카페인로딩이 유산소성 능력에 미치는 영향

김영수,윤성원,이명천,이종각,김복주 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2000 체육과학연구 Vol.11 No.2

본 연구는 일반적으로 시합을 앞둔 선수들이 복용하기를 꺼리는 카페인에 카페인로딩이라는 개념을 도입하여 카페인 투여에 따른 최대하 운동부하 전후 혈중 카테콜라민, cAMP, 유리지방산, 중성지질, 글루코스 등의 대사물질들을 측정·분석하여 카페인이 IOC에서 정한 한도 내에서 부작용을 최소화하면서 유산소성 능력을 향상시킬 수 있는가를 규명하고자 하였다. 대학 장거리 선수 6명을 대상으로 대조군, 투여 1군(카페인로딩후 카페인 6mg/kg 투여), 투여 2군(카페인로딩 없이 카페인 6mg/kg 투여)으로 나눠 65%VO2max의 강도로 90분 동안 운동을 부하하였다. 안정시와 운동 30분, 60분, 90분에 채혈하여 대사물질들을 분석하였으며, 운동 후에는 소변에서 카페인 양을 측정하였다. 각각의 변인들을 분석·검토한 결과 카페인은 유산소성 능력에 영향을 미치는 것으로는 사료되나, 본 연구의 목적인 카페인로딩의 영향에 대해서는 규명하기 어려웠다. 본 연구 결과를 종합해 보면 카페인로딩은 카페인을 습관적으로 섭취하는 사람의 경우에 효과가 나타날 것으로 생각되며, 특히 카페인 내성을 강화하기 위해 습관성 카페인을 섭취하는 사람을 대상으로 운동 전 카페인 섭취를 1주일 정도 금지시킨다면 카페인로딩 효과가 있을 것으로 사료된다. 한편, 개개인에 따라 카페인 함유식품들을 섭취하는데 차이가 있기 때문에 카페인 효과에 대한 카페인로딩 개념을 적용하는데는 좀 더 세밀한 식이조사가 선행되어야 하며, 개개인에 따라 카페인에 대한 대사율이 다르기 때문에 사전에 대사율을 조사하여 카페인 섭취 권장량을 설정할 필요가 있겠다.

