CC BY
64
Спортивная физиология
YAK 796:615 ББК 75.09+52.81
A.M. ЛОШКАРЁВ, М.А. ПОПОВА
A.M. LOSHKAREV, M.A. POPOVA
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОХРАНЕНИЯ ЗДОРОВЬЯ СПОРТСМЕНОВ НА СЕВЕРЕ
PHARMACOLOGICAL ASPECTS OF PRESERVATION HEALTH OF ATHLETES IN THE NORTH
Представлен обзор литературы об особенностях функционирования организма спортсмена на Севере, сохранении здоровья спортсменов и возможностях повышения физической работоспособности в условиях холода.
The review of features literature on sportsmen organism functioning in the north, sportsmen health preservation and physical working capacity increase opportunities in conditions of cold is represented.
Ключевые слова: спорт, Север, фармакологическое повышение работоспособности, холодовое воздействие, здоровье спортсменов на Севере.
Key words: sport, the North, working capacity pharmacological increase, cold influence, sportsmen health in the North.
В современном мире год от года растёт значение спортивных побед на крупнейших международных турнирах. Победы повышают национальный престиж и демонстрируют мощь государства, дают право на проведение крупнейших международных соревнований привлекая иностранный капитал в экономику государства и в конце концов делая победителей национальными героями. Стремление побеждать во многом становится смыслом жизни для многих спортсменов [1, с. 186].
В погоне за выдающимися результатами и блестящей спортивной формой форсируется подготовка спортсмена, вносятся изменения в долгосрочную программу тренировок, увеличивается доля высокоинтенсивных и напряжённых занятий, растёт тренировочный объем и сокращается время на восстановление [2, с. 66].
В случае несоответствия адаптационных возможностей организма огромным физическим и психоэмоциональным нагрузкам развивается перегрузка и связанное с нею патологическое и предпатологическое состояние органов и систем [3, с. 42]. Являясь главным препятствием на пути к полноценному выполнению планов подготовки и достижению высоких спортивных результатов [4, с. 447].
Профилактика и коррекция дисфункции органов и систем несомненно требуют комплексного и значительного по силе воздействия подхода, включающего как правильность дозирования тренировочной нагрузки, сбалансированное питание, правильный режим отдыха и таргетная фармакологическая поддержка.
В современном спорте основным внетренировочным воздействием на организм спортсмена является применение различных фармакологических средств. Спортивная фармакология в большей своей части представляет фар-
макологию практически здорового человека, находящегося в экстремальных условиях и этим, обуславливаются её основные цели и задачи. Условно их можно разделить на два направления [5, с. 87].
Достижение наивысшего спортивного результата, во многом обусловлено повышением физической работоспособности через развитие физических качеств и психоэмоциональной устойчивости, и срочной адаптацией организма к экстремальным условиям осуществления спортивной деятельности (десинхроноз, климатические факторы).
Сохранение здоровья спортсменов реализуется за счёт ускорения постнагрузочного восстановления и повышения адаптации организма к определённому уровню нагрузок, профилактики и лечения заболеваний и травм, в том числе вызванных занятиями спортом и коррекции иммунитета, угнетаемого под воздействием интенсивных и длительных нагрузок.
Несомненно, достижение поставленных целей и задач возможно только путём применения индивидуального правильно подобранного фармакологического обеспечения спортсмена. Нерациональное применение фармакологических препаратов спортсменами, особенно в спорте высших достижений, подводит физиологические возможности организма к предельному уровню и делает невозможным дальнейшее расширение возможностей адаптации организма к нагрузке [6, с. 4]. Результатом нахождения в таком пограничном состоянии является развитие перенапряжения и дисфункции различных органов и систем.
Известно, что при экстремально низких температурах окружающей среды, когда градиент перепада температур между кожей и окружающей средой высокий, скорость эндогенного производства тепла, даже во время тренировки, может оказаться недостаточной, чтобы компенсировать потерю тепла телом. В этих условиях естественный физиологический ответ направлен на уменьшение потерь и увеличение производства тепла. В отличие от того, когда тренировка проводилась при высоких температурах окружающей среды, градиент рассеивания тепла значительно снижается за счёт изменения функционирования терморегуляторных механизмов организма, предназначенных для охлаждения [7, с. 497; 8, с. 898].
В экстремальных климатических условиях, эти физиологические адаптационные процессы, обусловлены изменениями функционирования центральной нервной системы, гормонального фона и метаболическими перестройками, вызывающими в конечном счёте перераспределение соотношения используемых источников энергии при выполнении физических упражнений. Поэтому, температура окружающей среды является важным фактором, который необходимо учитывать при определении оптимальной стратегии питания и фармакологической поддержки спортсмена с целью сохранения здоровья и повышения работоспособности.
Тюменский Север располагаясь в центре Евразии представлен обширными территориями в тундровой зоне между 580-72,50 с. ш. и 670-72,50 в. д. и простирается к югу Тюменской области от берегов Северного Ледовитого океана занимая большую часть Западно-Сибирской равнины и известен за своими пределами как место проведения крупных международных и всероссийских спортивных состязаний, территория спорта. Только на территории Ханты-Мансийского автономного округа ежегодно проводится более 400 спортивно-массовых мероприятий окружного, всероссийского и международного уровня [9, с. 365; 10; 11].
Зима на данной территории продолжается 8-10 месяцев, средняя температура января -290С, июля от +40С до +150С и несомненно температура окружающей среды является основным внешним фактором, который необходимо учитывать при изучении питания и фармакологической поддержки в спорте. Экстремальный характер климатических факторов оказывает негативное воздействие на формирование адаптационных механизмов организма человека [10, 11]. Поэтому огромное количество исследований, которые изу-
чали взаимосвязь между питанием, фармакологической поддержкой и спортивной подготовкой в комфортных условиях окружающей среды не могут быть в полной мере перенесены на северные регионы России.
