カフェインとテアクリンの組み合わせが物理的な疲労下で戦術要員の認知機能を向上させる

カフェインとテアクリンの組み合わせが物理的な疲労下で戦術要員の認知機能を向上させる

序論

高リスクの軍事作戦において、ストレスのある身体的および認知的条件下での人間のパフォーマンスの最適化は依然として重要です。戦術要員はしばしば、認知的疲労を引き起こし、意思決定や運用効果を損なう可能性のある激しい環境に直面します。カフェインは、覚醒と認知機能を向上させるために最も広く使用される精神活性物質として世界中で認識されていますが、不安感、微小眼振(小さな無自覚的眼球運動)、イライラなどの一般的な副作用により、戦術的な設定でのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、これらの欠点を軽減しながら認知的耐性を向上させるための代替または補助的な介入が必要です。

テアクリンは、カフェインと構造的に関連するピリジンアルカロイドですが、半減期が著しく長く、依存性や副作用の可能性が低いことから、有望なカフェインの代替品または補完品として提案されています。このアルカロイドは、持続的な認知的利点を提供し、副作用が少ないため、疲労状態での認知・行動パフォーマンスを向上させるのに魅力的です。

方法

20人の戦術訓練を受けた参加者(女性5名、男性16名;平均年齢21.5 ± 3.8歳)を対象とした研究が行われました。参加者は1回のベースラインセッションとその後の3回の実験セッションを完了しました。ベースラインセッションでは、一連の認知課題への慣れと最大酸素摂取量(VO2max)を決定する段階的な運動テストが含まれており、個人別の運動強度基準が確立されました。

ダブルブラインド、プラセボ対照、無作為化された実験セッションでは、各セッション間に少なくとも96時間以上の間隔を設けて、参加者は以下の3つの介入のいずれかを摂取した後に認知テストを受けました:300 mgカフェイン(CAF)、150 mgカフェインと150 mgテアクリンの組み合わせ(CTC)、またはプラセボ(PLA)。適用された認知テストには以下のものがあります:
– Dynavision(視覚運動反応と注意測定)
– Trazer(バーチャルリアリティに基づく認知・運動課題)
– オブジェクトヒット&アボイド(選択的注意と運動反応評価)
– アンチサッケード(自動的な眼球運動に対する抑制制御テスト)
– 2バック(作業記憶と認知的柔軟性評価)

参加者はサプリメント摂取後60分に認知評価を完了し、薬理学的効果のピークに合わせました。認知テストの後、参加者は最大酸素摂取量の90%以上の10回のインターバルで構成される高強度インターバルトレーニング(HIIT)セッションを行い、インターバル間にはアクティブな回復を行いました。

反応時間(RT)評価は、4番目と8番目のインターバルの後、運動直後および運動後30分に繰り返し実施され、心拍数と心拍変動(HRV)は継続的に監視され、ストレス下での自律神経系活動を評価しました。

認知的および生理学的測定値の変化はベースライン値に対して計算され、反復測定ANOVAとBonferroni補正を使用してデータが分析され、有意差はαレベル0.05で確立されました。

結果

カフェイン単独とCTCの組み合わせの両方が、プラセボと比較して一貫して認知的および身体的パフォーマンスを向上させました。

2バック作業記憶課題では、CTCを受けた参加者の総精度が有意に高かった(p < 0.01)ことが示されました。CAFとCTCグループは、プラセボよりもターゲットエラー(p < 0.01)と非ターゲットエラー(CAF: p = 0.03;CTC: p < 0.01)が少なかったことから、注意制御と記憶の正確性が改善していることが示されました。特に、CTCグループは、反応時間が速く(p = 0.03)、非ターゲット試行での反応時間の変動がプラセボとカフェイン単独と比較して有意に低かった(p < 0.01)ことが示され、より一貫した認知処理が示されました。

Dynavision Go/NoGo課題(反応抑制と処理速度を測定)では、CTC(p = 0.01)とCAF(p = 0.03)の両方が、全測定時間帯でプラセボよりも有意に速い反応時間を示しました。

過酷な運動セッションの後、認知パフォーマンスはサプリメント摂取後の測定値だけよりも向上し、正確性(p = 0.01)と反応時間(p < 0.01)が有意に向上したことから、サプリメントと運動誘発性覚醒との間の潜在的な相互作用が示唆されました。

オブジェクトヒット&アボイド課題では、カフェインを含む介入がプラセボと比較してタスクの正確性(p < 0.01)を有意に向上させ、省略エラー(反応の失敗、p < 0.01)と委託エラー(誤った反応、p < 0.01)を減少させました。

生理学的には、心拍変動(RMSSD、NN間隔、SDNN)がサプリメント摂取後に有意に上昇しました(p < 0.01)、自律神経系の適応性の増加を反映していますが、運動直後(p < 0.01)および運動後30分(p < 0.01)に低下し、身体的疲労の影響と一致していました。血中乳酸レベルは、運動後5分および10分で有意に低下しました(運動直後と比較してp < 0.01)、有効な代謝回復を示しています。

討論

本研究は、カフェイン単独とカフェイン-テアクリンの組み合わせの摂取が、疲労状態の前後で認知的パフォーマンスのさまざまな側面を有意に向上させることを示しています。特に、組み合わせ(CTC)は、カフェイン単独よりも高い記憶の正確性とより安定した反応時間を提供するなど、カフェイン単独では達成できない認知的利点を提供しました。これらの知見は、テアクリンがカフェインと共に使用されることで、身体的ストレス下での認知的耐性を向上させ、カフェインの一般的な副作用を低用量のカフェインによって軽減できるという仮説を支持しています。

戦術的な軍事作戦においては、高い認知的要件と身体的ストレスが内在しており、激しい身体的負荷の最中やその後でも認知機能を維持し、さらには向上させることは非常に価値があります。カフェインは依然として貴重なエルゴジェニック補助手段ですが、副作用により一部の人々にとっては効果が制限されます。カフェイン-テアクリンの組み合わせは、認知的利点を延長し、依存性のリスクを軽減することで、持続的な認知的向上を提供し、副作用をより少ない非薬理学的な代替または補助手段として有望です。

結論と今後の方向性

カフェインの低用量とテアクリンを組み合わせることで、物理的な疲労状態の前後で認知的および行動的パフォーマンスが向上し、高用量のカフェイン単独と同等かそれ以上になります。この戦略は、戦術要員や身体的および認知的にストレスのある環境にさらされる他の人々にとって、持続的な認知的向上を提供し、副作用をより少ない状態で得ることができます。

今後の研究では、以下の点を探求すべきです:
– 高用量のテアクリン単独またはカフェインとの組み合わせ
– 長期的な慢性サプリメントの効果
– 持続的な運動への認知的および身体的反応
– 各種のストレスおよび環境条件における多様な認知領域への効果

これらの研究により、カフェイン-テアクリンの組み合わせの最適な投与量戦略と、要求の多い運用コンテキストにおける認知的耐性をサポートするための応用が決定されます。

参考文献

Lints BS, Harrison AT, Stray-Gundersen SO, Mastrofini GF, Romersi RF, Nakagawa NK, Yoder MB, Martin-Diala CE, Chandler AJ, Moore RD, Arent SM. A caffeine and theacrine combination improves cognitive performance in tactical personnel under physically fatiguing conditions. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2025 Dec;22(1):2536146. doi: 10.1080/15502783.2025.2536146. Epub 2025 Jul 22. PMID: 40693646; PMCID: PMC12284986.

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