研究全体では、カフェインの摂取は、幅広い運動でパフォーマンスを高める可能性があると結論づけられています。
特に、筋持久力、筋力、無酸素性パワー、有酸素性持久力については、中等度～高品質のレビューから、中等度の質のエビデンスが得られました。
また、効果の大きさは、全体として無酸素運動より有酸素運動のほうが大きい傾向がありました。
研究対象は若い男性に偏っています。この論文に含まれた各メタ解析では、男性だけを対象とした一次研究の割合が72～100％でした。そのため、女性、中高年、高齢者にも同じように当てはまるかについては、さらに研究が必要とされています。
【研究や論文は、chatGPTに著作権に配慮して、要点をまとめてもらっています。[ ]のメモは僕の意見・感想です】
内容の信頼性：7／10
この点数は、論文内で行われた研究の質の評価だけを根拠にした採点です。
信頼性を高める要素として、研究者は12種類のデータベースを検索し、2人の研究者が独立して論文の選定やデータ抽出を行っています。
また、採用された11件のレビューは、AMSTAR 2による評価で3件が高品質、8件が中等度の品質で、低品質と判定されたレビューはありませんでした。
一方、エビデンスそのものをGRADEで評価すると、21件のメタ解析のうち、中等度が11件、低いが7件、非常に低いが3件で、「高い」に分類されたものはありませんでした。また、95％予測区間で見ると、今後の研究でも必ず効果が出るとは言えない項目があります。研究対象が若い男性に大きく偏っている点も限界です。
何の研究か？
これは、新しく参加者を集めてカフェインを飲ませた実験ではありません。
過去に発表された「カフェイン摂取と運動能力」に関するメタ解析を集めて、さらにまとめたアンブレラレビューです。データベース検索では最初に405件が見つかり、18件の全文を確認した後、最終的に11件のレビューに含まれる21件のメタ解析が採用されました。
対象となったのは、健康な男女・全年齢を対象とし、カフェインを急性摂取した場合とプラセボを比較して、何らかの運動パフォーマンスを測定した研究をまとめたメタ解析です。
研究した理由は？
カフェインと運動能力については、それまでにも多くのメタ解析がありました。
しかし、それぞれの研究は「筋力だけ」「パワーだけ」「持久力だけ」といったように、特定の運動能力に絞って調べていることが多く、運動の種類によってカフェインの効果がどう違うのかを総合的に比較しにくい状態でした。
さらに、同じ運動能力を調べたメタ解析でも結論が食い違う例がありました。そこで研究者らは、既存のメタ解析を一度に集め、
カフェインはどの運動能力に有効なのか、証拠の質はどの程度なのか、現在の研究にはどんな不足があるのか
をまとめて評価することを目的としました。
結果はどうだったか？
| 分野 | 全体的な結論 | 効果の大きさ |
|---|---|---|
| 有酸素性持久力 | 多くの解析で改善 | 0.22～0.61程度 |
| 筋力 | 4解析中3解析で改善 | 0.16～0.20 |
| 筋持久力 | 2解析とも改善 | 0.28～0.38 |
| 無酸素性パワー | 解析によって結果が異なるが、大規模解析では改善 | 0.18～0.27 |
| 垂直跳び | 改善 | 0.17 |
| ランニング・自転車・ローイングの速度 | 改善 | 0.41 |
| 短時間・高強度運動 | 改善 | 0.16 |
| 運動能力・項目 | 研究数・対象者 | 主な測定内容 | 効果量 | 実際の変化率 | 統計的な結果 | 要点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 有酸素性持久力：10分以上の運動 | 36研究・352人 | 長時間の有酸素運動 | 0.51 | ＋16％ | 有意に改善（p＜0.001） | カフェイン摂取で持久系パフォーマンスが向上 |
| 有酸素性持久力：炭水化物＋カフェイン | 21研究・333人 | 炭水化物のみとの比較 | 0.26 | ＋6％ | 有意に改善（p＜0.001） | 炭水化物にカフェインを加えた場合も改善 |
| 有酸素性持久力：5分以上の運動 | 40研究・582人 | 5分以上続く有酸素運動 | 0.33 | ＋3％ | 有意に改善 | 幅広い持久系運動でプラスの効果 |