카페인이 함유된 음료 섭취가 혈청 철, 총 철결합능에 미치는 영향

임용광 한국중독범죄학회 2017 한국중독범죄학회보 Vol.7 No.1

본 연구의 목적은 카페인 섭취 수준이 인체 내 철분 대사에 미치는 영향을 조사한 것으로 고농도 카페인이 함유된 음료 섭취가 혈청 내에서 철(Fe)과의 결합력(binding capacity)에 어느 정도 영향을 미치는지에 대한 연구에 초점을 두었다. 카페인이 중추신경계에 미치는 영향에 대해서는 많은 선행 연구를 통해 입증되었으며, 이외에도 산소 소모의 증가, 체내의 에너지 손실 및 대사율의 증가, 면역과 소화계에서 비장의 DNA 합성 감소, 위액 분비의 증가, 위 질환 유발, 점막 비대증 등 다양한 형태의 생리적, 임상화학적 변화를 유발하는 것으로 보고되었다. 또한 하루 300mg 이상의 카페인 섭취는 중추신경계를 자극하여 불면증, 고혈압, 두통 등의 부작용을 유발하고 칼슘(Ca)의 흡수를 방해하여 청소년의 성장 및 각종 질환 유발에 영향을 끼칠 수 있어 이번 연구를 통해 구체적으로 카페인이 함유된 음료 섭취 후, 혈청 내 철분 및 총 철결합능을 측정하여 카페인 섭취량에 따라 어떠한 차이가 있는지를 알아보기 위한 연구를 중심으로 진행되었다. 이러한 연구 배경은 현재 우리나라 청소년과 성인여성이 하루 철분 권장량보다 적게 섭취하고 있는 현실을 감안할 때, 고카페인 함유 음료가 철분의 대사를 방해하고 충분한 철분을 섭취하지 못하고 있는 현대인들에게 빈혈이나 혈액 대사질환을 유발할 수 있어 건강을 위해 카페인의 식이 조절은 매우 중요한 요소이기 때문이다. 본 실험의 실험군은 총 5개 그룹으로 나누어 A그룹은 대조군으로 카페인의 섭취와는 상관없이 일상생활을 지속했던 그룹이고, B그룹은 실험기간 동안 카페인의 섭취를 엄격히 제한한 그룹이다. C, D, E 그룹은 일상생활에서 쉽게 섭취할 수 있는 고농도 카페인 함유 커피, 커피 맛 우유를 일정기간 섭취한 그룹으로 나누어 진행하였다. 또한 여성과 남성의 비율을 일정하게 유지하고 대상연령은 20대 초, 중반의 대학생으로 한정하였다. 연구 결과, 카페인 섭취 후 혈청 내 철분 및 총 철결합능에 대한 조사에서 카페인 섭취가 엄격히 제한된 그룹에 비해 카페인을 섭취한 모든 그룹에서 혈청 철(Fe) 결합과 총 철결합능(TIBC)의 현저한 차이를 보였고, 고용량의 카페인 섭취는 혈청 철의 감소와 함께 총 철결합능도 일시적으로 떨어지는 결과가 나타났다. 결국 지속적인 고용량 카페인 음료의 섭취는 인체 내에서 철 대사를 방해하고 철 대사 평형에 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. The purpose of this study was to investigate the effects of caffeine intake levels on iron metabolism in the human body. Recent, changes in dietary habits and increased demand for a variety of caffeinated foods have led to increased circulation of caffeinated beverages in the market, leading to increased consumption. This study focuses on the effect of drinking caffeinated beverages on the binding capacity of iron (Fe) in the serum. The effect of caffeine on the central nervous system has been confirmed by many previous studies. In addition, there are an increase in oxygen consumption, an increase in energy loss, metabolic rate in the body, a decrease in the DNA synthesis of the spleen in the immune system and gastrointestinal tract, mucosal hypertrophy, and various types of physiological and clinical changes. Also, intake of caffeine more than 300mg per day stimulates the central nervous system, causing side effects such as insomnia, hypertension, headache, and interfering with the absorption of calcium (Ca), which may affect the growth and various diseases of adolescents. Furthermore, caffeine intake of students diagnosed with Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is reported to be higher than that of normal students. Excessive caffeine can cause mental disorders as well as the body of growing adolescents. The purpose of this study was to investigate the difference in caffeine intake between caffeine-containing beverages and serum iron and iron-binding capacity. These studies are based on the fact that Korean juveniles and adult women are consuming less than recommended iron per day. Therefore, modern caffeine-containing beverages may cause anemia or blood metabolic diseases. And it is very important to control caffeine diet for health. The experimental group was divided into 5 groups. Group A was the control group, which continued their daily activities regardless of caffeine intake. Group B was the group that strictly restricted caffeine intake during the experiment. C, D, and E groups were divided into a group of high-concentration caffeine-containing coffee and coffee-flavored milk, which were easily ingested in daily life for a certain period of time. In addition, the ratio of female to male was kept constant and the target age was limited in the early 20s. Studies have shown a significant difference in serum iron and total iron binding capacity (TIBC) in all groups consuming caffeine compared to the group with strictly restricted caffeine intake in the serum iron and total iron binding capacity after caffeine ingestion, High-dose caffeine ingestion resulted in a temporary decrease in total iron-binding capacity as well as a decrease in serum iron. In conclusion, continuous consumption of high-dose caffeine beverages may interfere with iron metabolism in the human body and may have a significant effect on iron metabolism equilibrium.

