Kaffee ist mehr als nur Genuss: Die dunkle Bohne macht wach, erhöht die Leistungsfähigkeit und wirkt stimulierend. Auch bei SportlerInnen ist dieser Effekt zu beobachten: „Die Zugabe von Koffein führt zu einer Steigerung der Maximalkraft“, weiß Mag. Philip Höher, Dissertant am Institut für Sportwissenschaft der Karl-Franzens-Universität Graz. Er untersucht in seiner Doktorarbeit, wie sich die Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung im Muskel, speziell bei schnellen Bewegungen, durch Koffein verändert. Ziel ist es, diese individuellen Unterschiede mathematisch zu modellieren.
Ein reges Zusammenspiel vieler Faktoren führt zum Leistungsschub, den Kaffee-LiebhaberInnen schätzen: Das Koffein fördert die Ausschüttung zahlreicher Neurotransmitter, wie etwa Dopamin oder Serotonin, es regt das zentrale Nervensystem an und erhöht die Fettspaltung. „Dadurch kontrahieren Muskel schneller, ziehen sich also rascher zusammen, was gerade bei Ausdauersport von Vorteil ist“, erklärt Höher. In diesem Bereich ist die leistungssteigernde Wirkung von Koffein eindeutig belegt. Kaum untersucht dagegen ist der positive Effekt von Koffein während kurzzeitiger Muskelaktivität, wie zum Beispiel bei Sprung- oder Wurfbewegungen.
Im ersten Schritt seiner von Ao.Univ.-Prof. Dr. Sigrid Thaller betreuten Arbeit maß Höher den Zusammenhang zwischen Koffeingabe und dem Kraft-Geschwindigkeits-Verhältnis im Muskel über den gesamten Bereich der Kontraktionsgeschwindigkeit. Nicht zu unterschätzen ist bei diesen Messungen der Placebo-Effekt, betont Thaller: „Auch ProbandInnen, die entkoffeinierten Kaffee zu sich genommen haben, können einen Kraftanstieg um bis zu 10 Prozent verzeichnen.“
Die Ergebnisse der Pilotstudie fließen in ein Modell ein, das den Einfluss von Koffein auf die Kraft-Geschwindigkeitskurve individuell beschreibt. Die mathematische Modellierung funktioniert dabei wie ein Blick in den Körper – allerdings ohne diesen mit invasiven Messmethoden zu verletzen.
Neben Höhers Dissertation sind noch viele weitere Untersuchungen am Institut für Sportwissenschaft in den Forschungsschwerpunkt „Modelle und Simulation“ der Uni Graz eingebunden. In einem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Forschungsprojekt, koordiniert von Assoz. Univ.-Prof. Dr Markus Tilp, werden Bewegungs- und Handlungssequenzen in Ballspielen analysiert, um so das Angriffsmuster der gegnerischen Mannschaft frühzeitig zu erkennen.
Auch die Bestimmung von individuellen Muskeleigenschaften nimmt einen großen Schwerpunkt im Bereich der Modellierung ein. Hier gibt es etwa Untersuchungen zum Einfluss von Ermüdung auf die geschwindigkeitsabhängige Muskelkraft.