffeine does not improve the efficiency of oral creatine to either raise muscle PCr or enhance performance. Unexpectedly, our findings indicate that caffeine counteracts the ergogenic action of muscle

-K. Vandenberghe, Katholieke Universiteit Leuven

“Tegengestelde werking creatine en cafeïne op relaxatietijd”

Enkele van de onderzoekers van Leuven deden zes jaar later opnieuw onderzoek naar creatine en cafeïne (2). Ditmaal keken ze vooral naar ‘relaxatietijd’. Dit deden ze vooral om de resultaten uit het voorgaande onderzoek te verklaren.

Spieren hebben tijd en energie nodig om aan te spannen en om te ontspannen. Bij aanspannen lijkt dit voor de hand te liggen, maar het feit dat het proces van het ontspannen van de spier ook energie kost, zal niet iedereen bekend zijn.

Furthermore, relaxation processes account for an important fraction of total energy consumption in muscles during short, repeated muscle contractions

-M. van Leemputte, Katholieke Universiteit Leuven

Vooral bij herhaaldelijke, snelle en kortdurende spiercontracties zonder pauzes daartussen kan het verkorten van deze relaxatietijd dus zorgen voor de nodige energiebesparing. Dit zou vervolgens weer tot extra gegeneerde kracht kunnen leiden (3,4,5). Onderzoek uit 1994 had reeds aangetoond dat creatine laden in ratten zorgt voor een verlaging van de relaxatietijd (6). De onderzoekers uit Leuven toonden vervolgens in 1999 aan dat creatine dit effect ook heeft op relaxatietijd van spieren in mensen (7). Drie jaar later keken ze welke invloed cafeïne hierop had (2).

De opzet leek een beetje op die in het vorige onderzoek. Gedurende 8 dagen kregen de deelnemers:

• Groep A “creatine”                                : 4×5 gram creatine per dag, op dagen 3 t/m 6
• Groep B “cafeïne laden”                      : 5mg cafeïne per kilo lichaamsgewicht per dag op dagen 4,5 en 6
• Groep C “creatine + cafeïne laden”: Combinatie van A+B
• Groep D “cafeïne acuut”                     : Eenmalig 5mg cafeïne  per kilo lichaamsgewicht, één uur voor de test op dag 7
• Groep E “placebo”                                 : Placebo op dagen 3 tm 7

Resultaten:

De relaxatietijd (gemeten in milliseconden) nam in groep A af met 5%. Wanneer naast de creatine ook dagelijks cafeïne werd genomen (groep B) dan werd dit effect teniet gedaan.  Ook toen werd gekeken naar de toenemende relaxatietijd door vermoeiing bleek deze meer toe te nemen door cafeïne. Als je meerdere herhalingen doet van een oefening dan kost het iedere keer meer tijd kost voor de spier om te ontspannen (2). Deze tijd nam echter meer toe wanneer er naast de creatine dagelijks cafeïne was ingenomen dan wanneer er een placebo was ingenomen.

In conclusion, the present study shows that short-term caffeine intake, but not acute caffeine intake, inhibits muscle relaxation. This negative impact of caffeine on RT counteracts the beneficial effect of creatine supplementation on muscle RT

-P. Hespel, Katholieke Universiteit Leuven

Hierbij wordt dus wel onderscheid gemaakt tussen “korte termijn inname” (inname van enkele dagen) en acute inname (eenmalig). Wanneer de cafeïne eenmalig werd ingenomen, een uur voor de test, dan had dit namelijk geen effect op de werking van creatine.

De onderzoekers uit het volgende onderzoek dat ik hier noem, wilden achterhalen of je met dit laatste punt je voordeel kunt doen.

“Cafeïne werkt prestatieverhogend na inname creatine”

Onderzoekers van de University of Luton, Groot-Brittanië verwezen naar het eerste onderzoek uit Leuven (8). Ze wisten dus dat dagelijkse inname van creatine en cafeïne niet handig is.  Omdat cafeïne zelf ook prestatieverhogend werkt door o.a. de tijd tot uitputting te verlengen en het gevoel van vermoeidheid te verlagen, wilden de onderzoekers uit Groot-Brittannië een manier bedenken waarop je van beide kan profiteren. Op basis van het voorgaande onderzoek wilden ze kijken welk effect het had als je tijdens de laadperiode van creatine geen cafeïne neemt, maar wel “eenmalig voorafgaand aan een te leveren prestatie”.

