سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

هاشم زاده, محمد حسین, رحمانی نیا, فرهاد, سعیدی, پیام. (1403). آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل‌یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار. , 17(3), 16-35. doi: 10.48308/joeppa.2024.235866.1259
محمد حسین هاشم زاده; فرهاد رحمانی نیا; پیام سعیدی. "آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل‌یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار". , 17, 3, 1403, 16-35. doi: 10.48308/joeppa.2024.235866.1259
هاشم زاده, محمد حسین, رحمانی نیا, فرهاد, سعیدی, پیام. (1403). 'آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل‌یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار', , 17(3), pp. 16-35. doi: 10.48308/joeppa.2024.235866.1259
هاشم زاده, محمد حسین, رحمانی نیا, فرهاد, سعیدی, پیام. آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل‌یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار. , 1403; 17(3): 16-35. doi: 10.48308/joeppa.2024.235866.1259

آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل‌یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار

نشریه فیزیولوژی ورزش و فعالیت بدنی
مقاله 2، دوره 17، شماره 3 - شماره پیاپی 39، 1403، صفحه 16-35    اصل مقاله (682.55 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/joeppa.2024.235866.1259
نویسندگان
محمد حسین هاشم زاده؛ فرهاد رحمانی نیا* ؛ پیام سعیدی
گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
چکیده
زمینه و هدف: خواب مناسب عاملی اساسی در بهبود عملکرد ورزشی است. بر اساس نتایج پژوهش‌ها خواب نامناسب می‌تواند به کاهش توان بی‌هوازی و افزایش خطر بیماری‌ها منجر شود. همچنین مصرف کافئین به‌عنوان یکی از مکمل‌های محبوب ورزشی، می‌تواند به‌طور مستقیم یا از طریق تأثیر روی خواب و استراحت به دستگاه ایمنی اثر بگذارد و همچنین سبب تأثیرات مثبت در عملکرد شود. در پژوهش حاضر آثار خواب عادی و منقطع به‌همراه مکمل­یاری حاد کافئین بر برخی شاخص‌های دستگاه ایمنی و توان بی‌هوازی مردان ورزشکار بررسی شد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش از نوع نیمه‌تجربی و با روش طرح تصادفی اجرا شد. 14 مرد ورزشکار (سن 32/1±92/22سال، قد 38/4±4/176سانتی‌متر و وزن 65/9±42/71 کیلوگرم) در این پژوهش شرکت کردند. افراد به‌صورت تصادفی و مساوی به دو گروه و دو نوبت1. خواب عادی، کافئین/دارونما (NSP/NSC) و 2. خواب منقطع، کافئین/دارونما  (ISP/ISC)جایگزینشدند. گروه مکمل (شش میلی‌گرم کافئین در هر کیلوگرم وزن بدن) و گروه دارونما (آرد نخود) مصرف کردند. به‌منظور ارزیابی توان بی‌هوازی چرخ کارسنج مونارک 20 ثانیه‌ای و در پی آن 20 ثانیه استراحت اعمال شد که بلافاصله با 12 وهلة چهارثانیه‌ای چرخ کارسنج با استراحت‌های 10 ثانیه‌ای بود. خون‌گیری در چهار زمان: هشت بامداد (پایه)، 60 دقیقه پس از مکمل­یاری، پنج دقیقه پس از آزمون و 360 دقیقه پس از آزمون، انجام گرفت.
نتایج: در زمان پنج دقیقه پس از آزمون مقادیر نسبت پلاکت به لنفوسیت (PLR)، نسبت نوتروفیل به لنفوسیت (NLR) و التهاب سیستمیک ایمنی (SII) در شرایط خواب عادی و کافئین کاهش معناداری نسبت به شرایط خواب منقطع و دارونما داشت. مقادیر WBC در زمان 360 دقیقه پس از آزمون در شرایط خواب عادی و دارونما نسبت به سایر شرایط افزایش معنادار داشت. همچنین 360 دقیقه پس از آزمون مقادیر  NLRو SII در شرایط خواب منقطع و کافئین نسبت به شرایط خواب عادی و کافئین افزایش معناداری نشان داد. مکمل­یاری کافئین سبب افزایش معنادار در مقادیر  NLR و SII در شرایط خواب منقطع و کافئین نسبت به شرایط خواب عادی و دارونما شد. همچنین مصرف کافئین سبب افزایش معنادار اوج توان در گروه خواب عادی نسبت به سایر شرایط شد (05/0>P).
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد محرومیت از خواب تأثیر منفی بر شاخص‌های دستگاه ایمنی دارد و مصرف مکمل کافئین پس از محرومیت از خواب موجب بهبود برخی از شاخص‌های ایمنی می‌شود و اگرچه تأثیرات ارگوژنیک کافئین در حالت خواب عادی تأیید شد، با توجه به عدم تأیید افزایش عملکرد بی‌هوازی در حالت بی‌خوابی همراه با مکمل­یاری کافئین، با این همه دربارة اثر مقدار مصرفی مکمل­یاری کافئین و تأیید اثرگذاری احتمالی آن در مقدار مصرفی دیگر بر عملکرد بی‌هوازی همچنان به پژوهش‌های بیشتری نیاز است. بنابراین با توجه به بهبود شاخص‌های عملکرد ایمنی در شرایط بی‌خوابی با استفاده از مکمل کافئین، حتی در صورت عدم تقویت عملکرد بی‌هوازی، و اینکه بی‌خوابی شبکة پیام‌رسانی التهاب در بدن را قویاً فعال می‌کند، می‌توان استفاده از این مکمل را برای ورزشکاران در شرایط بی‌خوابی و پیش از فعالیت‌های شدید، توصیه کرد.
 
