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Koffein reduziert die Durchblutung des Herzmuskels bei körperlicher Anstrengung

1. Februar 2006

Caffeine limits blood flow to heart muscle during exercise

1 February 2006

Von / By Felix K. Gmünder

© Felix Gmünder, Schwimmverein Limmat Zürich

In gesunden Freiwilligen bewirkt die in zwei Tassen Kaffee vorhandene Menge Koffein, dass die Durchblutung des Herzmuskels unter Belastung weniger ansteigt als ohne Koffein.. Dieser Effekt war stärker, wenn die Versuchspersonen in simulierter Höhe Sport trieben (Höhen-Simulationskammer). Dies wurde in einer neuen Studie berichtet (Philipp Kaufmann (Universität Zürich) et al.: Journal of the American College of Cardiology 47:405 (2006)).

Vor sportlicher Leistung sollten deshalb auf keinen Fall koffeinhaltige Getränke konsumiert werden.

"Immer wenn wir Sport treiben, muss die Durchblutung des Herzmuskels zunehmen, damit der erhöhte Sauerstoffbedarf gedeckt wird. Wir fanden, dass Koffein diesen Mechanismus negativ beeinflusst. Es bremst die Zunahme der Durchblutung", sagte der Arzt Philipp Kaufmann vom Universitätsspital Zürich.

Der Wissenschaftler und seine Kollegen studierten 18 junge, gesunde Personen, die regelmässig Kaffee trinken. Vor dem Test tranken die Probanden während 36 Stunden keine koffeinhaltigen Getränke. Im ersten Teil der Untersuchung wurde die Durchblutung des Herzmuskels von 10 Probanden mit PET-Scans vor und nach einem Ergometertest gemessen. In einem zweiten Teil der Studie wurde die gleiche Prozedur mit 8 anderen Probanden in einer Höhen-Simulationskammer (4'500 m) durchgeführt. Der Höhentest diente dazu, eine koronare Herzkrankheit zu simulieren (Sauerstoffmangel). Beide Gruppen wiederholten den Test 50 Minuten nachdem sie 200 mg Koffein geschluckt hatten, eine Menge, die etwa zwei Tassen Kaffee, einem Liter Cola oder einem halben Liter Tee entspricht.

Diese Koffeindosis beeinträchtigte die Durchblutung des Herzens im Ruhezustand nicht. Unmittelbar nach der Leistung war die Durchblutung aber deutlich niedriger, nachdem die Probanden Koffeintabletten geschluckt hatten. Der Effekt war in der "Höhentrainingsgruppe" noch deutlicher.

Die Blutzirkulation nimmt als Reaktion auf die Leistung normalerweise zu. Die Resultate zeigen, dass Koffein die Fähigkeit des Herzmuskels, auf die erhöhte Leistung mit einer Zunahme der Durchblutung zu reagieren, reduziert. Das Verhältnis der Durchblutung bei Leistung und der Durchblutung im Ruhezustand, die so genannte myokardiale Durchblutungsreserve, war nach Koffeineinahme bei normalem Luftdruck 22% und in der simulierten Höhe sogar 39% tiefer. Dr. Kaufmann erklärte, dass das Koffein möglicherweise auf Rezeptoren in der Blutgefässwand wirkt, sodass sich diese bei der Leistung nicht wie normal erweitern.

Obwohl Koffein als Stimulans gilt, zeigen diese Resultate, dass die sportliche Leistungsfähigkeit nicht unbedingt verbessert wird.

"Im Bezug auf die Herzdurchblutung ist Koffein kein taugliches Stimulationsmittel. Es stimuliert zwar die Hirntätigkeit, indem es uns wacher und aufmerksamer macht. Das könnte einem subjektiv das Gefühl geben, leistungsfähiger zu sein. Aber ich würde Athleten nicht empfehlen, vor dem Sport Koffein zu trinken. Es handelt sich kaum um ein physisches Stimulans, ja, viel eher beeinflusst es die Leistungsfähigkeit negativ", sagte Dr. Kaufmann. "Es ist nicht so harmlos wie wir dachten, insbesondere wenn man an einer koronaren Krankheit leidet oder wenn man sich in der Höhe aufhält. Vor sportlicher Leistung sollte man auf keinen Fall Koffein trinken".

In healthy volunteers, the equivalent of two cups of coffee reduced the body's ability to boost blood flow to the heart muscle in response to exercise, and the effect was stronger when the participants were in a chamber simulating high altitude, according to a new study (Philipp Kaufmann (University of Zürich) et al.: Journal of the American College of Cardiology 47:405 (2006)).

Do not drink beverages with caffeine before doing physical activities.


"Whenever we do a physical exercise, myocardial blood flow has to increase in order to match the increased need of oxygen. We found that caffeine may adversely affect this mechanism. It partly blunts the needed increase in flow," said Philipp Kaufmann, M.D., from the University Hospital Zurich.

The researchers studied 18 young, healthy people who were regular coffee drinkers. The participants did not drink any coffee for 36 hours prior to the study testing. In one part of the study, PET scans that showed blood flow in the hearts of 10 participants were performed before and immediately after they rode a stationary exercise bicycle. In the second part of the study, the same type of myocardial blood-flow measurements were done in 8 participants who were in a chamber simulating the thin air at about 15,000 feet (4,500 meters) altitude. The high-altitude test was designed to mimic the way coronary artery disease deprives the heart muscle of sufficient oxygen. In both groups, the testing procedure was repeated 50 minutes after each participant swallowed a tablet containing 200 milligrams of caffeine, the equivalent of two cups of coffee, one litre of Coke, or half a litre of tea.

The caffeine dose did not affect blood flow within the heart muscle while the participants were at rest. However, the blood flow measurements taken immediately after exercise were significantly lower after the participants had taken caffeine tablets. The effect was pronounced in the group in the high-altitude chamber.

Blood flow normally increases in response to exercise, and the results indicate that caffeine reduces the body's ability to boost blood flow to the muscle of the heart on demand. The ratio of exercise blood flow to resting blood flow, called the myocardial flow reserve, was 22 percent lower in the group at normal air pressure after ingesting caffeine and 39 percent lower in the group in the high-altitude chamber. Dr. Kaufmann said that caffeine may block certain receptors in the walls of blood vessels, interfering with the normal process when blood vessels dilate in response to the demands of physical activity.

Although caffeine is a stimulant, these results also indicate that coffee may not necessarily boost athletic performance.

"We now have good evidence that, at the level of myocardial blood flow, caffeine is not a useful stimulant. It may be a stimulant at the cerebral level in terms of being more awake and alert, which may subjectively give the feeling of having better physical performance. But I now would not recommend that any athlete drink caffeine before sports. It may not be a physical stimulant, and may even adversely affect physical performance," Dr. Kaufmann said. "It may not be as harmless as we thought before, particularly if you suffer from coronary artery disease or if you are in the mountains. Do not drink coffee before doing physical activities."


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