Pharmakologische Toleranzinduktion für Hypoxie und Hypothermie (PhITHy-Ho)

Die Optimierung der Warfighter-Leistung in extremen Umgebungen bleibt ein Bereich wichtiger und intensiver Forschung mit den folgenden Zielen: (1) Optimierung, Aufrechterhaltung und Steigerung der medizinischen Bereitschaft und physiologischen/psychologischen Leistung in extremen und gefährlichen militärischen Einsatzumgebungen und (2) Entwicklung gemeinsamer Gegenmaßnahmen des Verteidigungsministeriums und Anleitung zur Aufrechterhaltung der Leistung, zur Beurteilung des physiologischen Status und zur Reduzierung des Verletzungsrisikos in extremen und gefährlichen Betriebsumgebungen. Erfolgreiche und sichere Ergebnisse in extremen und gefährlichen Einsatzumgebungen erfordern, dass Kriegskämpfer auch bei physiologischem Stress eine optimale kognitive und sportliche Leistung aufrechterhalten. Zu den extremen Umweltbedingungen, die in solchen Umgebungen auftreten, gehört die Exposition der Kämpfer gegenüber Hypoxie und Unterkühlung, allein oder in Kombination. Sowohl Hypoxie als auch Hypothermie untergraben die Homöostase des O2-Verabreichungssystems und führen zu gefährlichen Einschränkungen der kognitiven und körperlichen Leistungsfähigkeit des Kriegskämpfers.

Während rote Blutkörperchen (RBCs) allgemein als O2-Transportmittel anerkannt sind, wird ihre Funktion als wichtiger Signal- und Kontrollknoten bei der Homöostase der O2-Systemabgabe neu erkannt. Durch die auf den O2-Gehalt reagierende Modulation der Erythrozyten-Energetik, Biomechanik, O2-Affinität und Kontrolle vasoaktiver Effektoren im Plasma koordinieren Erythrozyten stabilisierende Reaktionen der Lunge, des Herzens, des Gefäßbaums und des autonomen Nervensystems – und zwar auf eine Weise, die die Homöostase des O2-Abgabesystems im Blut aufrechterhält Einstellung entweder einer verringerten O2-Verfügbarkeit (hypobare Hypoxie) oder eines erhöhten O2-Bedarfs (Hypothermie). Menschliche Erythrozyten zeigen adaptive Reaktionen auf körperliche Betätigung, Hypoxie und Unterkühlung – diese Veränderungen werden allgemein als Schlüsselelement für die Anpassung an große Höhen angesehen. Unter Bedingungen von Hypoxie und Unterkühlung wird jedoch ohne vorherige Anpassung die Erythrozytenleistung beeinträchtigt und der dynamische Bereich der Stressanpassung für die Homöostase der O2-Zufuhr eingeschränkt – wodurch die körperliche Leistungsfähigkeit und die kognitive Leistungsfähigkeit von Kampfflugzeugen in extremen Umgebungen, wie beispielsweise bei akuter Höhenkrankheit, eingeschränkt werden.