Rola metylofenidatu w działaniu na zimno

Regulacja temperatury i podejmowanie decyzji to kluczowe aspekty przetrwania człowieka, w których stosunkowo niewielkie odchylenia w równowadze cieplnej całego ciała prowadzą do pogorszenia sprawności fizycznej i funkcji poznawczych. Długotrwałe narażenie na stres związany z zimnem w połączeniu z nieodpowiednim ubraniem i/lub niewystarczającą produkcją ciepła może prowadzić do obniżenia temperatury ciała, powodując łagodną hipotermię (≤ -1,0˚C w temperaturze ciała). Wydajność w zimnie jest bardziej wymagająca fizycznie w porównaniu do środowisk neutralnych (~22˚C), ponieważ występuje zwiększone obciążenie układu sercowo-naczyniowego z powodu silnego zwężenia naczyń obwodowych, zmniejszającego przepływ krwi i dotlenienie mózgu i mięśni, zmniejszoną wydolność nerwowo-mięśniową, a także zmiany w metabolizmie energetycznym podczas dreszczy i zwiększonego uwalniania katecholamin. Dodatkowo występuje zwiększone napięcie psychiczne, gdzie percepcyjnie występuje wysoki dyskomfort termiczny, zmiany w neuroprzekaźnikach (np. dopamina, noradrenalina) i zmiany nastroju. Zmiany te prowadzą do spadku wydajności jazdy na czas we własnym tempie w zimnie z łagodną hipotermią w porównaniu ze środowiskami termoneutralnymi. Ponadto wydaje się, że występują zależne od zadania zmiany poznawcze z ostrym stresem wywołanym zimnem, gdzie funkcje wyższego rzędu, takie jak funkcje wykonawcze, pamięć robocza i kontrola hamująca, zmniejszają się przed wykonaniem prostych zadań, takich jak czas reakcji i rozpoznawanie wzrokowe/świadomość. Obecnie nie wiadomo, jakie są potencjalne mechanizmy prowadzące do tych spadków wydajności.

Zmniejszenie zarówno ćwiczeń we własnym tempie, jak i funkcji poznawczych może wynikać ze zmian w neuroprzekaźnikach spowodowanych hipotermią. Ekspozycja na zimno prowadzi do zmian dopaminy i noradrenaliny, które mogą wpływać na funkcję kory przedczołowej, co może wyjaśniać, dlaczego zadania funkcji wykonawczych wyższego rzędu, takie jak kontrola hamowania i planowanie przestrzenne, są upośledzone w porównaniu z wykonywaniem prostych zadań. Wcześniej ustalono, że stosowanie suplementacji tyrozyną (aminokwas prekursora neuroprzekaźników dopaminy i noradrenaliny) poprawia pamięć roboczą i funkcje wykonawcze pomimo spadku temperatury ciała o -2,0˚C w wyniku zanurzenia w zimnej wodzie, ale nie w warunkach termoneutralnych. Nie wiadomo jednak, jaką rolę w przeziębieniu odgrywają dopamina czy stymulanty ośrodkowego układu nerwowego. Wykazano, że metylofenidat jest stymulantem ośrodkowego układu nerwowego poprzez hamowanie wychwytu zwrotnego dopaminy, poprawiając wydajność funkcji wykonawczych u zdrowych osób dorosłych w warunkach termoneutralnych. Dodatkowo wykazano, że metylofenidat poprawia wydajność jazdy we własnym tempie o 16% w upale (30˚C), ale nie w środowisku termoneutralnym (1). Wykazano również, że metylofenidat poprawia wytwarzanie maksymalnej siły podczas męczących ćwiczeń, co wskazuje, że może odgrywać rolę w zmniejszaniu skutków zmęczenia podczas ćwiczeń wytrzymałościowych. Celem badaczy jest określenie roli ośrodkowego układu nerwowego za pomocą metylofenidatu na funkcje poznawcze i ćwiczenia we własnym tempie w zimnie.