카페인 함유식품에 대한 경북 지역 고등학생의 인식, 지식 및 섭취행동에 관한 연구

이수진,김효정,김미라 한국가정과교육학회 2014 한국가정과교육학회지 Vol.26 No.4

This study examined the levels of recognition, knowledge, and intake behavior of foods containing caffeine and analyzed the factors affecting amount of caffeine intake to get basic materials for development of educational program for proper intake behavior of foods containing caffeine of high school students in Gyeongbuk region. Of 300 questionnaires that were distributed on December 27, 2013 to February 14, 2014, 255 responses were used for analysis. Frequency distributions, Cronbach’s α, t tests, one-way ANOVA, Pearson's correlation analysis, and regression analysis were conducted by SPSS Windows V.21.0. The mean of the level of concern about foods containing caffeine was 2.76/5.00 points; male and second and third grade students showed lower concern level than female and first grade students. The respondents answered that intake of foods containing caffeine had somewhat harmful effect on health, but it did not much help to refresh and increase concentration. The mean for the percentage of correct answers about knowledge of caffeine was 54.3. Small number of the respondents were advised to reduce intake of caffeine from school teachers or parents. The average of caffeine intake amount was 71.67㎎/day; the average for male was 78.98㎎/day, whereas for female 61.23㎎/day. Almost thirteen percentage of the respondents took caffeine over RDA(Recommended Daily Allowance). According to the result of regression analysis for amount of caffeine intake, grade, BMI, concern about health, perception of whether foods containing caffeine help with refreshment and increase of concentration or not, and experiences of having advice from school teachers to decrease caffeine intake were significant. These results imply that it is necessary for high school students to educate how to take caffeine properly. 본 연구는 고등학생들의 카페인에 대한 올바른 인식 및 카페인 함유식품의 섭취 및 선택을 위한 교육 프로그램에 기초자료를 제공하기 위하여 경북 지역의 고등학생을 대상으로 하여 카페인 함유식품에 대한 인식도, 지식수준, 섭취행동을 살펴보고 카페인 섭취량에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 본 연구의 자료는 2013년 12월 27일부터 2014년 2월 14일까지 경북 지역의 고등학생을 대상으로 하여 설문조사를 통해 수집되었다. 총 300부를 배포하여 부실기재한 것을 제외한 총 255부를 최종 분석 자료로 사용하였다. 본 연구의 자료는 SPSS Window V.21.0 프로그램을 이용하여 빈도분석, 신뢰도 분석, t 분석, 일원배치 분산분석, Pearson의 상관분석 및 회귀분석을 실시하였다. 본 연구에서 나타난 결과를 요약하면, 조사대상자의 카페인 함유식품에 대한 평균값은 5점 만점에 2.76점으로 대체로 낮았는데 여학생보다 남학생이, 1학년에 비해 2, 3학년이, 그리고 건강에 대한 관심수준이 상에 비해 하인 경우 카페인이 함유된 식품에 대한 관심이 낮았다. 또한 카페인 함유식품의 섭취가 건강에 대체로 해롭다고 생각하고 있었으며, 카페인 섭취가 본인의 원기 회복이나 집중력 향상에 크게 도움을 주지 않는 것으로 인식하고 있었다. 카페인에 대한 지식정답률은 54.3%로 나타났으며, 소수의 응답자만이 카페인 섭취를 줄이라는 권유를 학교선생님이나 부모로부터 들어본 적이 있는 것으로 나타났다. 조사대상자들의 평균 카페인 섭취량은 71.67㎎/day이었으며, 남학생의 섭취량은 78.98㎎/day, 여학생의 섭취량은 61.23㎎/day이었고, 조사대상자의 12.5%가 최대 일일섭취권고량을 초과하여 카페인을 섭취한 것으로 나타났다. 회귀분석을 통해 조사대상자의 카페인 섭취량에 영향을 미치는 요인을 살펴본 결과 학년, BMI, 건강에 대한 관심도, 카페인 섭취가 본인의 원기 회복, 집중력 향상 등에 도움을 주는 정도에 대한 인식도, 카페인 섭취를 줄이라는 권유를 학교선생님으로부터 들어본 경험이 유의한 요인으로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 해서 볼 때 고등학생들이 카페인에 대한 정확한 지식을 습득할 수 있도록 정보 제공이나 교육이 필요한 것으로 보인다.

카페인섭취와 내성 반응이 체대입시 준비생의 운동수행능력 및 피로도에 미치는 영향

한정규,이순용 한국코칭능력개발원 2020 코칭능력개발지 Vol.22 No.1

카페인(caffeine)은 일상생활에서 식품으로 쉽게 접할 수 있는 물질로 중추 신경계(central nervous system: CNS)를 자극시키는 물질이다. 카페인 섭취를 통한 다양한 반응 중 피로 회복, 각성 수준 증가, 그리고 지구력 향상에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 보고되며, 이를 통한 운동수행능력 향상을 위한 보조제로도 많이 이용된다. 이러한 운동수행능력 증가로 인하여 성인 선수뿐만 아니라, 중·고등학생들 또한 이러한 효과를 위하여 보조제로써 카페인의 섭취가 이루어지고 있다. 그러나 입시로 인한 고등학생들의 카페인섭취는매우 빈번하게 이루어지며, 과도한 섭취로 인하여 내성 현상이 이루어질 가능성이 높다. 적절한 섭취량의 제시와 함께 내성이 생기는것을 방지하는 것이 매우 중요할 것이다. 본 연구의 목적은 카페인 섭취방법에 따른 체대입시준비생들의 운동수행능력과 피로도에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 연구대상자 30명을 대상으로 카페인 통제 집단 15명과 통제하지 않는 집단 15명으로 나누었다. 1차 실험 측정전 두 집단 모두 카페인 통제를 하였으며, 1차 실험 측정 1시간 전 체중 1kg당 6mg의 카페인을 섭취한 후 실험에 참여하였다. 이후 일주일 동안 카페인 통제 그룹(n=15)은 카페인을 통제하였으며, 나머지 그룹(n=15)은 카페인을 통제하지 않았다. 2차 실험 측정전 동일한 절차에 따라 카페인을 섭취한 후 실험에 참여하였다. 주요 결과 중, 운동 수행능력은 무산소성, 유산소성 운동수행능력, 체력을 평가하였으며, 이 중 유산소성 운동수행능력은 20m 셔틀런으로 평가하였으며 유의한 증가 추세를 보였다. 체력평가 항목 중에서악력 및 1분 싯업에서 유의한 증가 추세를 나타냈다. 젖산 농도의 변화를 통해 운동 후 피로도를 평가하였으며 젖산 농도는 두 집단에서 시기별로 유의미한 증가를 보였으나, 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 위와 같은 결과를 통해 카페인이 입시준비생들의 운동수행능력 증가에 일부분 유의한 영향을 주었음을 확인하였다. 체대 입시를 준비하는 중고등학생을 대상으로 하는 카페인 섭취의 통제효과와 기전을 보다 복합적으로 규명하는 후속연구가 필요함을 확인하였다.

