The effect of caffeine chewing gum on neuromuscular and cardiorespiratory responses after severe intensity exercise in trained cyclists

Abstract

Acredita-se que o efeito ergogênico da cafeína atenue a fadiga neuromuscular e interfira positivamente no desempenho de alta-intensidade. Assim, investigamos (por meio de três estudos) o efeito da goma de mascar com cafeína (GUMCAF) nas respostas neuromusculares e cardiorrespiratórias após exercícios de intensidade severa em ciclistas treinados. No primeiro estudo, vinte ciclistas masculinos realizaram dois sprints de 7 s em cicloergômetro com freio eletromagnético em modo isolinear (ISOLIN) e seis sprints em modo isocinético (ISOVEL) com cadências entre 90 e 180 rpm. Uma função linear modelou os sprints dentro de cada modo para extrapolar a cadência máxima (CMAX) e o torque (TMAX), e uma função quadrática foi usada para extrapolar o ápice definido como potência de cadência ideal (OPTCAD) e potência de pico (PMAX). No segundo e terceiro estudo quinze ciclistas masculinos realizaram quatro visitas, cada uma composta por duas sessões de ciclismo de intensidade severa (?1 e ?2) com duração de 6 minutos, separadas por 5 minutos de recuperação. GUMCAF e goma placebo (GUMPLA) foram administrados em um procedimento duplo-cego randomizado, sendo duas visitas para cada condição. No segundo estudo, o desempenho/fadiga muscular foi avaliado de forma isométrica pela força de contração voluntária máxima (IMVC) e dinâmica por sprints de ciclismo, antes e ao final dos exercícios (?2). No terceiro estudo, a fase fundamental e o componente lento da cinética da extração muscular de oxigênio (HHb+Mb) e do consumo sistêmico de oxigênio (V? O2) foram avaliados em decorrência do modelo de exercício prévio. Os resultados do primeiro estudo sugerem que as medidas da relação potência-cadência não foram diferentes entre os modos ISOLIN e ISOVEL. No segundo estudo, a GUMCAF não foi eficaz para atenuar o decréscimo da força muscular desencadeado pelos dois exercícios de ciclismo de intensidade severa, independentemente do método de avaliação (isto é, isométrico vs. dinâmico). Além disso, a variação percentual do Pré GUM para o Pós-Exercício não mostrou diferença para medidas dinâmicas e isométricas, e entre GUMCAF e GUMPLA. No terceiro estudo, acerca da cinética da HHb+Mb, o exercício prévio acelerou a fase rápida (constante de tempo: GUMCAF 16,0 ± 4,0 vs 13,9 ± 2,9 s; GUMPLA 15,7 ± 6,1 vs 13,2 ± 2,5 s) e atenuou a magnitude do componente lento e aumentou a HHb+Mb final (p < 0,001) no segundo exercício. De forma similar, na cinética do V? O2 o exercício prévio também atenuou a magnitude do componente lento e aumentou o V? O2 final (p < 0,017). A cafeína combinada ao exercício prévio (?1 e ?2) não modificou em relação ao placebo qualquer parâmetro da cinética de HHb+Mb ou V? O2. Concluindo, usando a relação potência-cadência, PMAX e OPTCAD puderam ser detectados de forma semelhante entre os dois modos de sprint (ISOLIN e ISOVEL). A GUMCAF não foi efetiva para atenuar o decréscimo da força muscular desencadeado pelos exercícios de ciclismo de intensidade severa, quando medido por ambos os métodos (isométrico vs. dinâmico). Finalmente, ao contrário do exercício prévio em exercícios de intensidade severa, GUMCAF não é uma estratégia eficaz para acelerar a cinética de HHb+Mb ou V? O2.

Abstract: It is believed that the ergogenic effect of caffeine attenuates neuromuscular fatigue and positively interferes with high-intensity performance. Thus, we investigated (through three studies) the effect of caffeine chewing gum (GUMCAF) on neuromuscular and cardiorespiratory responses after severe intensity exercise in trained cyclists. In the first study, twenty male trained cyclists performed 2 sprints of 7 s on an electromagnetically braked cycle ergometer in ISOLIN and six sprints in ISOVEL mode with cadences between 90 and 180 rpm. A linear function modeled the sprints within each mode to extrapolate maximal cadence (CMAX) and torque (TMAX), and a quadratic function was used to extrapolate the apex defined as optimal cadence power (OPTCAD) and peak power output (PMAX). In the second and third study fifteen trained male cyclists performed four visits, each one composed of two severe intensity cycling bouts (?1 and ?2) with duration of 6 min, separated by 5-min of recovery. GUMCAF and placebo gum (GUMPLA) were administered in a randomized double-blind procedure, being two visits for each condition. In the second study muscle fatigue/performance was assessed isometrically by maximal voluntary contraction force (IMVC) and by cycling sprints, before and at the end of ?2 exercises. In the third study one, the fundamental phase and slow component of muscle oxygen extraction (HHb+Mb) and systemic oxygen uptake (V? O2) kinetics were evaluated as a result of priming exercise model. The results suggest that in the first study the measures from the power-cadence relationship were not different between the ISOLIN and ISOVEL modes. In the second study, GUMCAF was not effective in attenuating the decrease in muscle force triggered by the two severe intensity cycling exercises, regardless of the assessment method (i.e., isometric vs. dynamic). In addition, the percentage change from Pre GUM to Post Exercise showed no difference for dynamic and isometric measurements, and between GUMCAF and GUMPLA. In the third study, regarding HHb+Mb, priming exercise accelerated the fast kinetics of time constant (GUMCAF 16.0 ± 4.0 vs 13.9 ± 2.9 s; GUMPLA 15.7 ± 6.1 vs 13.2 ± 2 .5 s), attenuated the magnitude of the slow component and increased the final HHb+Mb (p < 0.001). Likewise, for V? O2 kinetics, priming exercise also attenuated the magnitude of the slow component and increased the final V? O2 (p < 0.017). Caffeine combined with priming exercise (?1 and ?2) did not change any parameter of HHb+Mb or V? O2 kinetics in relation to placebo. In conclusion, using the power-cadence relationship, PMAX and OPTCAD could be detected similarly between the two sprint modes (ISOLIN and ISOVEL). GUMCAF was not effective to attenuating the muscle force decrement triggered by the severe intensity cycling exercises, when measured by both methods (isometric vs. dynamic). Finally, unlike priming exercise in severe intensity exercise, GUMCAF is not an effective strategy to accelerate HHb+Mb or V? O2 kinetics.