| タイムトライアル：所要時間 | 44研究・639人 | 一定距離・課題を終える時間 | 0.28 | ＋2％ | 有意に改善（p＜0.0001） | 課題をより速く完了できる方向 |
| タイムトライアル：パワー | 44研究中・350人 | タイムトライアル中の出力 | 0.22 | ＋3％ | 有意に改善（p＝0.004） | 運動中のパワーも向上 |
| タイムトライアル：別解析 | 7研究・91人 | タイムトライアル所要時間 | 0.40 | ＋2％ | 有意に改善（p＝0.007） | 別のメタ解析でも改善 |
| 段階的運動負荷試験 | 6研究・62人 | 徐々に運動強度を上げる試験 | 0.17 | ― | 有意差なし | すべての有酸素テストで効果が出たわけではない |
| 最大走行距離 | 2研究・31人 | 限界まで走れる距離 | 0.38 | ― | 有意差なし（p＝0.142） | 改善傾向はあるが統計的には明確でない |
| 筋力：等速性筋力 | 10研究・133人 | ピークトルク | 0.16 | ＋5％ | 有意に改善（p＝0.003） | 筋肉が発揮する最大トルクが向上 |
| 筋力：1RM | 10研究・149人 | 1回だけ持ち上げられる最大重量 | 0.20 | ＋3％ | 有意に改善（p＝0.023） | 最大挙上重量が向上 |
| 筋力：最大随意筋力 | 27研究・576人 | 等尺性・等速性・1RMなど | 0.19 | ＋4％ | 有意に改善（p＜0.001） | 複数の筋力指標をまとめても改善 |
| 筋力：別の1RM解析 | 3研究・46人 | 1RM | 0.09 | ＋2％ | 有意差なし（p＝0.25） | 4件の筋力解析すべてで有意だったわけではない |
| 筋持久力：反復回数 | 16研究・239人 | 疲労するまでの反復回数 | 0.38 | ＋6％ | 有意に改善（p＜0.001） | 繰り返し運動できる回数が増加 |
| 筋持久力：総合 | 23研究・388人 | 筋持久力全般 | 0.28 | ＋14％ | 有意に改善（p＜0.001） | 2件の筋持久力解析はいずれも改善 |
| 無酸素性パワー：小規模解析 | 4研究・52人 | 短時間の高出力運動 | 0.18 | ＋4％ | 有意差なし（p＝0.366） | 小規模な解析では明確な効果なし |
| Wingate：最大パワー | 16研究・246人 | 30秒間全力自転車運動 | 0.27 | ＋4％ | 有意に改善（p＝0.006） | 瞬間的な最大出力が向上 |
| Wingate：平均パワー | 16研究・246人 | 30秒間の平均出力 | 0.18 | ＋3％ | 有意に改善（p＝0.005） | 30秒間を通した出力も向上 |
| 垂直跳び | 10研究・145人 | ジャンプの高さ | 0.17 | ＋3％ | 有意に改善（p＝0.047） | ジャンプ能力にも小さい改善 |
| 運動速度 | 9研究・97人 | 45秒～8分のランニング・自転車・ローイング | 0.41 | 約＋2％ | 有意に改善（p＝0.002） | 移動・運動速度が向上 |
| 短時間・高強度運動 | 本文では16研究 | 高強度ランニング、自転車、2000mローイングなど | 0.16 | ― | 有意に改善 | 効果は小さい。95％予測区間は0をまたぐ |
有酸素性持久力
有酸素性持久力については、5件のレビュー、合計8件のメタ解析が検討され、その大部分でカフェインによるパフォーマンス向上が確認されました。論文本文では効果量の範囲を0.22～0.61としています。。
調べられた内容は一種類ではありません。
長時間運動をどこまで続けられるかを見る疲労困憊までの時間、一定距離や一定時間をできるだけ速くこなすタイムトライアル、運動強度を徐々に上げていく段階的運動負荷試験などが含まれています。
10分以上の有酸素運動をまとめた解析では、カフェイン対プラセボ36研究、352人をまとめた結果、効果量は0.51（95％信頼区間0.41～0.62、p＜0.001）でした。
研究で報告されたパフォーマンスの変化率は＋16％でした。
また、炭水化物だけの場合と、炭水化物にカフェインを加えた場合を比較した21研究、333人では、効果量0.26（95％信頼区間0.15～0.38、p＜0.001）、変化率は＋6％でした。