카페인과 칼슘이 골모 세포의 활성에 미치는 영향

백혜정,전윤식 대한치과교정학회 2002 대한치과교정학회지 Vol.32 No.2

사회적, 경제적 여건의 향상으로 성인들의 교정치료에 대한 관심이 커지고 있지만 폐경기 여성에 있어서 골다공증의 증가는 교정치료에 제한이 되며, 골다공증과 카페인과의 관련 여부는 최근까지 논란이 되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 생후 1일된 마우스의 골모세포를 in vitro상에서 카페인과 칼슘 및 이 둘을 혼합 처리하여 골모세포의 활성에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 실험에 사용한 골모세포는 마우스의 두 개관에서 얻었으며, 카페인 단독 처리, 칼슘 단독 처리, 카페인과 칼슘의 혼합처리를 시행하였다. 카페인 처리를 한 경우 1일, 2일, 4일째 세포 독성 정도를 570 nm ELISA로 분석을 시행하였고, 카페인, 칼슘 및 혼합 처리시 배양 후 28일째 Von Kossa staining 후 영상분석기에 의해 광화된 골결절의 밀도를 측정하였으며, 염기성 인산분해효소 활성도 변화를 배양 후 2일, 7일, 14일, 21일, 28일째 405 nm spectrophotometer로 측정하였고, IL-1β의 활성도를 48시간 후 492 nm ELISA로 분석을 시행하였다. 얻어진 수치들은 ANOVA test로 통계 분석하였다. 1. 카페인에 대한 세포 독성은 카페인의 농도가 1.0 mM, 2.0 mM로 증가함에따라, 2일, 4일로 배양 기간이 길어짐에 따라 유의하게 증가하였고, 세포수는 감소하였다. 2. 광화된 골결절의 밀도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.2 mM에서, 혼합 처리한 경우 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘에서 가장 크게 나타났다. 3. 염기성 인산분해효소 활성도는 비처리시 칼슘과 같이 14일째 최대값을 보이는 반면, 카페인을 단독 처리한 경우 농도가 증가함에 따라 활성도가 증가하였다. 카페인과 칼슘 혼합 처리시에는 칼슘 농도가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. IL-1β의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리시에는 낮게 나타났다. 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 대한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1β의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다. The purpose of this study was to evaluate the effects of caffeine and calcium on the activities of the osteoblastic cell from mouse calvaria. The author cultured osteoblastic cells obtained from the mouse calvaria and were divided into three groups : the caffeine-treated, the calcium-treated and the combine-treated group. In caffeine-treated group, the cell toxicity was measured by MTT assay at 1, 2 and 4 days after treatment of caffeine. In all groups, the densities of the mineralized bone nodules were measured by imaging analyzer after Von Kossa staining. The alkaline phosphotase (ALP) activities were measured at 2, 7, 14, 21 and 28 days and the interleukin-1β activities at 48 hours after treatment of caffeine and calcium. The measurement were statistically executed with ANOVA test and the results were as follows. 1. The cellular toxicity of the caffeine increased with the concentration of caffeine during the incubation period. 2. The maximum densities of mineralization were observed at 0.2 mM caffeine-treated group. 1.2 mM calcium-treated group, 0.1 mM caffeine and 1.8 mM calcium-treated group. 3. The activities of ALP were peaked at 14 days at calcium-treated group as no-treated. But, the activities of ALP increased with concentrations of caffeine at caffeine-treated group. At combine-treated group, the act of ALP were peaked at 24 days at 1.2 mM, 1.8 mM calcium-treated group, But decreased at 2.5 mM calcium-treated group. 4. The activites of the IL-1β were increased significantly at 0.2 mM caffeine-treated group, 1.8 mM calcium-treated group and 0.1 mM caffeine and 1.8 mM calcium-treated group. But they were decreased at all groups of high concentration.

