Die Rolle von Methylphenidat auf die Leistung in der Kälte

Temperaturregulierung und Entscheidungsfindung sind lebenswichtige Aspekte des menschlichen Überlebens, wo relativ kleine Abweichungen im Ganzkörper-Wärmegleichgewicht zu einer Verringerung der körperlichen Leistungsfähigkeit und der kognitiven Funktion führen. Längerer Kältestress in Kombination mit unzureichender Kleidung und/oder unzureichender Wärmeerzeugung kann zu einer Abnahme der Körpertemperatur führen, die eine leichte Hypothermie (≤ -1,0 °C Körpertemperatur) verursacht. Die Leistung in der Kälte ist im Vergleich zu neutralen Umgebungen (~22˚C) körperlich anstrengender, da es aufgrund einer starken peripheren Vasokonstriktion zu einer erhöhten kardiovaskulären Belastung kommt, die den zerebralen und muskulären Blutfluss und die Sauerstoffversorgung verringert, die neuromuskuläre Kapazität verringert und den Energiestoffwechsel verändert bei Schüttelfrost und erhöhter Katecholaminausschüttung. Hinzu kommt eine erhöhte psychische Belastung, bei der empfindungsmäßig ein hohes thermisches Unbehagen, Veränderungen von Neurotransmittern (z. Dopamin, Noradrenalin) und Stimmungsschwankungen. Diese Änderungen führen im Vergleich zu thermoneutralen Umgebungen zu einer Verringerung der Leistung im Zeitfahren im eigenen Tempo in der Kälte mit leichter Hypothermie. Darüber hinaus scheint es bei akutem Kältestress aufgabenabhängige kognitive Veränderungen zu geben, bei denen Funktionen höherer Ordnung wie exekutive Funktionen, Arbeitsgedächtnis und inhibitorische Kontrolle abnehmen, bevor einfache Aufgabenerfüllungen wie Reaktionszeit und visuelle Wahrnehmung/Bewusstsein ausgeführt werden. Derzeit ist nicht bekannt, welches die potenziellen Mechanismen sind, die zu diesen Leistungseinbußen führen.

Die Abnahme sowohl des selbstgesteuerten Trainings als auch der kognitiven Funktion kann auf Veränderungen der Neurotransmitter zurückzuführen sein, die durch Hypothermie verursacht werden. Die Exposition gegenüber Kälte führt zu Veränderungen von Dopamin und Noradrenalin, die die Funktion des präfrontalen Kortex beeinträchtigen können, was erklären könnte, warum Aufgaben höherer Ordnung wie hemmende Kontrolle und räumliche Planung im Vergleich zur Ausführung einfacher Aufgaben beeinträchtigt sind. Zuvor wurde festgestellt, dass die Einnahme von Tyrosin (Aminosäurevorläufer von Dopamin- und Noradrenalin-Neurotransmittern) als Ergänzung das Arbeitsgedächtnis und die Exekutivfunktion trotz eines Rückgangs der Körpertemperatur um -2,0 °C durch Eintauchen in kaltes Wasser verbessert, jedoch nicht unter thermoneutralen Bedingungen. Es ist jedoch unbekannt, welche Rolle Dopamin oder Stimulanzien des zentralen Nervensystems bei Kälte spielen. Methylphenidat ist ein Stimulans des Zentralnervensystems durch Hemmung der Dopamin-Wiederaufnahme und verbessert nachweislich die Ausführung exekutiver Aufgaben bei gesunden Erwachsenen unter thermoneutralen Bedingungen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Methylphenidat die Leistung beim Radfahren im eigenen Tempo in Hitze (30 °C), aber nicht in thermoneutralen Umgebungen um 16 % verbessert (1). Es wurde auch gezeigt, dass Methylphenidat die maximale Kraftproduktion während ermüdender Übungen verbessert, was darauf hindeutet, dass es eine Rolle bei der Verringerung der Auswirkungen von Müdigkeit während Ausdauerübungen spielen kann. Die Forscher wollen die Rolle des zentralen Nervensystems mit Methylphenidat auf die kognitive Funktion und das selbstgesteuerte Training in der Kälte bestimmen.