Влияние температуры окружающей среды на уровень гипертермии при занятиях спортом. В отличие от тепла, которое может только способствовать росту температуры тела при физической нагрузке, холодная среда вызывает разнообразные физиологические реакции организма во время тренировки в зависимости от того, взаимодействие между окружающей средой и организмом спортсмена вызывает чрезмерную потерю тепла или только ослабляет её повышение, связанное с выполнением физических упражнений.
Ранние исследования, изучавшие воздействие относительной гипотермии во время тренировки, использовали в качестве модели тренировку по плаванию в воде с температурой от 34 до 180С, поскольку вода обладает гораздо большей теплопроводностью, по сравнению с воздухом [12, с. 326; 13, с. 367]. В отличие от этого, когда тренировки проводились в холодной воздушной среде в диапазоне температур от 3 до 9°С отмечено замедление роста, а не снижение температуры тела [7, с. 510].
Выраженность стрессового воздействия холода является важным фактором при подборе фармакологической поддержки и рационального питания, поскольку снижение температуры тела приводит к запуску как сократительного, так и несократительного термогенеза [7, с. 509; 13, с. 368], активации симпатоадреналовой системы и подавлению секреции инсулина [12, с. 329], в то время как снижение уровня повышения температуры тела, вызванное тренировкой, наоборот, ослабляет увеличение секреции адреналина [7, с. 498]. Это в свою очередь вызывает перестройку организма на использование более подходящих под имеющиеся условия источников энергии [13, с. 370].
Приоритетный источник энергии при высокой физической активности в условиях низких температур. В случае ослабления уровня повышения температуры тела при высокой физической активности в холодную погоду, темпы утилизации гликогена в работающих мышцах снижаются благодаря меньшей активации симпатоадреналовой системы и такое экономное расходование запасов источников энергии позволяют поддерживать нагрузку субмаксимальной мощности в 70% от МПК более длительное время [7, с. 502; 14, с. 902].
Это согласуется с результатами исследований утверждающих, что усталость во время длительной тренировки часто совпадает с истощением запасов гликогена [15, с. 702; 16, с. 40]. Поэтому, прохладная окружающая среда может рассматриваться в качестве помощи спортсмену, поскольку обеспечивает сохранение эндогенных запасов углеводов внутри работающих мышц. Но данный вывод нельзя экстраполировать на выполнение тренировок или участие в соревнованиях в экстремально холодных условиях, когда из-за большей разности температур неминуемо снижается температура тела.
При физической нагрузке параллельно с усилением гликолиза во время «холодового стресса» отмечается значимое снижение уровня свободных жирных кислот и глицерола, что свидетельствует об угнетении липолиза за счёт снижения кровоснабжения подкожной жировой клетчатки [13, с. 380].
В других работах при температуре в 50С наоборот было продемонстри-рованно увеличение плазменных концентраций свободных жирных кислот при сохраняющемся уровне их окисления [17, с. 1403; 18, с. 22] . Это навело исследователей на мысль о возможных проблемах в утилизации липидов [19, с. 50]. Данный факт был подтверждён пробой с гепарином на фоне физической нагрузки при температуре 00С. Было продемонстрированно значимое увеличение плазменного уровня свободных жирных кислот без усиления их окисления и отставания от потребности этого показателя в 2 раза. Важно отметить, что полученные результаты свидетельствуют о разобщении транспорта жирных кислот к месту их утилизации [20, с. 208].
Учитывая все вышесказанное, становится понятно, что при очень холодном климате в сравнении с умеренным даже в случаях, когда были приняты меры, гарантирующие исключение потери тепла организмом при выполнении физических упражнений, потребуется потратить на собственный обогрев гораздо больше энергии [7, с. 510].
На территории Севера Тюменской области растёт популярность видов спорта на открытом воздухе, таких как лыжные гонки, биатлон, зимнее многоборье (полиатлон), лёгкая атлетика, парашютный спорт, автомотоспорт и многие другие, где воздействие экстремального холода может вызвать гипотермию и её осложнения. В этих условиях происходит усиление потребления углеводов, вызванное инициацией теплопродукции терморегуляторными механизмами. Они включают в себя сократительный (произвольная активность мышечного аппарата и непроизвольная тоническая или ритмическая (дрожь) активность) и несократительный (ускорение обменных процессов, не связанных с сокращением мышц) термогенез.
Принимая во внимание очень узкий диапазон поддержания оптимальной температуры тела, который колеблется в пределах 2-30С, снижение температуры тела более, чем на 2°С характеризуется развитием гипотермии, поэтому сократительный термогенез обычно включается в ответ на снижение температуры тела уже на 1-2°С [21, с. 351].
Повышение мышечной активности приводит практически к 2,5 кратному увеличению общего расхода энергии. Важно, что вклад в термогенез от окисления углеводов при этом увеличивается почти в шесть раз, в то время как увеличение вклада от окисления липидов отстаёт в 9 раз при сохраняющемся вкладе белков [22, с. 878].
Эти результаты были во многом подтверждены более поздними исследованиями, и вместе с полученными данными об увеличении дыхательного коэффициента во время физической нагрузки, сопровождающегося небольшим повышением уровня лактата крови ( + 18%) при адекватном усилении гликогенолиза в холодных погодных условиях по отношению к комфортным, могут свидетельствовать о том, что вынужденная дополнительная активация мышц, связанная с сократительным термогенезом обеспечивается за счёт ускорения обмена глюкозы, гликолиза и гликогенолиза [13, с. 380; 19, с. 50; 20, с. 208].
Следует обратить внимание, что воздействие холода также может повышать внутримышечную утилизацию углеводов и стимулировать продукцию глюкозы в печени под усилением влияния со стороны симпатоадренало-вой системы. Поэтому сократительный термогенез не является единственной причиной увеличения утилизации углеводов при физической нагрузке в холодную погоду [12, с. 337].