카페인 과잉섭취 및 중독이 혈청 내 전해질 농도에 미치는 영향

김주용,임용광 한국중독범죄학회 2020 한국중독범죄학회보 Vol.10 No.1

본 연구의 목적은 고용량의 카페인 섭취가 인체 내 전해질 농도에 미치는 영향을 연구한 것으로 고농도의 카페인 함유 음료 섭취가 혈청 내에서 수분조절, 삼투압 유지, 산-염기의 평형 등에 영향을 미치는 Na K, Cl 농도에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구에 초점을 두 었다. 카페인이 중추신경계에 다양한 영향을 미치는 것에 대해서는 많은 선행 연구를 통해 입 증되었고 이외에도 산소 소모량의 증가, 체내의 에너지 손실 및 대사율 증가, 면역과 소화계 에서 비장의 DNA, 합성 감소, 위액 분비 증가, 위 질환 유발, 위 점막 비대 등의 다양한 생리 적 변화를 유발하는 것으로 보고되고 있다. 또한 고용량의 카페인 섭취는 중추신경계 자극에 따른 각성작용으로 불면증, 고혈압, 두통 등의 부작용을 유발하고 다양한 전해질의 흡수 방해 와 유실로 각종 질환 유발에 영향을 끼칠 수 있음을 확인하였다. 이번 연구는 고카페인 음료 섭취 후, 혈청 내 전해질의 농도 차이를 확인하기 위한 연구로 진행되었으며, 실험에는 20세 이상의 남녀 대학생 36명이 참여하여 고농도의 카페인 함유 음 료(커피) 섭취 전후에 나타나는 혈청 내 전해질 농도를 측정하였다. 카페인 섭취 후 혈청 내 전해질 농도 변화에 대한 검사에서 고용량(4mg/kg 이상)의 카페인 섭취 전후에 나타난 Na, K, Cl의 혈청 내 농도변화는 Na(Pre; 142.88±5.45, Post; 140.80 ±0.82), K(Pre; 4.26±0.25, Post; 4.08±0.17), Cl(Pre; 104.83±2.61, Post; 103.13±1.62) 모두에서 유의한 전해질 농도의 감소가 나타났다. 이번 연구를 통해 확인한 고용량의 카페인 섭취 후에 나타난 혈청 내 전해질 농도의 변화는 체내에서 수분 평형, 삼투압 조절, 산-염기 평형 조절에 관여하는 전해질의 농도변화에 영향을 주어 고나트륨혈증, 저나트륨혈증, 고칼 륨혈증, 저칼륨혈증 등의 전해질 불균형 관련 질환을 유발 할 수 있음을 확인하였다. 다만 카 페인이 함유된 음료의 섭취 후 충분한 양의 수분이나 이온음료의 섭취는 일시적으로 불균형 이 초래된 전해질의 농도를 유지하는데 도움이 되므로 일상에서 섭취되는 카페인의 양만으로 전해질 불균형을 초래한다고 단정할 수는 없다. 그러나 고온 환경이나 충분한 수분의 섭취 없 이 체액의 손실이 있는 경우에는 전해질 불균형을 야기할 수 있는 카페인 함유 음료의 대한 섭취는 제한적으로 이루어져야 할 것이다. The purpose of this study was to investigate the effect of caffeine intake levels on electrolyte concentrations in the serum. Recent, changes in dietary habits and increased demand for a variety of caffeinated beverage have led to increased circulation in the market, leading to increased consumption. This study focuses on the effect of drinking caffeinated beverages on Na(sodium), K(potassium), Cl(chloride) in the serum. The effect of caffeine on the central nervous system has been confirmed by many previous studies. In addition, there are an increase in oxygen consumption, an increase in energy loss, metabolic rate in the body, a der=crease in the DNA synthesis of the spleen in the immune system and gastrointestinal track, mucosal hypertrophy, and various types of physiological and clinical changes. This study was conducted to investigate the difference in serum electrolyte concentrations after ingesting high-caffeine beverages and 36 college students over 20 years of age participated in the experiment. Serum concentrations of Na, K, and Cl before and after high-dose(>4 mg/kg) caffeine intake were measured by Na (Pre; 142.88 ± 5.45, Post; 140.80 ± 0.82), K (Pre; 4.26 ± 0.25, Post; 4.08 ± 0.17), Cl (Pre; 104.83 ± 2.61, Post; 103.13 ± 1.62) showed significant decreases in electrolyte concentration. Changes in serum electrolyte concentrations after high doses of caffeine affect water balance, osmotic pressure control, and acid-base equilibrium in the body. It was confirmed that it may cause diseases related to electrolyte imbalance such as hypernatremia, hyponatremia, hyperkalemia, and hypokalemia. However, ingesting a sufficient amount of water or ionic beverages after ingesting caffeine-containing beverages can help to maintain the concentration of electrolytes that have caused imbalances temporarily. Loss of body fluids without a high temperature environment or sufficient water intake can cause electrolyte imbalance. Therefore, intake of caffeine-containing beverages should be limited.