5分以上続く有酸素運動40研究、582人をまとめています。効果量は0.33（95％信頼区間0.21～0.45）で、パフォーマンスは＋3％でした。
タイムトライアルについて44研究が対象となりました。
タイムトライアルの所要時間については639人のデータがまとめられ、効果量は0.28（95％信頼区間0.17～0.40、p＜0.0001）、変化率は＋2％でした。
タイムトライアル中のパワーについては350人で、効果量は0.22（95％信頼区間0.07～0.37、p＝0.004）、変化率は＋3％でした。
タイムトライアルの所要時間を調べた7研究、91人で、効果量は0.40（95％信頼区間0.11～0.70、p＝0.007）、変化率は＋2％でした。つまり、一定の距離や課題を終えるまでの時間については、カフェイン摂取による有意な改善が確認されています。
その一方で、すべての有酸素運動で有意な差が出たわけではありません。
段階的運動負荷試験では、効果量は0.17（95％信頼区間－0.02～0.36）で、有意な改善は確認されませんでした。
最大走行距離を調べた2研究、31人でも、効果量は0.38（95％信頼区間－0.13～0.88、p＝0.142で、統計的に有意な改善とはなりませんでした。
このため論文は、「カフェインは有酸素性持久力に効果がある」と全試験を一括りにしているわけではなく、多くの解析では改善したものの、運動テストの種類によっては明確な効果が確認されなかったと報告しています。
筋力
筋力については4件の解析があり、そのうち3件でカフェインによる有意な向上が確認されました。効果量は0.16～0.20でした。各解析に含まれた研究数は3～27研究、平均13研究です。
具体的には、一定の速度で関節を動かしたときにどれだけ大きな力を出せるかを測る等速性筋力のピークトルクについて、10研究、133人をまとめた解析があります。効果量は0.16（95％信頼区間0.06～0.26、p＝0.003）で、カフェイン摂取時には＋5％の改善が報告されました。
筋力トレーニングで使われる1RM、つまり1回だけ持ち上げられる最大重量を調べた解析では、
10研究、149人が対象でした。効果量は0.20（95％信頼区間0.03～0.36、p＝0.023）で、変化率は＋3％でした。
等尺性、等速性、1RMなどをまとめた最大随意筋力を27研究、576人で解析し、効果量は0.19（95％信頼区間0.09～0.29、p＜0.001）、変化率は＋4％と報告しています。
一方、Politoらが行った1RMの3研究、46人の解析では、効果量は0.09（95％信頼区間－0.07～0.25、p＝0.25）でした。変化率は＋2％でしたが、統計的に有意な改善とは認められませんでした。
つまり筋力では、複数の異なる測定方法でプラスの結果が出ていますが、どの筋力テストでも必ず有意に向上したわけではありません。
筋持久力
筋持久力は、単純な最大筋力ではなく、筋肉が疲れるまで何回動作を繰り返せるか、あるいはどれだけ長く力を出し続けられるかを調べたものです。
論文に含まれた2件の解析はいずれも、カフェインによる有意な改善を報告しています。効果量は0.28～0.38でした。
疲労するまでの反復回数を調べた16研究、239人を解析しました。効果量は0.38（95％信頼区間0.29～0.48、p＜0.001）で、変化率は＋6％でした。95％予測区間も0.02～0.74で、全体がプラス側に入っています。
23研究、388人をまとめ、効果量は0.28（95％信頼区間0.14～0.42、p＜0.001）、変化＋14％でした。ただし、95％予測区間は－0.29～0.85と0をまたいでいました。
つまり、まとめた研究全体では改善が確認されているものの、今後行われる個々の研究すべてで必ずプラスの結果になるとまでは言えない範囲でした。
無酸素性パワー
無酸素性パワーについては、研究結果が一致していませんでした。
4研究、52人をまとめた解析では、パワーの効果量は0.18（95％信頼区間－0.21～0.56、p＝0.366）で、カフェインによる有意な向上は確認されませんでした。変化率自体は＋4％でしたが、統計的には明確な差とはされていません。95％予測区間も－0.65～1.01とかなり広い範囲でした。