Альтернативный источник энергии при высокой физической активности в условиях низких температур. Нужно отметить, что в настоящий момент, факт усиления утилизации глюкозы не вызывает сомнений и общепринят. Второй по значимости источник энергии - окисление липидов -практически не обсуждается с точки зрения его важности, недооценённых возможностей и перспектив использования на тренировках и соревнованиях в холодную погоду. Отчасти это связано с тем, что объяснение увеличения окисления липидов в 1,5 раза [22, с. 873], более глубокое понимание механизма реализации несократительного термогенеза во время холодового стресса во многом стало возможным благодаря ряду фундаментальных исследований, доказавших наличие у взрослого здорового человека бурой жировой ткани и её активизацию симпатоадреналовой системой [23, с. 1509; 24, с. 1500; 25, с.1518].
Основная функция адипоцитов этого вида - контроль расхода энергии и поддержание температуры тела на оптимальном уровне [26, с. 1526; 27, с. 42]. Дополнительно установлено, что у взрослого человека адипоциты бурой жировой ткани сохраняют свою активность, используя в качестве источ-
ника энергии почти на 90% свободных жирных кислот и только на 10% глюкозу [25, с. 1525]. Локализация бурых жировых клеток ограничена, а количество у взрослого человека соотносится с белыми как 1 к 100-200 и с возрастом только снижается [24, с. 1508; 28, с. 5325].
Благодаря выполненным работам удалось продемонстрировать сезонность гиперплазии бурой жировой ткани с повышением её активности в зимний период, а также у лиц, работающих на открытом воздухе в сравнении с офисными сотрудниками [23, с. 1517; 26, с. 1530; 29, с. 41].
Важно, что кажущаяся гиперплазия бурой жировой ткани обусловлена недавно открытым новым подвидом адипоцитов, называемых бежевыми или буро-подобными, которые в базальном состоянии напоминают белые жировые клетки с практически отсутствующей экспрессией белка термогени-на, но, как и классический бурый жир отвечают на циклическую аденомоно-фосфатазу (цАМФ) стимуляцией, сопровождающейся большим образованием термогенина и потреблением кислорода [30, с. 366].
Подобная трансдифференцировка белых жировых клеток в бежевые и обратно обуславливает гибкое регулирование адаптивного термогенеза [27, с. 42], но принимая во внимание более высокие метаболические возможности взрослого человека и увеличение мышечной массы, позволяющей эффективно использовать потенциал сократительного термогенеза, вклад бурых и бежевых адипоцитов в обеспечение теплопродукции снижается и остаётся нереализованным.
Возможности повышения работоспособности спортсмена в холодных погодных условиях. В результате проведённого теоретического анализа процессов, происходящих в работающих мышцах при преодолении соревновательных дистанций длительностью более 20 минут и до марафонских, многими авторами выделяется два основных фактора лимитирующих работоспособность: углеводные запасы всего организма и аэробная мощность мышечного волокна [31; 32, с. 5; 33, с. 38; 34, с. 160]. Данная точка зрения согласуется с результатами исследований, которые свидетельствуют о нерациональности вышеописанной перестройке организма лимитируя доступные запасы углеводов и приводя к развитию утомления за более короткий промежуток времени [14, 908; 15, с. 705; 16, с. 39; 34, с. 160].
Дополнительно необходимо отметить, что в таких видах спорта, как биатлон, парашютный спорт сократительный термогенез может существенно затруднить выполнение точных операций, создавая дополнительные помехи из-за непроизвольного тонического и ритмического сокращения мышц. Поэтому идеальным путём устранения лимитирующих работоспособность в данном случае факторов будет повышение активности несократительного тер-могенеза, поддержание уровня глюкозы на оптимальном уровне и развитие аэробной мощности мышечных волокон.
Вопрос ограниченности запасов углеводов, как правило, решается следующими путями:
- приёмом продуктов питания и/или биологически-активных добавок с оптимальным содержанием углеводов;
- оптимизацией углеводного обмена;
- повышением возможностей кислородо-транспортной системы.
Принято считать, что концентрация углеводов в напитке, используемом во время физической нагрузки должна быть в пределах от 6 до 8-10%, поскольку это обеспечит оптимальную скорость прохождения глюкозы через желудок и кишечное всасывание [35, с. 181; 8, с. 898; 32, с. 160].
Предположение о возможном положительном влиянии более высоких концентраций углеводов в напитке благодаря снижению потери жидкости организмом и сохраняющейся потребности в значительном количестве циркулирующей глюкозы в крови в прохладную погоду не получило подтверждения. Было установлено, что увеличение содержания углеводов в жидкости напитка, который принимался во время превалирования на велоэргометре
с 70% от МПК до изнеможения в прохладную погоду при температуре 50С не только повышает уровень глюкозы в крови, но и приводит к увеличению случаев желудочно-кишечного дискомфорта, менее эффективному поддержанию объёма плазмы крови и снижению физической работоспособности по отношению стандартному 7% углеводному напитку [36, с. 1380]. Поэтому в ходе тренировок и соревнований в холодных условиях окружающей среды должна применяется тактика схожая с комфортными условиями.
Проведённый анализ рынка изотонических напитков в России показал, что удовлетворяют вышеописанным требованиям следующие напитки: «Марал», «Энергия», «Лидер» Марафон, «Gatorade», «Isostar» hydrate и powder 560, «Maxler» max motion, «Powerade». Изучение доступных результатов испытаний заводских напитков не позволяет выделить из них самый эффективный по нескольким причинам: меняющийся со временем состав напитков, отсутствие прямых сравнительных двойных-слепых рандомизированных исследований [35, с. 200].
