Metyylifenidaatin rooli suorituskyvyssä kylmässä

Lämpötilan säätely ja päätöksenteko ovat elintärkeitä ihmisen selviytymisen näkökohtia, joissa suhteellisen pienet poikkeamat koko kehon lämpötasapainossa johtavat fyysisen suorituskyvyn ja kognitiivisten toimintojen heikkenemiseen. Pitkäaikainen altistuminen kylmälle stressille yhdistettynä riittämättömiin vaatteisiin ja/tai riittämättömään lämmöntuotantoon voi johtaa kehon lämpötilan laskuun ja aiheuttaa lievää hypotermiaa (≤ -1,0 ˚C kehon lämpötilassa). Suorituskyky kylmässä on fyysisesti vaativampaa verrattuna neutraaleihin ympäristöihin (~22˚C), koska sydän- ja verisuonitaudit rasittavat voimakasta perifeeristä vasokonstriktiota, mikä vähentää aivojen ja lihasten verenkiertoa ja hapetusta, heikkenee hermo-lihaskapasiteetti sekä energia-aineenvaihdunnan muutokset. vilunväristyksen ja lisääntyneen katekoliamiinin vapautumisen aikana. Lisäksi esiintyy lisääntynyttä psyykkistä rasitusta, jossa havaitaan suurta lämpöä epämukavaa tunnetta, muutoksia välittäjäaineissa (esim. dopamiini, norepinefriini) ja mielialan muutokset. Nämä muutokset heikentävät omatahtipyöräilyn aika-ajokykyä kylmässä lievässä hypotermiassa verrattuna lämpöneutraaleihin ympäristöihin. Lisäksi näyttää olevan tehtäväriippuvaisia ​​kognitiivisia muutoksia akuutissa kylmästressissä, jossa korkeamman asteen toiminnot, kuten toimeenpanotoiminta, työmuisti ja estävä hallinta heikkenevät ennen yksinkertaisten tehtävien suorittamista, kuten reaktioaika ja visuaalinen tunnistus/tietoisuus. Tällä hetkellä ei tiedetä, mitkä mahdolliset mekanismit johtavat näihin suorituskyvyn laskuihin.

Sekä omatahtiharjoituksen että kognitiivisten toimintojen laskut voivat johtua hypotermian aiheuttamista muutoksista välittäjäaineissa. Altistuminen kylmälle johtaa dopamiinin ja norepinefriinin muutoksiin, jotka voivat vaikuttaa prefrontaalisen aivokuoren toimintaan, mikä saattaa selittää, miksi korkeamman asteen toimeenpanotehtävät, kuten estävä hallinta ja tilasuunnittelu, ovat heikentyneet yksinkertaisiin tehtäviin verrattuna. Aikaisemmin on todettu, että tyrosiinin (dopamiinin ja norepinefriinin välittäjäaineiden aminohappoprekursori) lisäravinteen käyttö parantaa työmuistia ja toimeenpanotoimintaa huolimatta -2,0 ˚C:n lämpötilan laskusta kylmään veteen upottamalla, mutta ei lämpöneutraaleissa olosuhteissa. Ei kuitenkaan tiedetä, mikä rooli dopamiinilla tai keskushermostoa stimuloivilla aineilla on kylmässä. Metyylifenidaatti on keskushermostoa stimuloiva aine dopamiinin takaisinoton estämisen kautta, ja sen on osoitettu parantavan toimeenpanotoimintojen suorittamista terveillä aikuisilla lämpöneutraaleissa olosuhteissa. Lisäksi metyylifenidaatin on osoitettu parantavan omatahtipyöräilyn suorituskykyä 16 % kuumuudessa (30 ˚C), mutta ei lämpöneutraaleissa ympäristöissä (1). Metyylifenidaatin on myös osoitettu parantavan maksimaalista voimantuotantoa väsyttävän harjoituksen aikana, mikä osoittaa, että sillä voi olla rooli väsymyksen vaikutusten vähentämisessä kestävyysharjoittelun aikana. Tutkijat pyrkivät selvittämään keskushermoston roolia metyylifenidaatin avulla kognitiivisissa toiminnoissa ja omatoimisessa harjoituksessa kylmässä.