De onderzoekers gaven hun 14 deelnemers 6 dagen lang 0,3 gram creatine per kilo lichaamsgewicht. Iemand van 80kg zou dus 24 gram krijgen, iets meer dan de gebruikelijke 20 gram voor de laadfase. Voor aanvang deden ze een conditietest op een loopband. Op hoge intensiteit (125% VOMax, dus anaerobisch) werd gekeken hoe lang ze het volhielden en hoe vermoeid ze zich (subjectief) voelden. Van zowel creatine als cafeïne is namelijk bekend dat deze de tijd tot vermoeiing/uitputting vergroot (9,10,11).

Na de zes dagen werd de test herhaald nadat de deelnemers een uur voor de test eenmalig cafeïne (5 mg/kilo lichaamsgewicht) hadden gekregen of een placebo. Vervolgens werden de onderlinge resultaten en ten opzichte van de eerste test vergeleken.

De maximale zuurstofopname, VO2Max, was significant meer toegenomen na inname van cafeïne dan na inname van een placebo. Ook konden ze gemiddeld ruim 20 seconden  langer blijven rennen tot uitputting ten opzichte van de eerste test én de placebo groep, een verschil van zo’n 10%. Ook het subjectieve gevoel van vermoeidheid was lager na inname van cafeïne.

Wat mij echter opvalt, is dat creatine helemaal geen toegevoegde waarde had in deze test. Voor de test konden ze gemiddeld 201 seconden rennen, na creatine + placebo (dus alleen creatine) was dit 198 seconden een afname dus. Na creatine + eenmalig cafeïne was dit 222 seconden, een toename die dus geheel aan cafeïne lijkt te danken. Heel vreemd is dat niet want creatine doet zijn werk vooral tijdens krachttraining, door sneller herstel tijdens rust en niet werd er tussendoor niet gerust. Het geeft echter wel aan dat dit dus niets zegt over de invloed van cafeïne op het effect van creatine aangezien dit effect er niet was! Ook weet je nu niet welk effect creatine heeft op de invloed van cafeïne (omgekeerd dus). Dat had getoond kunnen worden door een extra testgroep geen creatine te laten nemen en de resultaten te vergelijken.

Eigenlijk zegt dit onderzoek ons dus niet zoveel.

Waarom cafeïne het effect van creatine remt: AMPK vs fosfocreatine

De oorspronkelijk simpele gedachte van onderzoekers was: “Creatine verbetert prestaties, cafeïne verbetert prestaties, samen verbeteren ze de prestaties misschien nog meer!”. Vandaar de diverse onderzoeken naar deze combinatie (1,2,7,8,13)

We hebben nu gezien dat dit niet het geval is. Japanse onderzoekers van de Kyoto University hebben hier mogelijk een verklaring voor gevonden (12). Zoals uitgelegd,werkt creatine via het fosfatensysteem, de aanmaak van de brandstof ATP door meer fosfocreatine beschikbaar te stellen. Cafeïne lijkt volgens een andere weg te werken die juist het fosfatensysteem remt. De Japanners hebben aanwijzingen gevonden dat cafeïne het enzym 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) activeert. Dit enzym reguleert metabole processen in de spiercel zoals de verbranding van glucose en vetten. Grotere activiteit zou zo voor meer energie zorgen .AMPK blijkt echter ook de hoeveelheid fosfocreatine te verlagen. Wanneer deze net is verhoogd door creatine kan dit effect dus teniet gedaan worden door cafeïne dat zijn effect via AMPK bereikt. 