کلیدواژه‌ها
محرومیت از خواب؛ کافئین؛ سیستم ایمنی؛ چرخ کارسنج مونارک
عنوان مقاله [English]
The effects of normal and interrupted sleep combined with acute caffeine supplementation on some immune system indices and anaerobic power in male athletes
نویسندگان [English]
Mohammad hossein Hashemzadeh؛ Farhad Rahmaninia؛ Payam Saidie
Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]
Background and Purpose: Adequate sleep is recognized as a fundamental factor in enhancing athletic performance. Studies have shown that poor sleep can lead to decreased anaerobic power and increased risk of diseases. Additionally, caffeine consumption, as one of the popular sports supplements, can directly or indirectly affect the immune system through its impact on sleep and rest, and also result in positive effects on performance. In the current study, the effects of normal and interrupted sleep combined with acute caffeine supplementation on some immune system indices and anaerobic power in male athletes were examined.
Materials and Methods: This semi-experimental study was conducted using a randomized design. Fourteen male athletes (mean±SD; age, 22.92±1.32 years; height, 176.4±4.38 cm; weight, 71.42±9.65 kg) participated in this study. Participants were randomly and equally assigned to 2 groups and 2 sessions: 1) normal sleep, caffeine/placebo (NSP/NSC) and 2) Interrupted sleep, caffeine/placebo (ISP/ISC). The supplement group consumed 6 mg of caffeine per kilogram of body weight, while the placebo group consumed chickpea flour. To assess anaerobic power, a Monark cycle ergometer test was applied with 20 seconds of cycling followed by 20 seconds of rest, immediately followed by 12 sets of 4-second cycling with 10-second rests. Blood samples were taken at four time points: 8 AM (baseline), 60 minutes after supplementation, 5 minutes post-test, and 360 minutes post-test.
Results: Five minutes after the test, platelet to lymphocyte ratio (PLR), neutrophil to lymphocyte ratio (NLR), and systemic immune-inflammation (SII) values showed a significant decrease in normal sleep and caffeine conditions compared to interrupted sleep and placebo conditions. Whith blood cells (WBC) values in normal sleep and placebo conditions demonstrated a significant (p<0.05) increase compared to other conditions at 360 minutes post-test. Additionally, at 360 minutes post-test, NLR and SII values in interrupted sleep and caffeine conditions showed a significant increase compared to normal sleep and caffeine conditions (p<0.05). Caffeine supplementation significantly increased NLR and SII values in interrupted sleep and caffeine conditions compared to normal sleep and placebo conditions (p<0.05). Caffeine consumption led to a significant increase in peak power in the normal sleep group compared to other conditions (p<0.05).
Conclusion: The results indicated that sleep deprivation negatively impacts immune system indicators, and caffeine supplementation after sleep deprivation improves some immune markers. Although the ergogenic effects of caffeine were confirmed under normal sleep conditions, the lack of enhancement in anaerobic performance with caffeine supplementation during sleep deprivation suggests a need for further research on the effects of different dosages of caffeine supplementation on anaerobic performance. Therefore, considering the improvement in immune function markers under sleep deprivation with caffeine supplementation, even without enhancing anaerobic performance, and the fact that sleep deprivation strongly activates the body's inflammatory signaling network, the use of this supplement can be recommended for athletes in conditions of sleep deprivation and before intense activities.
 