16研究、246人をまとめた解析では、30秒間全力で自転車をこぐWingateテストで、平均パワーと最大パワーの両方が有意に改善しました。
最大パワーは効果量0.27（95％信頼区間0.08～0.47、p＝0.006）で、変化率は＋4％でした。平均パワーは効果量0.18（95％信頼区間0.05～0.31、p＝0.005）で、変化率は＋3％でした。
最大パワーの95％予測区間は－0.35～0.89と0をまたいでいますが、平均パワーでは0.04～0.32と全体がプラス側でした。論文では、この16研究を含む解析を根拠の一つとして、カフェインには無酸素性パワーを高める作用があると評価しています。
研究者らは、4研究だけをまとめた先行メタ解析では有意な効果が出なかった一方、発表年に制限を設けず16研究まで対象を広げた解析では、平均パワーと最大パワーの両方に有意な改善が出たことを、メタ解析によって結論が異なる例として取り上げています。
ジャンプ能力
垂直跳びについては、10研究、145人をまとめたメタ解析が行われています。
カフェイン摂取による垂直跳びの高さの効果量は0.17（95％信頼区間0.00～0.34、p＝0.047）で、変化率は＋3％でした。統計的には有意な改善とされています。
一方、95％予測区間は－0.03～0.37でした。そのため、このメタ解析全体ではプラスの結果でも、新しい研究を行った場合まで常に同じ方向の結果が出ることを示しているわけではありません。
ランニング・自転車・ローイングの速度
運動速度については、9研究、97人をまとめたメタ解析があります。
ここでいう「速度」は単純な短距離走だけではなく、45秒～8分間のランニング、自転車、ローイングで、時間または距離が決められたテスト中に達成した速度として定義されています。
結果は、効果量0.41（95％信頼区間0.15～0.68、p＝0.002）で、カフェイン摂取による有意な改善が確認されました。実際の変化率は約＋2％です。さらに95％予測区間も0.09～0.73と全体がプラス側でした。
短時間・高強度運動
短時間・高強度運動については、複数種類の運動をまとめたメタ解析もあります。
この解析には、高強度の短時間ランニングや自転車運動を疲労するまで続けるテスト、短時間の高強度自転車運動での平均パワー・最大パワー・総仕事量、2000mローイングのタイムトライアルなどが含まれていました。
論文の結果本文では16研究を含むとされ、効果量は0.16、95％予測区間は－0.18～0.50でした。
カフェインによる有意な改善として報告されていますが、予測区間は0をまたいでいます。
| 項目 | 論文の内容 |
|---|---|
| 一次研究でよく使われた量 | 6 mg/kgが最も一般的 |
| 用量の調べ方 | 多くの研究は複数用量を比較せず、1つの用量のみを使用 |
| 用量反応を調べた解析 | 筋持久力について1件あり |
| その結果 | カフェインが1 mg/kg増えるごとに、筋持久力の相対的な効果量が0.10増加 |
| ただし用量が説明できた差 | 研究間のばらつきの16％ |
| 著者の結論 | 最適なカフェイン量はまだ明確ではない |
※高容量のカフェインのため、日々の練習では使いにくい
発表者・所属機関
ジョゾ・グルギッチ
ビクトリア大学 健康・スポーツ研究所（オーストラリア）
イヴァナ・グルギッチ
シュローベンハウゼン郡病院（ドイツ）
クレイグ・ピカリング
セントラル・ランカシャー大学 スポーツ・ウェルビーイング学部 コーチング・パフォーマンス研究所（英国）
DNAFit 運動・栄養ゲノミクス研究センター（英国）
ブラッド・J・ショーンフェルド
リーマン・カレッジ 健康科学部（米国）
デイビッド・J・ビショップ
ビクトリア大学 健康・スポーツ研究所（オーストラリア）
エディス・コーワン大学 医学・健康科学部（オーストラリア
ジェリコ・ペディシッチ
ビクトリア大学 健康・スポーツ研究所（オーストラリア）
Grgic J et al. (2020). Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance—an umbrella review of 21 published meta-analyses. Br J Sports Med, 54(11), 681–688.