Предотвращение снижения температуры тела спортсмена и сохранение драгоценных запасов углеводов сфокусировало внимание ученых на вопросах применения различных эргогенных препаратов способных повысить толерантность к холоду и устойчивость к утомлению в ходе выполнения физических упражнений. В ранних исследованиях в качестве эргогенных средств изучали различные фармакологические субстанции и препараты как синтетического, так и естественного происхождения (динитрофенол, тироксин, ка-техоламины, кортизол, соматотропный гормон и другие). Оценивая их влияние, на животных был подтверждён факт задержки наступления гипотермии и повышения работоспособности [19, с. 42-50]. Но, несмотря на то, что эти исследования дают полезную информацию о механизмах индукции термоге-неза, невозможно предположить, что эти препараты будут приняты людьми во время занятия спортом в холодную погоду из-за очевидных рисков для здоровья.
Учитывая рассмотренные нами ключевые точки приложения фармакологических препаратов с целью повышения толерантности к холоду, усиления вклада окисления липидов в энергообеспечение и более целенаправленного использования углеводов возможно рассмотреть следующие зарегистрированные на территории Российской Федерации основные группы лекарственных препаратов: в-адренергические агонисты, актопротекторы, витамины, желчные кислоты.
в-адренергические агонисты. Приём внутрь в-адренергических аго-нистов, таких как кофеин, эфедрин, теофиллин, сибутрамин, амфетамин и кокаин может улучшить толерантность к холоду. Приём внутрь комбинации эфедрина и кофеина или эфедрина, кофеина и теофиллина приводит к значительному увеличению производства тепла при холодовом воздействии на человека [37, с. 53].
При этом употребление кофеина за 60 минут до нагрузки в дозе 5 мг/кг профессиональными велогонщиками при работе субмаксимальной мощности на уровне 80% от МПК до изнеможения способствовало значительному увеличению времени работы (90,2±7,2 мин) в сравнении с плацебо (75,5±5,1 мин). Проведённый анализ показал одинаковый вклад в энергообеспечение углеводов в обеих группах (240 г), в то время как вклад липидов в группе кофеина был значительно выше (118 г или 1,31 г/мин), чем в группе плацебо (57 г или 0,75 г/мин) [38, с. 155].
Некоторые исследователи продемонстрировали [39, с. 589], а другие нет [37, с. 56], что при приёме внутрь теофиллина при холодовом воздействии ослабляется падение температуры тела. Причина столь сильных вариаций ответов при использовании в-адренергических агонистов обусловлена их влиянием только на процесс липолиза без последующего усиления утилизации липидов, что подтверждается в современных исследованиях увеличением на 52±18% уровня свободных жирных кислот свободных жирных кислот
при P<0.05 и отсутствием адекватного повышения дыхательного коэффициента [13, c. 380; 40, с. 2292 ].
В попытке объяснить причину нарушения утилизации липидов было установлено, что в период с начала 80-х по середину 90-х годов произошло бурное развитие северных территорий и ухудшении экологической обстановки по всему миру, и как следствие распространение факторов, приводящих к истощению ресурсов организма, отрицательно воздействующих на различные уровни организации биосистемы человека, включая клеточно-молекулярные структуры [41, c. 375] и вызывая снижение уровня карнитина [42, c. 49].
Это во многом обуславливает проявление разобщения окисления свободных жирных кислот и развитию как патологических, так и предпатологи-ческих состояний [43, c. 20].
Сложилось мнение, что использование в-адренергических агонистов может обеспечить некоторые средства повышения термогенеза и работоспособности, но для полной их реализации в настоящее время приём следует комбинировать с L-карнитином [44, c. 356].
Приём эфедрина ограничен из-за сообщений о развитии тяжёлых нежелательных побочных реакций как во время тренировочного процесса, так и соревнований [45, c. 577]. Наложенный запрет МОК делает невозможным использование эфедрина для преодоления холодового стресса и повышения толерантности к физической нагрузке во время спортивных соревнований и тренировок.
Важно, что приём кофеина с 2015 года не ограничен и может быть использован как на этапе подготовки спортсмена, так и непосредственно во время гонки в разумных пределах (The 2014 and 2015 prohibited lists). Следует отметить, что стимулирующее действие кофеина зависит от уровня и источника возбуждения [46, c. 891]. В комфортной окружающей среде приём внутрь кофеина повышает скорость психомоторной реакции и производительность во время тренировки, в то время как в условиях влияния холодной погоды функциональное состояние центральной нервной системы снижается [47, c. 197] .
Также имеются данные указывающие на преобладание центрального механизма действия кофеина при использовании внутрь в низких дозах 2-3 мг/кг [48, c. 633], тогда как в умеренных 4-6 мг/кг и высоких 7-9 мг/кг влияние реализуется дополнительно и через усиление метаболических процессов [49, c. 379]. Приём сверхвысоких дозировок кофеина 10-13 мг/кг является дискуссионным в связи с увеличением риска развития побочных эффектов [40, c. 2298].
Важным моментом в реализации эффектов кофеина является сбалансированный приём углеводных напитков в процессе выполнения упражнения. Концентрация углеводов, превышающая 10% в сочетании с умеренными и высокими дозами кофеина, приводит к снижению проявления силы, локальной мышечной выносливости и значительному увеличению в крови уровня кортизола при неменяющимся уровне тестостерона [49, c. 392; 50, c. 1533], что, в свою очередь, свидетельствует о сдвиге метаболических процессов в сторону катаболизма сигнализируя о возможном нарушении адаптационного процесса при спортивной подготовке [4, с. 449; 51, c. 468].
Учитывая представленные данные, необходимо предостеречь спортсменов от злоупотребления данными препаратами. Все выполнение исследования нацелены на решение острой задачи и не оценивали длительного влияния такой терапии на эффективность и безопасность. В связи предположением о повышении риска возникновения тяжёлых нарушений ритма сердца у здоровых спортсменов при длительном применении в высоких доз в-адренергических агонистов [52], целесообразно провести исследования по оценке эффективности и безопасности как длительной монотерапии, так и в комбинации с другими эргогенными средствами.
Витамины. Несмотря на доказанную эффективность применения витаминов только в условиях их недостатка особый интерес у исследователей вызвала возможность целенаправленного регулирования термогенеза посредством применения витамина А (УШаггоуа Е, 2013), благодаря его способности проникать через клеточную мембрану клеток-мишеней и взаимодействовать с ядерными рецепторами и индуцировать транскрипцию гена термогенина [53, с. 1061; 54, с. 537].