This enzyme activation was associated with a reduction in phosphocreatine content

-T. Egawa, Kyoto University

“Cafeïne alleen verbrandt vet, samen met creatine niet”

Zoals gezegd, schreef ik onlangs al een artikel over cafeïne als fatburner. Braziliaanse onderzoekers keken naar het vetverbrandende effect van cafeïne in ratten, al dan niet gecombineerd met creatine. Cafeïne alleen zorgde voor verlaging van het vetpercentage, maar niet in combinatie met creatine.

High combined doses of creatine and caffeine does not affect the LBM composition of either sedentary or exercised rats, however, caffeine supplementation alone reduces the percentage of fat. Vertical jumping training increases the percentages of water and protein and reduces the fat percentage in rats.

-S.C Frederico, Federal Institute for Education, Sciences and Technology, Rio Pomba-MG, Brazil

 Creatine en cafeïne in de prakijk: Doseringen

Het lijkt dus zeer aannemelijk dat chronisch cafeïne-gebruik de positieve effecten van creatine teniet doet. Althans bij de gebruikte hoeveelheden. In alle genoemde onderzoeken gebruikte men 5 mg cafeïne per kilo lichaamsgewicht per dag. 40o mg dagelijks dus voor iemand van 80 kg. In een kopje koffie van 125ml, zit tussen de 60-85 mg cafeïne, afhankelijk van de soort koffie. We hebben het dus over doseringen van omgerekend 5 tot 6 koppen koffie per dag. Er is een onderzoek dat geen positievere effecten van cafeïne (en dus mogelijk negatief voor creatine) op het uithoudingsvermogen heeft aangetoond bij hogere doseringen tot wel 13mg/kilo lichaamsgewicht. Meer dan 5mg/kilo lijkt dus niet uit te maken (14). Een ander onderzoek vergeleek 3mg en 6mg per kilo lichaamsgewicht en zag onderling geen verschil op de toename in uithoudingsvermogen (15). 3 mg Per kilo lichaamsgewicht is ongeveer 3-4 koppen koffie voor iemand van 80kg.

Als je een koffie-drinker bent en meer dan 3 koppen koffie per dag drinkt, is de kans dus groot dat je dagelijks al genoeg binnenkrijgt om het effect van creatine teniet te doen. In het artikel over cafeïne als fatburner bleek dat mensen die dagelijks meer dan 300mg cafeïne per dag drinken (3,5 tot 5 koppen koffie) NIET meer de positieve effecten van cafeïne op de vetverbranding merken door verzadiging. Het is onduidelijk of dit ook voor het effect op uithoudingsvermogen geldt, maar dit zou kunnen als beide door activering van AMPK gebeuren.

Dat zou betekenen dat wanneer je tussen de 3,5-5 koppen koffie of meer per dag drinkt je niet profiteert van cafeïne en niet profiteert van creatine! Tenzij natuurlijk door de verzadiging van cafeïne het negatieve effect op creatine niet meer plaatsvind, maar die gok zou ik niet wagen.

Overigens is dit slechts bij benadering. Je kan de resultaten van een hoeveelheid cafeïne namelijk niet zomaar doorrekenen naar aantal koppen koffie. Zelfs al klopt de hoeveelheid in de koffie dan blijken sommige van de andere ingrediënten in koffie een tegengestelde werking te hebben die het effect van cafeïne remmen. Althans als het gaat om duurvermogen. De vraag is in hoeverre dit geldt op kracht, maar er dient rekening mee gehouden te worden. Hier heb ik onlangs een artikel aan gewijd.

Creatine of cafeïne?

Als je je nu genoodzaakt voelt een keuze te maken tussen de beide prestatieverhogende middelen welke zou dat dan zijn?

Dat is afhankelijk van je doelstelling. Gaat het om vetverbranding en conditie dan lijkt cafeïne de betere keuze. Gaat het je primair om kracht en toename in spiermassa dan is creatine de beter keuze en laat je cafeïne staan. Voor de koffie-drinkers zal dit waarschijnlijk een moeilijke keuze zijn, maar het is voor hen in ieder geval goed te beseffen dat creatine voor hun zeer waarschijnlijk niet werkt. Beetje lullig als je daar pas na jaren van gebruik achter komt. Gelukkig maar dat creatine zo goedkoop is!