흰쥐의 수면 및 뇌파에 대한 카페인의 효과

권도훈(Do Hoon Kwon),원승희(Seung-Hee Won),김기민(Ki Min Kim),장수민(Su Min Chang),김상헌(Sang Heon Kim),이만기(Maan Gee Lee) 대한생물치료정신의학회 2006 생물치료정신의학 Vol.12 No.2

카페인은 기저전뇌의 아데노신의 아데노신 수용체의 작용을 차단함으로써 각성을 유발하고 피질에서 서파 활동의 감소를 야기한다. 또한 카페인은 용량-의존적인 각성상태의 증가를 초래한다. 따라서 카페인의 각성 효과는 아데노신의 뇌 조직 내 농도가 증가하여 수면 압력이 상승되어 있고 각성 중추의 활동이 감소된 상태의 각성인 반면, 정상 각성 상태는 아데노신의 농도가 낮아 수면 압력이 없이 각성 중추의 활동이 증가된 상태의 각성으로 생각된다. 이 연구는 이러한 각성의 서로 다른 상태가 피질 영역별 활동의 차이로 나타날 수 있는지 보기 위하여 뇌파의 스펙트럼 분석 방법을 이용하여 활동의 정량화를 시도하였다. 더 나아가 수면박탈로 수면 압력이 증가된 상태에서의 각성과 비교하여 카페인과 아데노신의 상호작용을 고찰하였다. Sprague-Dawley 수컷 쥐 8마리를 마취하에 뇌파 및 근전도 전극을 전두엽, 두정엽, 그리고 목근육에 각각 설치하고, 수술에서 회복된 후 뇌파/근전도 기록을 시작하였다. 기록은 10:30부터 시작하여 17:30까지 수행되었으며 13:30경에 카페인 7.5, 15, 또는 30㎎/㎏을 복강내 주사한 후, 각각의 수면-각성 단계와 그 기간 및 변화 방향을 계산하였다. 수면에 대한 카페인의 주된 효과는 활동각성의 증가와 수면의 감소로 나타났으며, 이 효과는 카페인 용량에 의존적이었다. 활동각성 기간의 증가는 그 단계의 유지기간의 증가로 야기되었고 서파수면의 감소는 서파수면 상태로 변화되는 빈도의 감소에 주로 야기되었다. 활동각성 단계에서 정적각성, 서파수면 단계로 변화가 감소되었고 그 반대로 변화는 증가되었다. 한편 수면박탈은 서파수면의 반동 증가를 초래하지 못했고 활동각성의 유의한 감소를 초래하지 못했다. 그러나 역설수면 기간의 유의한 감소를 초래하였다. 뇌파 스펙트럼 프로파일에서 수면박탈이 델타의 상대적 증가를 초래한 것을 제외하고는 수면박탈과 카페인 투여 모두 알파의 상대적 감소 및 감마의 증가를 초래하였다. 실제 진폭은 전두피질에서 25㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가, 두정피질에서 35㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가를 야기하였다. 주파수 대역별로 델타, 쎄타, 알파의 감소가 있었고 감마의 증가가 있었다. 감마의 증가는 전두피질에서 더 현저하게 나타났다. 결론적으로, 카페인에 의한 각성의 촉진은 수면-각성 상태의 천이를 한 방향으로 가속화함으로써 발생되며 그 방향은 수면박탈에 의한 방향과 반대이다. 따라서 수면박탈에서는 아데노신이 축적되어 수면 압력을 증가시키고, 수면 압력의 증가는 아데노신 수용체 길항제에 의해 차단될 수 있다. 델타 대역의 감소는 본 연구에서 사용한 최소 용량 투여 후 포화되어 최대 효능을 보인다. 이것은 뇌파의 주파수별 파워의 측정이 수면기간이나 각성기간과 같은 행동적 지표보다 더 민감한 방법임을 시사한다. 앞으로 사람에서 사용되는 정도의 카페인 투여에 의한 동물에서 효과를 검증해 보는 것이 생리학적 효과에 대한 이해를 도울 수 있을 것이다. Caffeine induces arousal and reduces slow-wave activity of the cortex by blocking adenosine action on the adenosine receptor. Caffeine induces dose-dependent arousal. Therefore, caffeine-induced arousal may be a different state from an arousal in waking subjects. So we compared EEG spectra between of a state produced by intraperiotoneal caffeine injection and of a state produced by 3-hour sleep deprivation. A total of 8 Sprague-Dawley male rats underwent EEG/EMG recording session from 10:30 to 17:30. They received intraperitoneal caffeine injection(7.5, 15, and 30mg/kg) at 13:30 and some cases received sleep deprivation from 10:30 to 13:30. Caffeine dose-dependently reduced the duration of slow-wave sleep and increased the duration of waking state. The increase of waking state resulted from the increase of maintanence of the state while the reduction of sleep state resulted from the decrease of transition from waking to sleep. Sleep deprivation did not show rebound increase of sleep but it decreased the period of paradoxical sleep. In spectral profile, sleep deprivation increased relative proportion of delta activity and both caffeine and sleep deprivation decreased relative proportion of power in alpha band and increased in gamma band. Caffeine decreased the absolute power of delta and alpha bands and increased absolute power of gamma band which was more prominent in the frontal cortex. In conclusion, caffeine promoted waking state by acceleration of transition to waking state from other states which was reverse in sleep deprivation. Therefore, adenosine may accumulate during sleep deprivation and mediate sleep pressure and caffeine may block its action on the adenosine receptor. The comparison of the spectral profiles indicates that caffeine-induced waking state may differ from normal awake state and from awake state after sleep deprivation.