Снижение уровня потребления ретинола с развитием его дефицита свойственно спортсменам в зимне-весенний период, в самый разгар соревновательного сезона. Это вызывает снижение в бурых и бежевых адипоцитах экспрессии гена термогенина, снижению активности несократительного термогенеза и как следствие увеличению вклада углеводов в энергообмен. Общеизвестно влияние дефицита витамина А на сумеречное зрение, регенерацию тканей, развитие выраженных когнитивных нарушений и других патологических состояний [55, с. 308]. Но, тем не менее, на данный момент нет сведений в свободном доступе ни об одном исследовании, которое бы изучало влияние витамина А на физическую форму спортсмена.
Поэтому очень важно, что развитие фундаментальных научных знаний в цитологии [23, с. 1509; 30, с. 366] позволило получить интересные данные в ходе экспериментов на биологических моделях. Так введение в течение 4-х дней 10 и 50 мг/кг ретиноловой кислоты крысам или экспозиции в течение 48 часов 1 и 10 рМ выделенным клеткам жировой ткани без дефицита витамина, продемонстрировало увеличение транскрипции гена термогени-на, трансдифференцировку белых адипоцитов в бежевые и усиление вклада окисления свободных жирных кислот в термогенез [28, с. 5326]. Лечение ретиноловой кислотой также способствовало к снижению экспрессии ади-погенных и липогенных факторов транскрипции посредством уровня мРНК [28, с. 5329]. В связи с этим изучение влияния ретинола и его метаболитов, предшественников на физическую работоспособность в циклических видах спорта на Севере актуально. Необходимо также разработать оптимальную схему приёма витамина А с использованием минимально эффективных доз и с максимальной безопасностью.
Поиск активных субстанций и веществ регуляции метаболического термогенеза, минуя симпатические влияния, привёл исследователей к обнаружению выраженного влияния желчных кислот на повышение активности йодтиронин дейодиназы 2 типа в бурых адипоцитах и скелетных мышцах сопровождавшееся повышением потребления кислорода. Природа такого воздействия не зависит от рецептора FXR-a и наоборот сама является посредником в увеличении продукции цАМФ за счёт связывания с G-белок-связанным рецептором TGR5. Следует отметить, что йодтиронин дейодиназа 2 типа катализирует реакцию отщепления иона I- и внутриклеточное превращение тироксина в трийодтиронин [56, с. 484]. Увеличение содержания в клетке трийодтиронина индуцирует транскрипцию гена термогенина и усиливает липолиз [54, с. 638]. Все вместе приводит к усилению теплопродукции, экономии углеводов для выполнения физической нагрузки более эффективно. Поэтому целесообразно изучить препараты, представленные на отечественном рынке (аллохол и холензим), разработать схему приёма и критерии её исполнения, определить эффективную дозу препарата и его переносимость.
Препараты, усиливающие глюконеогенез. Особый интерес представляет возможность пролонгации эндогенных запасов углеводов во время нагрузки посредством ресинтеза энергетического субстрата из других веществ. Среди препаратов, обладающих вышеуказанными требованиями, можно выделить 2-этилтиобензимидазол (Метапрот®). В 1990-е гг. 2-этил-тиобензимидазол как средство, повышающее общую работоспособность, входил в состав табельного оснащения воинских частей в качестве препарата, усиливающего боеспособность военнослужащих [57, с. 66].
В результате доклинических и клинических испытаний был обнаружен ряд свойств, которые могли бы сделать 2-этилтиобензимидазол незаменимым в восстановительной и спортивной медицине. Так было установлено активирующее влияние 2-этилтиобензимидазола на синтез РНК с последующим усилением ферментов участвующих в реакциях глюконеогенеза, что способствует контролю уровня лактата в ходе мышечной деятельности и ре-синтезу углеводов, что согласно информации представленной разработчиком и исследователями ведёт к повышению физической работоспособности [58, с. 66] . Усиление образования митохондриальных ферментов и структурных белков митохондрий обеспечивает оптимизацию энергопродукцию и высокую степень сопряжённости окисления с фосфорилированием, обеспечивая сохранение высокого уровня синтеза АТФ [58, с. 143]. Проведённые фармакокинетические исследования ориентируют на ожидание проявления эффекта препарата через 60-66 минут и продолжительностью около 2-3 часов, что вполне позволяет применять 2-этилтиобензимидазол для экстренной коррекции факторов лимитирующих работоспособность.
Это позволяет частично оценить возможное влияние на организм спортсмена 2-этилтиобензимидазола. Но на данный момент мы не смогли найти ни одного контролируемого исследования эффективности этого препарата на спортсменах. Остаётся не ясно, в какой конкретно ситуации он принесёт максимальную пользу и как сделать приём безопасным для спорта. Учитывая потенциал данного препарата, считаем необходимым проведение целенаправленного изучения влияния на повышение работоспособности спортсменов тренирующихся и соревнующихся в экстремальных климатических и экологических условиях Севера.
Повышение возможностей кислородно-транспортной системы уже давно доказало свою эффективность.
В России недавно зарегистрирован собственный оригинальный препарат, не имеющий пока аналогов в мире - бис-(1-винилимидазол) цинкди-ацетат (Ацизол®). Разработанный, как антидот при отравлении угарным газом, это лекарство демонстрирует необыкновенно мощные адаптационные возможности в сравнении с имеющимися на рынке гипоксеном, метапротом, мексидолом и др.
