Kaffee und Sport: Koffein, Dosierung, Timing und Leistung

Wie wirkt Koffein während der Belastung?

Koffein wirkt primär als Antagonist der Adenosinrezeptoren im Zentralnervensystem. Adenosin ist ein Nukleosid, dessen Konzentration während körperlicher Belastung progressiv ansteigt und durch Bindung an ADORA2A-Rezeptoren (der A2A-Subtyp ist für die ergogene Wirkung am relevantesten) sowie ADORA1-Rezeptoren Ermüdung erzeugt. Das Gen ADORA2A kodiert für diesen Rezeptor. Koffein, dessen Molekülstruktur der des Adenosins ähnelt, besetzt diese Bindungsstellen, ohne sie zu aktivieren, und blockiert damit das Ermüdungssignal.

Neben diesem zentralen Mechanismus entfaltet Koffein periphere Wirkungen: erhöhte Mobilisierung freier Fettsäuren durch gesteigerte Lipolyse, Potenzierung der Muskelkontraktion über Kalziumkanäle des sarkoplasmatischen Retikulums sowie Stimulation der Katecholaminausschüttung (Adrenalin und Noradrenalin). Das Zusammenspiel dieser Mechanismen erklärt, warum die Vorteile von Koffein über eine einfache Reduktion der wahrgenommenen Anstrengung hinausgehen.

Das hepatische Enzym CYP1A2 (Cytochrom P450 1A2) ist für den primären Metabolismus von Koffein verantwortlich. Der Polymorphismus rs762551 des CYP1A2-Gens unterscheidet zwei Hauptphänotypen: AA-Homozygote gelten als schnelle Metabolisierer und bauen Koffein rascher ab als Träger des C-Allels (AC- und CC-Genotyp), die langsamen Metabolisierer, bei denen die Plasmahalbwertszeit länger ausfällt. Die Spanne reicht von rund 3 Stunden bei einem schnellen bis zu 7 Stunden oder mehr bei einem langsamen Metabolisierer.

An dieser Stelle lohnt eine Trennung. Dass der Genotyp die Abbaugeschwindigkeit bestimmt, ist Pharmakokinetik und unstrittig. Dass er die Höhe des Leistungsgewinns vorhersagt, ist eine andere und deutlich schwächere Behauptung: Die Studie von Grgic und Kollegen im Journal of the International Society of Sports Nutrition (2020) fand bei Krafttraining, Sprüngen und Sprints keinen konsistenten moderierenden Effekt, und spätere systematische Übersichtsarbeiten berichten widersprüchliche Befunde. Der Genotyp erklärt die Kinetik, ersetzt aber keinen individuellen Test im Training.

Wie viel Koffein pro Kilogramm Körpergewicht ist sinnvoll?

Die ISSN nennt einen Bereich von 3 bis 6 mg Koffein pro Kilogramm Körpergewicht und hält fest, dass sehr hohe Dosen um 9 mg/kg nichts weiter bringen als mehr Nebenwirkungen. Das beste Verhältnis von Nutzen und Risiko liegt zwischen 3 und 4 mg/kg. Die folgende Tabelle setzt diese Bereiche in Milligramm und Specialty-Kaffee-Äquivalente um.

Methodische Anmerkung: Ein einfacher Specialty-Espresso von 25 bis 30 ml enthält typischerweise 60 bis 80 mg Koffein, wobei die Datenbank USDA FoodData Central für einen Shot von 30 ml 63 mg ausweist. Ein Filterkaffee von 300 ml liegt eher bei 120 bis 160 mg, dieselbe Datenbank nennt 95 mg für 240 ml. Diese Werte verschieben sich mit Herkunft, Einwaage, Röstgrad und Extraktionsmethode. Entkoffeinierter Kaffee ist übrigens nicht völlig koffeinfrei: Es bleiben einige Milligramm pro Tasse, viel zu wenig für eine ergogene Wirkung bei üblichen Portionen.

Wann sollte Koffein vor dem Training eingenommen werden?

