"Wir wollten untersuchen, wie groß der Einfluss von Koffein auf bestimmte Muskeln ist. Ziel war herauszufinden, ob Koffein unterschiedlich wirkt, je nachdem, wie alt das untersuchte Tier ist. Dazu haben wir die Muskeln von jungen, erwachsenen und alten Mäusen untersucht",
sagt Rob James von der Coventry University. Damit der Biologe die direkte Wirkung von Koffein untersuchen konnte, isolierte er zwei verschiedene Skelettmuskelarten von Mäusen, die nach den strengen Vorgaben der lokalen Ethikkommission getötet worden waren. Zum einem handelte es sich dabei um Muskeln aus dem Zwerchfell, die gleichmäßig beansprucht werden, zum anderen entnahmen die britischen Forscher den Mäusen Muskeln aus den Beinen. Diese können kurze Zeit Höchstleistungen erbringen, etwa bei einem Sprint. Rob James geht davon aus, dass die Ergebnisse aus dem Tiermodell auf den Menschen übertragbar sind.
"Die Frage ist doch: Können wir durch die Vergabe von Koffein - etwa durch das Trinken von Kaffee - die Leistungsfähigkeit von Erwachsenen steigern? Natürlich fallen einem da Athleten als Zielgruppe ein, aber wir hatten auch alte Menschen im Blick, deren Muskelkraft man vielleicht mithilfe von Koffein steigern und so das Sturz- und Verletzungsrisiko senken kann. Daher haben wir uns für das Mausmodell entschieden, weil wir die Effekte so direkt am Muskel untersuchen konnten."
Die isolierten Muskeln kamen in eine 37 Grad Celsius warme Salzlösung, wo sie weiter voll funktionstüchtig blieben. Dort testeten die Forscher deren Leistungsfähigkeit mithilfe elektrischer Impulse, die die Muskeln kontrahieren ließen. Anschließend gaben die Wissenschaftler in die Lösung Koffein und zwar 70 Mikromol pro Liter. Dies sei eine realistische Konzentration, so Rob James.
"Wenn man ein paar Tassen Espresso binnen kurzer Zeit trinkt, kann man diese Konzentration im Blut erreichen. Und dann wirkt das Koffein auch auf die Muskeln."
Nach einer Stunde wusch Rob James das Koffein wieder aus der Lösung. Dieses Experiment machte er bei den Muskeln von jungen Mäusen, die drei Wochen alt waren, bei ausgewachsenen 30 Wochen alten Tieren und bei älteren Nagern, die seit 50 Wochen lebten und bereits Spuren von Altersschwäche aufwiesen. Jede Altersgruppe reagierte anders auf das Koffein.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Koffein die Leistungsfähigkeit der Muskeln bei Erwachsenen und bis zu fünf Prozent erhöht, bei älteren Muskeln ist der Effekt leicht reduziert, dort liegt die Steigerung aber immerhin noch bei drei Prozent. Erstaunlich ist aber, dass es keinen Effekt bei den Muskeln von jungen Mäusen gab. Bei erwachsenen Säugetieren also – zu denen ja auch wir Menschen gehören – erhöht Koffein die Leistung der Muskeln."
Warum die Muskeln junger Mäuse keinen Leistungsschub zeigten, ist noch nicht klar. Möglicherweise sind die Rezeptoren an den Muskeln noch nicht vollständig entwickelt. Feststeht, dass Koffein die Leistung nur bei Erwachsenen erhöht. Zwar seien die beobachteten Steigerungen minimal, aber eine kurzfristige Erhöhung der Muskelkraft um fünf Prozent könnte bei Athleten durchaus über Sieg oder Niederlage bei einem Wettkampf entscheiden, so Rob James. Mögliche Nebenwirkungen wie erhöhter Puls oder Nervosität sind hier jedoch nicht eingerechnet. Von daher bleibt abzuwarten, ob sich die Sprinter bei den Olympischen Spielen in London vor dem Start tatsächlich noch ein paar Tassen extrastarken Kaffee genehmigen.
sagt Rob James von der Coventry University. Damit der Biologe die direkte Wirkung von Koffein untersuchen konnte, isolierte er zwei verschiedene Skelettmuskelarten von Mäusen, die nach den strengen Vorgaben der lokalen Ethikkommission getötet worden waren. Zum einem handelte es sich dabei um Muskeln aus dem Zwerchfell, die gleichmäßig beansprucht werden, zum anderen entnahmen die britischen Forscher den Mäusen Muskeln aus den Beinen. Diese können kurze Zeit Höchstleistungen erbringen, etwa bei einem Sprint. Rob James geht davon aus, dass die Ergebnisse aus dem Tiermodell auf den Menschen übertragbar sind.
"Die Frage ist doch: Können wir durch die Vergabe von Koffein - etwa durch das Trinken von Kaffee - die Leistungsfähigkeit von Erwachsenen steigern? Natürlich fallen einem da Athleten als Zielgruppe ein, aber wir hatten auch alte Menschen im Blick, deren Muskelkraft man vielleicht mithilfe von Koffein steigern und so das Sturz- und Verletzungsrisiko senken kann. Daher haben wir uns für das Mausmodell entschieden, weil wir die Effekte so direkt am Muskel untersuchen konnten."
Die isolierten Muskeln kamen in eine 37 Grad Celsius warme Salzlösung, wo sie weiter voll funktionstüchtig blieben. Dort testeten die Forscher deren Leistungsfähigkeit mithilfe elektrischer Impulse, die die Muskeln kontrahieren ließen. Anschließend gaben die Wissenschaftler in die Lösung Koffein und zwar 70 Mikromol pro Liter. Dies sei eine realistische Konzentration, so Rob James.
"Wenn man ein paar Tassen Espresso binnen kurzer Zeit trinkt, kann man diese Konzentration im Blut erreichen. Und dann wirkt das Koffein auch auf die Muskeln."
Nach einer Stunde wusch Rob James das Koffein wieder aus der Lösung. Dieses Experiment machte er bei den Muskeln von jungen Mäusen, die drei Wochen alt waren, bei ausgewachsenen 30 Wochen alten Tieren und bei älteren Nagern, die seit 50 Wochen lebten und bereits Spuren von Altersschwäche aufwiesen. Jede Altersgruppe reagierte anders auf das Koffein.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Koffein die Leistungsfähigkeit der Muskeln bei Erwachsenen und bis zu fünf Prozent erhöht, bei älteren Muskeln ist der Effekt leicht reduziert, dort liegt die Steigerung aber immerhin noch bei drei Prozent. Erstaunlich ist aber, dass es keinen Effekt bei den Muskeln von jungen Mäusen gab. Bei erwachsenen Säugetieren also – zu denen ja auch wir Menschen gehören – erhöht Koffein die Leistung der Muskeln."
Warum die Muskeln junger Mäuse keinen Leistungsschub zeigten, ist noch nicht klar. Möglicherweise sind die Rezeptoren an den Muskeln noch nicht vollständig entwickelt. Feststeht, dass Koffein die Leistung nur bei Erwachsenen erhöht. Zwar seien die beobachteten Steigerungen minimal, aber eine kurzfristige Erhöhung der Muskelkraft um fünf Prozent könnte bei Athleten durchaus über Sieg oder Niederlage bei einem Wettkampf entscheiden, so Rob James. Mögliche Nebenwirkungen wie erhöhter Puls oder Nervosität sind hier jedoch nicht eingerechnet. Von daher bleibt abzuwarten, ob sich die Sprinter bei den Olympischen Spielen in London vor dem Start tatsächlich noch ein paar Tassen extrastarken Kaffee genehmigen.