В настоящий момент в направлении повышения физической работоспособности выполнены работы только на животных. Животных заставляли плавать до отказа, после они отдыхали 5 минут и снова плавали до отказа. После второй попытки они принимали исследуемые препараты, отдыхали 40 минут и снова плавали до отказа. Ацизол (бис-(1-винилимидазол) цинкдиа-цетат) продемонстрировал повышение работоспособности на 110%, а восстановление работоспособности на 238,96% [59, с. 636]. Превышение восстановления и повышения работоспособности по отношению к контролю составило 71% и 51% соответственно. Полученные результаты авторы связывают с улучшением на фоне приёма препарата кислородосвязывающих и газотранспортных свойств крови и снижает потребность организма в кислороде.
Данный препарат имеет перспективы использования у подготовленных спортсменов с целью определения эффективных доз препарата, точек приложения и схемы назначения и целесообразно оценить комбинированное применение с уже известными препаратами.
Проведённый анализ доступной информации показал, что наряду с препаратами, оптимизирующими липидный обмен и способствующими сохранению запасов углеводов, для реализации их в сокращении мышечных волокон, есть препараты направленные создающие изменения в углеводном обмене, способствуя его интенсификации и снижению окисления липидов. Это является актуальным на дистанциях с выполнением упражнений в меньшем промежутке времени, чем истощение запасов гликогена. При планировании участия в длительных соревнованиях или тренировке, использование
этих средств может рассматриваться как эрголитическое и приведёт к более быстрому истощению запасов углеводов и раньше лимитирует работоспособность [60, с. 61-64]. К списку таких препаратов можно отнести:
- триметазидин (Предуктал МВ®) - парциальный ингибитор окисления жирных кислот (ингибируемый фермент 3-кетоацил КоА тиолаза), запрещён с 2015 года МОК ( The 2015 prohibited lists);
- ранолазин (Ранекса®) - дериват пиперазина, является парциальным ингибитором окисления жирных кислот;
- 3-(2,2,2- триметилгидразинил) пропионата дигидрат (Милдронат®) -ингибирует окисление жирных кислот, обратимо ограничивая скорость биосинтеза карнитина из предшественника гамма-бутиробетаина.
Заключение. Анализ возможностей фармакологической поддержки спортсменов, тренирующихся на Севере, позволяет сделать следующие выводы:
Во время занятий спортом в холодных условиях, усилия должны быть направлены на гарантированное адекватное насыщение организма углеводами для того, чтобы компенсировать возможное увеличение окисления углеводов, связанное с усилением термогенеза.
Концентрация углеводов в жидкости напитка не должна превышать 10%, несмотря на то, что потеря жидкости через потоотделение снижена или отсутствует, потому что это может спровоцировать развитие желудочно-кишечных расстройств.
Использование в-адренергических агонистов, таких как кофеин и тео-филлин может снизить негативное влияние острого холодового воздействия и повысить работоспособность спортсмена специализирующегося в видах спорта на выносливость. При длительной физической нагрузке оптимально использовать умеренные дозы кофеина 4-6 мг/кг за 1 час до выполнения нагрузки.
Проявлению максимального эффекта в-адренергических агонистов способствует приём L-карнитина в дозе 30 мг/кг за 1-2 часа перед началом тренировки или соревнования (но не менее 2 грамм на приём).
Препаратом, который целесообразно изучить на возможность добавить к кофеину и L-карнитину будет этилтиобензимидазол, доказавший активацию синтеза РНК, усиление синтеза ферментов глюконеогенеза приводящего к ускорению утилизации лактата, ресинтезу углеводов и поддержанию их запасов на более высоком уровне. Дополнительно эффект препарата реализуется через усиление синтеза митохондриальных ферментов и структурных белков митохондрий с последующим усилением энергопродукции и поддержанием высокой степени сопряжённости окисления с фосфорилированием. Сохранение высокого уровня синтеза АТФ способствует проявлению выраженной антигипоксической активности и дополнительному повышению физической работоспособности.
Алкоголь повышает физическую работоспособность в условиях холода, но может привести к серьёзным осложнениям и травмам, поэтому его приём не рекомендуется.
Заслуживают внимание потенциальные метаболические регуляторы витамин А (ретинол и в-кератин), аллохол и холензим. Необходимо оценить их влияние как в монотерапии, так и в комбинации с L-карнитином на предмет эргогенного воздействия при длительной физической нагрузке.
Новый препарат Ацизол должен быть апробирован в циклических видах спорта, так как полученные предварительные данные дают очень хорошие шансы на высокую эффективность при балансе безопасности. Необходимо понять возможности его максимально эффективного использования и определить комбинации из нескольких препаратов для политропного влияния.
Литература
1. Литинская, Е.А. Допинг в спорте: социально-философский аспект [Текст] / Е.А. Литинская // Вестник Волгоградского государственного университета. Философия. - 2011. - № 3 (15). Сер. 7. - С. 186-191.
2. Стернин, Ю.И. Технологии системной энзимотерапии в спортивной медицине [Текст] / Ю.И. Стернин, Г.Ю. Кнорринг // Поликлиника. - 2008. -№ 3. - С. 66-69.
3. Михайлова, А.В. Клинико-функциональная характеристика спортсменов с перенапряжением сердечно-сосудистой системы [Текст] / А.В. Михайлова // Физиологические и биохимические основы и педагогические технологии адаптации к разным по величине физическим нагрузкам : в 2 т. : материалы Междунар. науч.-практ. конф. (29-30 ноября 2012 г.). - Казань : Поволжская ГАФКСиТ, 2012. - Т. 1. - С. 42-44.
4. Трунина, С.Г. Перетренированность у спортсменов - проявление, лечение, меры профилактики [Текст] / С.Г. Трунина // Вестник КАЗНМУ. - 2012. -№ 1. - С. 447-449.
5. Portugalov, S.N. Perspectives for development of sports pharmacology as branch of extremal medicine [Text] / S.N. Portugalov // Sports science bulletin. - 2013. -№ 5. - P. 87-90.
6. Капилевич, Л.В. Спортивная биохимия с основами спортивной фармакологии [Текст] : учеб. пособие / Л.В. Капилевич [и др.]. - Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 152 с.