Der Zeitpunkt wiegt ebenso schwer wie die Dosis. Pharmakokinetische Standarddaten platzieren das Plasma-Tmax bei 30 bis 60 Minuten nach oraler Einnahme. Wer 45 bis 60 Minuten vor Belastungsbeginn trinkt, bringt das Plasmaplateau mit dem Start zur Deckung, und die ISSN hält fest, dass 60 Minuten vor der Belastung das mit Abstand häufigste Protokoll der publizierten Studien ist. Das nutzbare Fenster reicht danach noch einige Stunden, was die meisten Ausdauerwettkämpfe und gewöhnlichen Trainingseinheiten abdeckt.

Die Plasmahalbwertszeit von 3 bis 7 Stunden hat wichtige praktische Konsequenzen für die Regeneration. Am Nachmittag eingenommenes Koffein (z. B. um 17:00 Uhr) kann bis weit in den Abend in signifikanten Plasmakonzentrationen vorhanden sein und die Schlafqualität beeinträchtigen. Für Athleten, deren nächtliche Regeneration die Trainingsanpassungen bestimmt, ist dieser Kompromiss zwischen akutem Leistungsgewinn und Erholungsqualität sorgfältig abzuwägen.

In welchen Sportarten wirkt Koffein am stärksten?

Der Übersichtsartikel von Grgic und Kollegen (British Journal of Sports Medicine, 2020) und das Positionspapier der ISSN zeichnen eine recht klare Rangfolge nach Belastungstyp. Aerobe Ausdauersportarten (Radsport, Langstreckenlauf, Triathlon, Langstreckenschwimmen) verfügen über die stärkste Evidenz: Im Zeitfahren liegt der typische Gewinn bei 2 bis 4 Prozent. Tests bis zur Erschöpfung melden deutlich größere Spannen, gelegentlich zweistellig, doch dieses Laborformat vergrößert die Messung mechanisch und lässt sich nicht unbesehen auf ein reales Rennen übertragen. Die Datenlage aus dem Radsport ist besonders robust, da Zeitfahrleistungen als reproduzierbare Ergebnisgröße in Dutzenden kontrollierter Studien dienen.

Mannschaftssportarten wie Fußball, Rugby und Basketball liefern positive, aber variablere Daten. Die intermittierende Natur dieser Belastungen und die taktisch-technische Komponente verringern den Anteil der reinen physiologischen Fitness, was es schwieriger macht, Leistungseffekte zu isolieren. Sprintleistung, Reaktionszeit und wiederholte Sprintfähigkeit zeigen in gut kontrollierten Studien bescheidene Verbesserungen.

Für Kraft- und Schnellkraftdisziplinen (Gewichtheben, Sprinten, Krafttraining) ist die Evidenz dünner. Neuere Metaanalysen weisen auf einen realen, aber kleinen Effekt auf die Maximalkraft und einen etwas deutlicheren auf die Muskelausdauer hin, also auf die Zahl der Wiederholungen bis zum Muskelversagen, bei erheblicher Streuung zwischen den Studien. Die individuelle Variabilität wiegt hier schwerer als im Ausdauersport, weshalb eine persönliche Messung vorausgehen sollte, bevor Koffein zur Wettkampfroutine wird.

Lässt die Wirkung von Koffein bei täglichem Konsum nach?

Sie trägt sich ab, ohne sofort zu verschwinden. Eine 2019 in PLOS ONE veröffentlichte Studie von Lara und Kollegen verabreichte zwanzig Tage lang täglich 3 mg/kg: Der am ersten Tag gemessene Gewinn von rund 4 % schrumpft im Verlauf des Protokolls und ist im Stufentest nach etwa fünfzehn Tagen nicht mehr statistisch signifikant. Als Mechanismus gilt die Hochregulierung der Adenosinrezeptoren als Reaktion auf die chronische Blockade, wobei das Nervensystem mit mehr verfügbaren Bindungsstellen kompensiert. Zwei oder drei Tassen täglich löschen die Wirkung also nicht über Nacht aus, sie verschieben aber den Ausgangspunkt.

