De rol van methylfenidaat bij prestaties in de kou

Temperatuurregeling en besluitvorming zijn vitale aspecten van het overleven van de mens, waarbij relatief kleine afwijkingen in de warmtebalans van het hele lichaam leiden tot afname van fysieke prestaties en cognitieve functies. Langdurige blootstelling aan koude stress in combinatie met ontoereikende kleding en/of onvoldoende warmteproductie kan leiden tot verlaging van de lichaamstemperatuur met lichte onderkoeling tot gevolg (≤ -1,0˚C in lichaamstemperatuur). Prestaties in de kou zijn fysiek zwaarder in vergelijking met neutrale omgevingen (~ 22˚C) omdat er verhoogde cardiovasculaire belasting is als gevolg van een sterke perifere vasoconstrictie die de doorbloeding en oxygenatie van de hersenen en spieren vermindert, verminderde neuromusculaire capaciteit, evenals veranderingen in energiemetabolisme tijdens rillen en verhoogde afgifte van catecholamine. Bovendien is er een verhoogde psychologische belasting wanneer er perceptueel een hoog thermisch ongemak is, veranderingen in neurotransmitters (bijv. dopamine, noradrenaline) en stemmingswisselingen. Deze veranderingen leiden tot afname van de prestaties van tijdritten op eigen tempo in de kou met milde onderkoeling in vergelijking met thermoneutrale omgevingen. Bovendien lijken er taakafhankelijke cognitieve veranderingen te zijn bij acute koude stress, waarbij functies van hogere orde, zoals uitvoerende functies, werkgeheugen en remmende controle, afnemen voordat eenvoudige taakuitvoeringen zoals reactietijd en visuele herkenning/bewustzijn plaatsvinden. Momenteel is het niet bekend wat de mogelijke mechanismen zijn die tot deze prestatieverminderingen leiden.

De afname van zowel lichaamsbeweging als cognitieve functie kan te wijten zijn aan veranderingen in neurotransmitters veroorzaakt door onderkoeling. Blootstelling aan kou leidt tot veranderingen in dopamine en norepinefrine, wat de prefrontale cortexfunctie kan beïnvloeden, wat kan verklaren waarom taken van hogere orde, zoals remmende controle en ruimtelijke planning, worden aangetast in vergelijking met eenvoudige taakuitvoering. Eerder is vastgesteld dat suppletie met tyrosine (aminozuurvoorloper van dopamine- en noradrenaline-neurotransmitters) het werkgeheugen en de uitvoerende functie verbetert ondanks een daling van de lichaamstemperatuur met -2,0˚C door onderdompeling in koud water, maar niet in thermoneutrale omstandigheden. Het is echter onbekend wat de rol is van dopamine of stimulerende middelen voor het centrale zenuwstelsel in de kou. Methylfenidaat is een stimulerend middel voor het centrale zenuwstelsel door remming van de heropname van dopamine is aangetoond dat het de taakprestaties van de uitvoerende functie verbetert bij gezonde volwassenen in thermoneutrale omstandigheden. Bovendien is aangetoond dat methylfenidaat de fietsprestaties in eigen tempo met 16% verbetert in hitte (30˚C) maar niet in thermoneutrale omgevingen (1). Van methylfenidaat is ook aangetoond dat het de maximale krachtproductie verbetert tijdens vermoeiende oefeningen, wat aangeeft dat het een rol kan spelen bij het verminderen van de effecten van vermoeidheid tijdens uithoudingsoefeningen. De onderzoekers streven ernaar de rol van het centrale zenuwstelsel te bepalen met behulp van methylfenidaat op de cognitieve functie en lichaamsbeweging in de kou.