7. Febbraio, M.A. Exercise at climatic extremes [Text] / M.A. Febbraio // Nutrition in sport. - 2000. - P. 497-510.
8. Nimmo, M. Exercise in the cold [Text] / M. Nimmo // Journal of sports science. -2004. - V. 22. - P. 898-916.
9. Мамаева, Н.Л. Влияние климатогеографических и экологических факторов на здоровье коренного населения, проживающего в нефтедобывающих районах севера Тюменской области [Текст] / Н.Л. Мамаева, С.И. Квашина // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - № 3 (23), Прил. 2. - С. 365-366.
10. Тюменская область: сведения о регионе [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://admtyumen.ru/ogv_ru/about/region_territory.htm - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 07.01.2015).
11. Ханты-Мансийский автономный округ - Югра: общие сведения об округе [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.admhmao.ru/wps/porta l/hmao/ob_ okruge/obschie_svedenyia.
12. Galbo, H. The effect of water temperature on the hormonal response to prolonged swimming [Text] / H. Galbo [et al.] // Acta Physiologica Scandinavica. -1979. - V. 105. - № 3. - P. 326-337.
13. Doubt, T.J. Physiology of exercise in the cold [Text] / T.J. Doubt // Sports Medicine. - 1991. - V. 11. - № 6. - P. 367-381.
14. Parkin, J.M. Effect of ambient temperature on human skeletal muscle metabolism during fatiguing submaximal exercise [Text] / J.M. Parkin [et al.] // Journal of Applied Physiology. - 1999. - V 86. - № 3. - P. 902-908.
15. Holmer, I. Metabolic and thermal response to swimming in water at varying temperatures [Text] / I. Holmer, U. Bergh // J Appl Physiol. - 1974. - V 37. -№ 5. - P. 702-705.
16. Coggan, A.R. Carbohydrate ingestion during prolonged exercise: effects on metabolism and performance [Text] / A.R. Coggan, E.F. Coyle // Exercise and sport sciences reviews. - 1991. - V 19. - № 1. - P. 1-40.
17. Tikuisis, P. Comparison of thermoregulatory responses between men and women immersed in cold water [Text] / P. Tikuisis [et al.] // Journal of Applied Physiology. - 2000. - V 89. - P. 1403-1411.
18. Cahill, G.F. Fuel metabolism in starvation [Text] / G.F. Cahill // Annu. Rev. Nutr. - 2006. - V 26. - P. 1-22.
19. Vallerand, A.L. Cold stress increases lipolysis, FFA Ra and TG/FFA cycling in humans [Text] / A.L. Vallerand [et al.] // Aviation, space, and environmental medicine. - 1999. - V. 70. - № 1. - P. 42-50.
20. Layden, J.D. During exercise in the cold increased availability of plasma non-esterified fatty acids does not affect the pattern of substrate oxidation [Text] / J.D. Layden, D. Malkova, J.D. Nimmo // Metabolism. - 2004. - V. 53. - № 2. -P. 203-208.
21. Pozos, R.S. Human physiological responses to cold stress and hypothermia [Text] / R.S. Pozos [et al.] // Medical aspects of harsh environments. - 2001. -
V 1. - P. 351-382.
22. Vallerand, A.L. Rates of energy substrates utilization during human cold exposure [Text] / A.L. Vallerand, I. Jacobs // European journal of applied physiology and occupational physiology. - 1989. - V 58. - № 8. - P. 873-878.
23. Cypess, A.M. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans [Text] / A.M. Cypess [et al.] // New England Journal of Medicine. - 2009. -
V 360. - № 15. - P. 1509-1517.
24. van Marken Lichtenbel,t W.D. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men [Text] / W.D. van Marken Lichtenbelt [et al.] // New England Journal of Medicine. - 2009. - V 360. - № 15. - P. 1500-1508.
25. Virtanen, K.A. Functional brown adipose tissue in healthy adults [Text] / K.A. Virtanen // The New England journal of medicine. - 2009. - V. 360. - № 15. -P. 1518-1525.
26. Saito, M. High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans effects of cold exposure and adiposity [Text] / M. Saito [et al.] // Diabetes. - 2009. - V. 58. - № 7. - P. 1526-1531.
27. Park, A. Distinction of white, beige and brown adipocytes derived from mesen-chymal stem cells [Text] / A. Park, W.K. Kim, K.H. Bae // World journal of stem cells. - 2014. - V 6. - № 1. - P. 33-42.
28. Mercader, J. Remodeling of white adipose tissue after retinoic acid administration in mice [Text] / J. Mercader [et al.] // Endocrinology. - 2006. - V. 147. -№ 11. - P. 5325-5332.
29. Гинсар, Е.А. Распространённость метаболического синдрома и его структура в зависимости от массы тела у работающих мужчин г. Мирного [Текст] / Е.А. Гинсар [и др.] // Профилактическая медицина. - 2010. - № 1. -С. 37-41.
30. Wu, J. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human [Text] / J. Wu [et al.] // Cell. - 2012. - V 150. - № 2. - P. 366-376.
31. Hargreaves, M. Metabolic factors in fatigue [Electronic resource] / M. Harg-reaves // Sports Science Exchange 98. - 2005. - Vol. 18. - № 5. - Access mode: http://www.uni.edu/dolgener/Advanced_Sport_Nutrition/Metabolic_Factors_in_ Fatigue.pdf. - (Visit date: 04.01.2015).
32. Колеман, Э. Питание для выносливости: перевод с английского [Текст] / Э. Колеман. - Мурманск : Тулома, 2005. - 192 с.
33. Слимейкер, Р. Серьёзные тренировки для спортсменов на выносливость [Текст] / Р. Слимейкер, Р. Браунинг ; пер. с англ. - Мурманск : Тулома, 2007. - 328 с.
34. Мякинченко, Е.Б. Развитие локальной мышечной выносливости в циклических видах спорта [Текст] : монография / Е.Б. Мякинченко, В.Н. Селуянов. -М. : ТВТ Дивизион, 2009. - 360 с.