카페인 섭취 수준이 골프선수의 체력에 미치는 효과

정채원,최윤동 한국골프학회 2018 골프연구 Vol.12 No.3

[목적] 본 연구에서는 카페인 섭취 수준이 골프선수의 체력에 미치는 효과를 분석하여 골프선수의 체력향상을 위 한 카페인의 활용 가능성을 제시하고자 하였다. [방법] 연구 대상자는 대한골프협회에 등록된 고등학교 및 대학교 남녀 골프선수 37명을 선정하여 저농도 카페인 섭취 집단(n =12), 적정농도 카페인 섭취 집단(n =13), 그리고 위약 섭취 집단(n=12)에 무선배정 하였다. 골프선수의 체력은 유연성, 근력, 근파워, 근지구력, 평형성 요인을 선정하여 측정하였다. [결과] 연구결과 골프선수의 근력, 근지구력, 근파워 체력 요인이 측정 시기(전/후)와 섭취집단 간의 상호작용효과에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p <.001). 즉 카페인 섭취 전후에 집단별 근력, 근지구력, 근 파워의 통계적인 차이가 존재함을 확인하였다. 특히 적정농도 카페인 섭취가 이들 체력 요인들의 향상에 유의미 한 효과가 있었음을 확인하였다. [결론] 카페인은 골프선수의 체력 향상에 효과적인 에르고제닉 에이드가 될 수 있으며, 특히 적정 농도의 카페인 섭취는 골프선수의 근 수축력 향상을 위한 에르고제닉 에이드로서 활용가능하 다고 판단된다. [Purpose] This study is examined effects of the amount of caffeine ingestion on golfers’physical fitness to determine whether caffeine is effective to improve golfers' physical fitness. [Method] 37 competitive golf players(high-school and college students who registered at the Korea Golf Association) were assigned randomly to the 3 groups-low caffeine(n =12), moderate caffeine(n =13), and placebo(n=12). [Result] The study showed a statistically significant difference in the muscle strength, muscle endurance, and muscle power of physical fitness (p.<001) from the interaction between the time (pre-post) and the groups (low-moderate- placebo). In other words, it was confirmed that the caffeine ingestion effects to improve golfers' muscle strength, muscle endurance, and muscle power. Especially moderate caffeine ingestion showed improvement of these physical factors significantly. [Conclusion] Caffeine can be an effective ergogenic aid for improving the physical fitness of golfers, and caffeine intake at an moderate concentration can be used as an ergogenic aid to improve muscle contractions in golfers.

카페인이 신경전도속도에 미치는 영향

강윤정 중소기업융합학회 2020 융합정보논문지 Vol.10 No.3

본 연구는 신경계를 자극하는 카페인이 신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 카페인의 종류는 커피를 사용하였다. 커피는 가장 쉽게 접할 수 있고, 많은 현대인들이 좋아하는 기호 식품으로 자리잡고 있다. 커피안에 있는 특수한 성분인 카페인은 카페인은 알칼로이드계 메틸화 화합물의 하나로서 이뇨 촉진, 혈관 확장, 중추신경흥분, 골격근 강화, 기관지 확장 등의 작용이 있다. 카페인 섭취가 신경속도를 향상시켜 반응시간 의 감소를 실험한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 신경계를 자극하는 카페인이 신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 대조군 및 실험군 개별 집단 내에서의 사전, 사후 신경전도속도 (nerve conduction velocity. NCV) 수치를 비교한 결과, 대조군의 경우 두 곳의 측정 구간 모두 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았으나, 실험군은 팔꿈치 위 액와 구간에서의 신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)가 카 페인 섭취 후 유의미하게 증가한 것으로 나타났다. 카페인을 섭취함으로 인해 신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)가 증가하였고, 이것은 일시적으로 신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)를 증가시킴으로써 운동능력 향상, 근력향상, 신경기능향상 등에 대해 도움이 될 것이라고 판단하였다. 본 연구를 통하여 적정량의 카페인섭취는 신경 전도속도신경전도속도(nerve conduction velocity. NCV)향상에 대해 도움을 줌으로써 카페인이 말초신경계에 영향력 이 있다는 것을 알게 되었다. 이러한 결과를 통해 근기능장애, 신경기능장애 환자의 치료와 진단법 개발에 도움을 줄 것이 라 기대하는 바이다. This study examined the effect of the nervous-system-stimulating caffeine on the nerve conduction velocity. The purpose of this study is to investigate the effect of caffeine that stimulates the nervous system on nerve conduction test. Although both measurement intervals did not show statistically significant differences when comparing the pre- and post-NCV values within the control and individual experimental groups, it was found that the nerve conductivity in the Axilla-Above Elbow section increased significantly after caffeine intake for the experimental group. Caffeine intake, which has increased the nerve conduction velocity (NCV), was determined to play roles in improving motor skills, muscle strength and nerve performance by temporarily increasing the nerve conduction velocity. Through this study, we learned that caffeine has an influence on the peripheral nervous system as it helps to improve the nerve conduction velocity. upon an appropriate amount of caffeine intake. We hope that these results will help develop treatment and diagnostic methods for patients with nerve dysfunction and myofunctional disorders.