Der sogenannte Washout besteht darin, die Koffeinzufuhr vor einem wichtigen Termin einzustellen oder stark zu senken. Die bei regelmäßigen Konsumenten geprüften Protokolle umfassen kurze Zeiträume von zwei bis vier Tagen und stellen eine Reaktion wieder her, die mit der vor der Pause vergleichbar ist. Dass eine längere Abstinenz mehr bringt, belegt keine Arbeit. Die Debatte ist nicht abgeschlossen, denn mehrere Gruppen beobachten, dass Gewohnheitstrinker auch ohne jede Unterbrechung einen messbaren Gewinn behalten. Die ersten 48 Stunden ohne Koffein gehen häufig mit Kopfschmerzen und flauen Trainingseinheiten einher, was dafür spricht, die Strategie außerhalb der Saison zu erproben statt in der Wettkampfwoche.

Wie lässt sich die Koffeindosis mit Specialty-Kaffee treffen?

Specialty-Kaffee erleichtert die präzise Dosierung, weil Art, Herkunft und Röstprofil dokumentiert sind. Arabica-Varietäten aus der Specialty-Produktion enthalten in der Regel 1,2 bis 1,5 Prozent Koffein bezogen auf das Trockengewicht, gegenüber etwa 2,2 bis 2,7 Prozent bei Robusta. Wer einem Protokoll folgt, profitiert daher von Specialty-Arabica mit besser vorhersehbarem Koffeingehalt pro Gramm und vom Abwiegen der Einwaage statt vom Schätzen. Ein einfacher Espresso auf 8 bis 10 g Mahlgut liefert 60 bis 80 mg, ein doppelter auf 18 g eher 120 bis 150 mg, ein Wert, den Athleten regelmäßig unterschätzen, solange sie in Tassen und nicht in Gramm rechnen.

Die Extraktionsmethode hat wenig Einfluss auf den Gesamtkoffeingehalt im Verhältnis zur verwendeten Kaffeemenge: Koffein ist gut löslich und wird bei allen Methoden effizient extrahiert. Der primäre Unterschied liegt in der Konzentration pro Volumeneinheit. Ein 40 ml-Espresso ist weit konzentrierter als ein 300 ml-Filterkaffee, aber der Filterkaffee kann mehr Gesamtkoffein enthalten, wenn eine größere Kaffeemenge verwendet wird. Für Athleten mit empfindlichem Magen vor dem Sport bietet ein längerer, verdünnterer Filterkaffee dasselbe Gesamtkoffein bei niedrigerer Konzentration, was das Risiko gastrointestinaler Beschwerden reduziert.

Welche Risiken hat eine zu hohe Koffeindosis?

Oberhalb von 6 mg/kg nehmen die Nebenwirkungen zu, ohne dass ein Gegenwert entsteht: Tremor, Tachykardie, Angst, Magen-Darm-Beschwerden, gestörter Schlaf. Sie sind dosisabhängig und bei Trägern des C-Allels von CYP1A2 ausgeprägter, die die Substanz langsamer abbauen. Die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) setzt die Orientierungswerte ohne gesundheitliche Bedenken für gesunde Erwachsene bei 400 mg pro Tag und 200 mg in einer Einzelgabe an: Eine ergogene Dosis von 4 mg/kg erreicht bei einem 80 kg schweren Athleten bereits 320 mg und lässt für den übrigen Tag wenig Spielraum. Kein Protokoll garantiert einen Gewinn, und die Suche danach rechtfertigt kein Überschreiten des ISSN-Bereichs.

Bleibt die Dehydratation, außerhalb der Fachliteratur stark überzeichnet. Die Crossover-Studie von Killer, Blannin und Jeukendrup, 2014 in PLOS ONE erschienen, verglich bei fünfzig männlichen Gewohnheitstrinkern vier Tassen Kaffee mit 4 mg/kg Koffein täglich gegen ein gleiches Volumen Wasser: kein Unterschied beim Gesamtkörperwasser, beim Urinvolumen über 24 Stunden, bei der Osmolalität oder bei hämatologischen Markern. Die diuretische Wirkung von Koffein ist real, aber mild, bei regelmäßigen Trinkern durch Toleranz abgeschwächt und durch die Flüssigkeit des Kaffees selbst ausgeglichen. Ein Kaffee vor der Belastung ist daher kein Grund, eine Hydratationsstrategie zu ändern. Wer Herzbeschwerden oder Bluthochdruck hat, schwanger ist oder Medikamente einnimmt, die den Leberstoffwechsel beeinflussen, sollte vor einer Supplementierung ärztlichen Rat einholen.

Häufig gestellte Fragen

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