کلیدواژه‌ها [English]
Sleep Deprivation, caffeine, Immune System, Monark Cycle Ergometer
مراجع
  1. Redwine L, Hauger RL, Gillin JC, Irwin M. Effects of sleep and sleep deprivation on interleukin-6, growth hormone, cortisol, and melatonin levels in humans. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2000;85(10):3597-603. doi:10.1210/jcem.85.10.6871
  2. Chandola T, Ferrie JE, Perski A, Akbaraly T, Marmot MG. The effect of short sleep duration on coronary heart disease risk is greatest among those with sleep disturbance: a prospective study from the Whitehall II cohort. Sleep. 2010;33(6):739-44doi:10.1093/sleep/33.6.739.
  3. Kaliyaperumal D, Elango Y, Alagesan M, Santhanakrishanan I. Effects of sleep deprivation on the cognitive performance of nurses working in shift. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR. 2017;11(8):CC01. doi:10.7860/JCDR/2017/26029.10324
  4. Jennings J, Monk T, Van der Molen M. Sleep deprivation influences some but not all processes of supervisory attention. Psychological Science. 2003;14(5):473-86. doi:10.1111/1467-9280.02456
  5. Ohayon M, Wickwire EM, Hirshkowitz M, Albert SM, Avidan A, Daly FJ, et al. National Sleep Foundation's sleep quality recommendations: first report. Sleep health. 2017;3(1):6-19. doi:10.1016/j.bbi.2014.10.004
  6. Lasselin J, Rehman J-u, Åkerstedt T, Lekander M, Axelsson J. Effect of long-term sleep restriction and subsequent recovery sleep on the diurnal rhythms of white blood cell subpopulations. Brain, behavior, and immunity. 2015;47:93-9. doi:10.1096/fasebj.10.5.8621064
  7. Irwin M, McClintick J, Costlow C, Fortner M, White J, Gillin JC. Partial night sleep deprivation reduces natural killer and celhdar immune responses in humans. The FASEB journal. 1996;10(5):643-53. doi:10.1016/j.bbi.2011.04.004
  8. Fondell E, Axelsson J, Franck K, Ploner A, Lekander M, Bälter K, Gaines H. Short natural sleep is associated with higher T cell and lower NK cell activities. Brain, behavior, and immunity. 2011;25(7):1367-75. doi:10.1016/j.bbi.2011.04.004
  9. Simpson N, Gibbs E, Matheson G. Optimizing sleep to maximize performance: implications and recommendations for elite athletes. Scandinavian journal of medicine & science in sports. 2017;27(3):266-74. doi:10.1111/sms.12703
  10. Sajad A, Abdolali B, Rasoul G, Roodabeh Shakiba T. Effects of sleep deprivation and anaerobic exercises on the serum levels of cortisol and IgA in male athletes. 2015. doi:10.22102/20.5.74 [In Persian]
  11. Weinberg BA, Bealer BK. The world of caffeine: the science and culture of the world's most popular drug: Routledge; 2004. doi:10.4324/9780203011799.
  12. Ranjbar R, Kordi MR, Gaeini AA. The Effect of Caffeine Ingestion on Anaerobic Power; Fatigue Index and Blood lactateLlevels in Boys Athlete Students. Journal of Sport Biosciences. 2009;1(1):123-36.
  13. Pickering C, Kiely J. Are the current guidelines on caffeine use in sport optimal for everyone? Inter-individual variation in caffeine ergogenicity, and a move towards personalised sports nutrition. Sports Medicine. 2018;48:7-16. .doi: 10.1007/s40279-017-0776-1