35. Coombes, J.S. The Effectiveness of Commercially Available Sports Drinks [Text] / J.S. Coombes, K.L. Hamilton // Sports Med. - 2000. - V. 29. - № 3. -P. 181-209.
36. Febbraio, M.A. Effect of CHO ingestion on exercise metabolism and performance in different ambient temperatures [Text] / M.A. Febbraio [et al.] // Medicine and science in sports and exercise. - 1996. - V 28. - № 11. - P. 1380-1387.
37. Vallerand, A.L. Effects of ephedrine-xanthines on thermogenesis and cold tolerance [Text] / A.L. Vallerand // International journal of obesity and related metabolic disorders: journal of the International Association for the Study of Obesity. - 1993. - V 17. - P. S53-S56.
38. Costill, D.L. Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise performance [Text] / D.L. Costill, G.P. Dalsky, W.J. Fink // Medicine and science in sports. - 1978. - Vol. 10. - № 3. - P. 155-158.
39. Lawrence, C.H. Metabolic and hormonal responses in theophylline increased cold resistance in males [Text] / C.H. Lawrence // The American physiological society. - 1987. - V 63. - № 2. - P. 589-596.
40. Graham, T.E. Performance and metabolic responses to a high caffeine dose during prolonged exercise [Text] / T.E. Graham, L.L. Spriet // Journal of applied physiology. - 1991. - Vol. 71. - № 6. - P. 2292-2298.
41. Манчук, В.Т. Экология северных территорий и здоровье населения различных этнических групп [Текст] / В.Т. Манчук // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - № 3 (23), Прил. 2. - С. 375-381.
42. Балыкова, Л.А. Результаты и перспективы использования средств энерго-тропной терапии в педиатрии на примере L-карнитина [Текст] / Л.А. Балыкова // Вопросы практической педиатрии. - 2009. - Т. 4. - № 2. - С. 49-55.
43. Ивянский, С.А. Сравнительная характеристика эффективности некоторых препаратов в профилактике развития стрессорной кардиопатии у детей-спортсменов [Текст] / С.А. Ивянский // Журнал Российской ассоциации по спортивной медицине и реабилитации больных и инвалидов. - 2006. - № 2 (19). - С. 20-21.
44. Williams, M.H. Nutritional ergogenic aids [Text] / M.H. Williams, B.C. Leutholtz // Nutrition in sport. - 2000. - P. 356-367.
45. Calfe, R. Popular Ergogenic Drugs and Supplements in Young Athletes [Text] / R. Calfee, P. Fadale // Pediatrics. - 2006. - Vol. 117. - № 3. - P. e577-e589.
46. Spriet, L.L. Caffeine ingestion and muscle metabolism during prolonged exercise in humans [Text] / L.L. Spriet [et al.] // Am J Physiol. - 1992. - V. 262. -№ 6. - Pt. 1. - P. E891-E898.
47. Kruk, B. Influence of caffeine, cold and exercise on multiple choice reaction time [Text] / B. Kruk [et al.] // Psychopharmacology. - 2001. - V 157. - № 2. -P. 197-201.
48. Beaven, C.M. Effects of caffeine and carbohydrate mouth rinses on repeated sprint performance [Text] / C.M. Beaven // Applied physiology nutrition and metabolism. - 2013. - № 38 (6). - P. 633-637.
49. Spriet, L.L. Caffeine [Text] / L.L. Spriet, R.A. Howlett // Nutrition in sport. -2000. - P. 379-392.
50. Lee, C.L. Co-ingestion of caffeine and carbohydrate after meal does not improve performance at high-intensity intermittent sprints with short recovery times [Text] / C.L. Lee // European journal of application physiologie. - 2014. - № 114 (7). - P. 1533-1543.
51. Kirschbaum, C. Persistent high cortisol responses to repeated psychological stress in a subpopulation of healthy men [Text] / C. Kirschbaum [et al.] // Psychosomatic medicine. - 1995. - № 57. - P. 468-474.
52. Национальные рекомендации по допуску спортсменов с отклонениями со стороны сердечно-сосудистой системы к тренировочно-соревновательному процессу [Текст] // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. - 2011. -Прил. - № 6. - С. 2-60.
53. Mercader, J. All-trans retinoic acid increases oxidative metabolism in mature adipocytes [Text] / J. Mercader [et al.] // Cellular Physiology and Biochemistry. -2007. - V. 20. - № 6. - P. 1061-1072.
54. Villarroya, F. Beyond the sympathetic tone: the new brown fat activators [Text] / F. Villarroya, A. Vidal-Puig // Cell metabolism. - 2013. - V. 17. - № 5. - P. 638-643.
55. Akbaraly, N.T. Plasma carotenoid levels and cognitive performance in an elderly population: results of the EVA Study [Text] / N.T. Akbaraly [et al.] // The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. - 2007. -
V 62. - № 3. - P. 308-316.
56. Watanabe, M. Bile acids induce energy expenditure by promoting intracellular thyroid hormone activation [Text] / M. Watanabe [et al.] // Nature. - 2006. -V. 439. - P. 484-489.
57. Шавловская, О.А. Терапия астенических расстройств [Текст] / О.А. Шавлов-ская // Медицинский совет. - 2013. - № 12. - С. 66-71.
58. Зарубина, И.В. Молекулярная фармакология антигипоксантов [Текст] / И.В. Зарубина, П.Д. Шабанов. - СПб. : Изд-во Н-Л, 2004. - 368 с.
59. Baulin, S.I. Effects of drugs on exercise performance [Text] / S.I. Baulin, S.M. Rogacheva, S.V Afanaseva // Bulletin of experimental biology and medicine. - 2013. - V. 155. - № 5. - P. 636-638.
60. Prihodko, V. Yu. Metabolic therapy in cardiovascular pathology [Text] /
V Yu. Prihodko // proCARDIO. - 2009. - № 4 (130). - P. 61-64.