Tenslotte hebben we ook gezien dat eenmalige inname van cafeïne na een week creatine laden geen negatief effect heeft. Voor krachtsporters die meerdere dagen per week willen presteren is dit niet nuttig. Voor mensen die bijvoorbeeld eens in de week een wedstrijd moeten doen in sportverband, kan deze kennis zinvol zijn door alleen op wedstrijddagen een uur voor de wedstrijd minimaal 3mg per kilo lichaamsgewicht aan cafeïne te nemen.

Referenties:

1. Vandenberghe K1, Gillis N, Van Leemputte M, Van Hecke P, Vanstapel F, Hespel P. Caffeine counteracts the ergogenic action of muscle creatine loading.J Appl Physiol (1985). 1996 Feb;80(2):452-7.
2. Hespel P1, Op’t Eijnde B, Van Leemputte M. Opposite actions of caffeine and creatine on muscle relaxation time in humans.J Appl Physiol (1985). 2002 Feb;92(2):513-8.
3. Bergström M., Hultman E. (1988) Energy cost and fatigue during intermittent electrical stimulation of human skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 65:1500–1505.
4. Homsher E. (1987) Muscle enthalpy production and its relationship to actomyosin ATPase. Annu. Rev. Physiol. 49:673–690.
5. Homsher E., Kean C. J. (1978) Skeletal muscle energetics and metabolism. Annu. Rev. Physiol. 40:93–131.
6. Wakatsuki T., Ohira Y., Yasui W., Nakamura K., Asakura T., Ohno H., Yamamoto M. (1994) Responses of contractile properties in rat soleus to high-energy phosphates and/or unloading. Jpn. J. Physiol. 44:193–204.
7. Van Leemputte M, Vandenberghe K, Hespel P. (1999) Shortening of muscle relaxation time after creatine loading. J Appl Physiol 86:840–844.
8. Doherty M1, Smith PM, Davison RC, Hughes MG. Caffeine is ergogenic after supplementation of oral creatine monohydrate. Med Sci Sports Exerc. 2002 Nov;34(11):1785-92.
9. Costill, D. L., G. P. Dalsky, and W. J. Fink. Effects of caffeine on metabolism and exercise performance. Med. Sci. Sports 10: 155–158, 1978.
10. Macintosh, B. R., and B. M. Wright. Caffeine ingestion and performance of a 1500 m swim. Can. J. Appl. Physiol. 20: 168–177, 1995.
11. Spriet, L. L., and R. A. Howlett. Caffeine. In: Nutrition in Sport, R. J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Scientific, 2000, pp. 379–392.
12. Egawa T, Hamada T, Kameda N, Karaike K, Ma X, Masuda S, Iwanaka N, Hayashi T.Caffeine acutely activates 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase and increases insulin-independent glucose transport in rat skeletal muscles.Metabolism. 2009 Nov;58(11):1609-17. doi: 10.1016/j.metabol.2009.05.013. Epub 2009 Jul 15.
13. Vanakoski, J., V. Kosunen, E. Meririnne, and T. Seppala. Creatine and caffeine in anaerobic and aerobic exercise: effects on physical performance and pharmacokinetic considerations. Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. 36: 258–263, 1998.
14. Frederico SC Franco, Neuza MB Costa, Susana A Ferreira, Miguel A Carneiro-Junior, and Antônio J Natali. The effects of a high dosage of creatine and caffeine supplementation on the lean body mass composition of rats submitted to vertical jumping training. J Int Soc Sports Nutr. 2011; 8: 3.
15. Pasman WJ, van Baak MA, Jeukendrup AE, de Haan A. The effect of different dosages of caffeine on endurance performance time. Int J Sports Med. 1995
    May;16(4):225-30. PubMed PMID: 7657415.
16. Desbrow B, Biddulph C, Devlin B, Grant GD, Anoopkumar-Dukie S, Leveritt MD. The effects of different doses of caffeine on endurance cycling time trial performance. J Sports Sci. 2012;30(2):115-20. doi: 10.1080/02640414.2011.632431. Epub 2011 Dec 6. PubMed PMID: 22142020.