 

  1. Walzik D, Joisten N, Zacher J, Zimmer P. Transferring clinically established immune inflammation markers into exercise physiology: focus on neutrophil-to-lymphocyte ratio, platelet-to-lymphocyte ratio and systemic immune-inflammation index. European Journal of Applied Physiology. 2021;121(7):1803-14. doi:10.1007/s00421-021-04668-7
  2. Ethelbert RA, Setianingrum EL, Lada CO, Folamauk CLH. Relationship between Sleep Quality and Low Inflammation in Medical Students of Universitas Nusa Cendana. 2023. DOI: 10.36349/easms.2023.v06i03.001
  3. Akkaoui MA, Palagini L, Geoffroy PA. Sleep Immune Cross Talk and Insomnia. Neuroinflammation, Gut-Brain Axis and Immunity in Neuropsychiatric Disorders: Springer; 2023. p. 263-73.
  4. Baranwal N, Phoebe KY, Siegel NS. Sleep physiology, pathophysiology, and sleep hygiene. Progress in Cardiovascular Diseases. 2023. doi:10.1016/j.pcad.2023.02.005
  5. Boyett JC, Giersch GE, Womack CJ, Saunders MJ, Hughey CA, Daley HM, Luden ND. Time of day and training status both impact the efficacy of caffeine for short duration cycling performance. Nutrients. 2016;8(10):639. doi:10.3390/nu8100639
  6. Geng Z, Guan S, Wang S, Yu Z, Liu T, Du S, Zhu C. Intercellular mitochondrial transfer in the brain, a new perspective for targeted treatment of central nervous system diseases. CNS Neuroscience & Therapeutics. 2023. doi:10.1111/cns.14344
  7. Grgic J, Sabol F, Venier S, Mikulic I, Bratkovic N, Schoenfeld BJ, et al. What dose of caffeine to use: acute effects of 3 doses of caffeine on muscle endurance and strength. International journal of sports physiology and performance. 2019;15(4):470-7. doi:10.1123/ijspp.2019-0433
  8. Shirvani H, Arabzadeh E, Akbari J. The short-term effect of caffeine supplementation on immune-endocrine responses to acute intensive exercise. Science & Sports. 2020;35(3):e65-e74. doi:10.1016/j.scispo.2019.07.003
  9. Boudjeltia KZ, Faraut B, Stenuit P, Esposito MJ, Dyzma M, Brohée D, et al. Sleep restriction increases white blood cells, mainly neutrophil count, in young healthy men: a pilot study. Vascular health and risk management. 2008;4(6):1467-70. doi:10.2147/vhrm.s3934 
  10. Christoffersson G, Vågesjö E, Pettersson US, Massena S, Nilsson EK, Broman J-E, et al. Acute sleep deprivation in healthy young men: impact on population diversity and function of circulating neutrophils. Brain, behavior, and immunity. 2014;41:162-72. doi:10.1016/j.bbi.2014.05.010
  11. Kadier K, Dilixiati D, Ainiwaer A, Liu X, Lu J, Liu P, et al. Analysis of the relationship between sleep-related disorder and systemic immune-inflammation index in the US population. BMC psychiatry. 2023;23(1):773. doi:10.1186/s12888-023-05286-7
  12. KUNDİ FCS. Association of Systemic Immune-Inflammation Index with the Presence and Severity of Obstructive Sleep Apnea Syndrome. ACH Medical Journal. 2023;2(3):152-7. Doi : 10.5505/achmedj.2023.58066
  13. You Y, Chen Y, Fang W, Li X, Wang R, Liu J, Ma X. The association between sedentary behavior, exercise, and sleep disturbance: a mediation analysis of inflammatory biomarkers. Frontiers in immunology. 2023;13:1080782. doi:10.3389/fimmu.2022.1080782