알코올에 의해 유발된 진정 및 수행 장애에 대한 카페인의 반전 효과

유남재,김정란,조정혜,왕성근 대한생물치료정신의학회 2004 생물치료정신의학 Vol.10 No.1

연구목적 : 저자들은 알코올의 진정 작용과 수행 붕괴 효과에 대한 카페인의 영향을 확인하기 위해 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 건강한 19세에서 25세 사이의 대학생 지원자 14명을 대상으로 Epsworth Slippiness Scale(ESS), Stand-ford Sleepiness Scale(SSS), Visual Analogue Sclae(VAS), Vienna test, Multiple Sleep Latency Test(MSLT) and Breath Ethanol Concentration(BrEC)을 측정하였다. 결 과 : 알코올(1.0g/㎏)은 투여 후 5시간까지 입면잠복기를 단축시키며, 카페인(300mg)은 이러한 단축을 현저히 개선시키는 반전 효과가 있었다. 알코올(1.0g/㎏)은 투여 후 3~5시간 동안 주간 졸음과 피로감을 유발하며, 카페인(150~300mg)은 졸음과 피로감을 개선시키는 효과가 있었다. 경계력은 알코올(0.5~1.0g/㎏) 투여 1시간 후 유의하게 저하되었고 카페인(150~300mg) 투여 3시간 후부터 개선되었으며, 집중력은 알코올(1.0g/㎏) 투여 후 변화가 없었으나 카페인 투여 3시간 후부터 유의하게 향상되었고, 단기 기억은 알코올과 카페인 투여에 유의한 변화가 나타나지 않았다. 기준일, 알코올 투여일, 알코올 및 카페인 투여일에서 각 변량(SSS, MSLT, 졸음, 피로감, 기분, 집중력, 경계력, 단기 기억력)간에는 일관성 있는 유의한 관계가 나타나지 않았다. 정상인에서 알코올은 입면잠복기를 단축시키고 주간 졸음과 피로감을 유발하며, 카페인은 알코올에 의해 유발된 입면잠복기의 단축을 연장시키고 주간 졸음과 피로감 및 경계력과 주의 집중력을 개선시키는 효과가 있었다. 결 론 : 카페인은 알코올의 진정 및 수행 붕괴 효과를 반전시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. Objectives : The authors performed this study to identify the effects of caffeine on the alcohoi's sedative and performance disruptive effects. Methods : Epsworth Sleeppiness Scale(ESS), Stanford Sleepiness Scale(SSS), Visual Analogue Scale WAS), Vienna test, Multiple Sleep Latency Test(MSLT) and Breath Ethanol Concentration(BrEc) were checked for the 74 young and healthy college student volunteers aging from 19 to 25 years. Results : Alcohol(1.0g/kg) freduced sleep latency until 5 hours after administration and caffeine(300mg) reversed this effect significantly. Alcohol(1.0g/kg) induced daytime sieepiness and fatigue 3-5 hours after administration and caffeine(l50-300mg) improved sleepiness and fatigue. Vigilance was decreased significantly 1 hour after alcohol administration(0.5-1.0g/kg) and improved 3 hours after caffeine administration(l50-300mg) and attention was not changed after alcohol administration(1.0g/kg) but improved significantly 3 hours after caffeine administration and short-term memory was not changed significantly after alcohol and caffeine administration. On the baseline, the day of alcohol administration only, and alcohol and caffeine administration day, between each vanable(SSS, MSLT, sleepiness, fatigue, mood, vigilance. concentration, and short-term memory) did not show significant consistent correlation. Conclusion : Alcohol decreases sleep latency and induces daytime sleepiness and fatigue, and caffeine prolonges sleep latency and improves daytime sleepiness, fatigue, vigilance and attention in normal subjects. These results showed caffeine reverses alcohol's sedative and performance-disruptive effects.