  14. Ruiz FS, Andersen ML, Martins RC, Zager A, Lopes JD, Tufik S. Immune alterations after selective rapid eye movement or total sleep deprivation in healthy male volunteers. Innate immunity. 2012;18(1):44-54. doi: 10.1177/1753425910385962
  15. Mejri M, Hammouda O, Chaouachi A, Zouaoui K, Rayana MB, Souissi N. Effects of two types of partial sleep deprivation on hematological responses during intermittent exercise: A pilot study. Science & sports. 2014;29(5):266-74.
  16. Moore J, McDonald C, McIntyre A, Carmody K, Donne B. Effects of acute sleep deprivation and caffeine supplementation on anaerobic performance. Sleep Science. 2018;11(01):2-7. DOI: 10.5935/1984-0063.20180002
  17. Vardar SA, Öztürk L, Kurt C, Bulut E, Sut N, Vardar E. Sleep deprivation induced anxiety and anaerobic performance. Journal of sports science & medicine. 2007;6(4):532. PMID: 24149488
  18. Patrick Y, Lee A, Raha O, Pillai K, Gupta S, Sethi S, et al. Effects of sleep deprivation on cognitive and physical performance in university students. Sleep and biological rhythms. 2017;15:217-25. DOI 10.1007/s41105-017-0099-5
  19. Garbarino S, Lanteri P, Bragazzi NL, Magnavita N, Scoditti E. Role of sleep deprivation in immune-related disease risk and outcomes. Communications biology. 2021;4(1):1304 doi:10.1038/s42003-021-02825-4 |
  20. Heiser P, Dickhaus B, Schreiber W, Clement H-W, Hasse C, Hennig J, et al. White blood cells and cortisol after sleep deprivation and recovery sleep in humans. European archives of psychiatry and clinical neuroscience. 2000;250:16-23. doi:10.1007/pl00007534 
  21. Büttner P, Mosig S, Lechtermann A, Funke H, Mooren FC. Exercise affects the gene expression profiles of human white blood cells. Journal of applied physiology. 2007;102(1):26-36. doi:10.1152/japplphysiol.00066.2006
  22. Lima-Silva AE, Cristina-Souza G, Silva-Cavalcante MD, Bertuzzi R, Bishop DJ. Caffeine during high-intensity whole-body exercise: an integrative approach beyond the central nervous system. Nutrients. 2021;13(8):2503. doi: 10.3390/nu13082503
  23. Olas B, Bryś M. Effects of coffee, energy drinks and their components on hemostasis: The hypothetical mechanisms of their action. Food and chemical toxicology. 2019;127:31-41. doi:10.1016/j.fct.2019.02.039
  24. Mahdavi R, Daneghian S, Homayouni A, Jafari A. Effects of caffeine supplementation on oxidative stress, exercise-induced muscle damage and leukocytosis. Pharmaceutical sciences. 2019;18(3):177-82. doi:10.52547/JCT.2.4.377[In Persian]
  25. Ditmer M, Gabryelska A, Turkiewicz S, Białasiewicz P, Małecka-Wojciesko E, Sochal M. Sleep problems in chronic inflammatory diseases: prevalence, treatment, and new perspectives: a narrative review. Journal of Clinical Medicine. 2021;11(1):67. doi:10.3390/jcm11010067
  26. Ranjbaran Z, Keefer L, Stepanski E, Farhadi A, Keshavarzian A. The relevance of sleep abnormalities to chronic inflammatory conditions. Inflammation Research. 2007;56:51-7. doi:10.1007/s00011-006-6067-1 
  27. Davis JM, Zhao Z, Stock HS, Mehl KA, Buggy J, Hand GA. Central nervous system effects of caffeine and adenosine on fatigue. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2003. doi:10.1152/ajpregu.00386.2002

 

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 458
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 288