Фармакологические средства для коррекции работоспособности при систематических физических нагрузках

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Интерес к вопросам медицинского обеспечения спорта высоких достижений не ослабевает. Одно из направлений спортивно-тренировочного процесса — это обоснование применения методов коррекции работоспособности при систематических физических нагрузках. Для усиления этого процесса используются не только физиологические методы воздействия (нормобарическая и гипербарическая оксигенация, гипобарическая и нормобарическая гипоксическая тренировка, воздействие импульсным электрическим током), но и фармакологические препараты [1–7]. Вместе с тем следует отметить, что применение лекарственных средств может оказывать и нежелательные побочные эффекты, прежде всего, на центральную нервную систему, обменные процессы, сердце, печень, почки, кровь, гормональную систему человека [8–10]. Кроме того, многие препараты (анаболические стероиды, факторы роста, гормоны, психостимуляторы, наркотические вещества и др.) уже внесены в список запрещенных (WADA) [1, 2, 11], а другие могут там оказаться в ближайшее время [3, 4]. Обоснованная фармакологическая поддержка спортсменов высокой квалификации остается важной проблемой. Поэтому поиск современных подходов и средств, повышающих физическую работоспособность и функциональное состояние при систематических физических нагрузках, не теряет своей актуальности.

ПРЕПАРАТЫ КОРРЕКЦИИ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СТРЕССА

Известно, что реакция на эмоциональный стресс у человека индивидуальна, возникнут или нет негативные явления, определяется, прежде всего, оценкой субъектом стрессирующего фактора. Комплексный ответ зависит как от рассудочной деятельности, так и от эволюционно закрепленных механизмов, обеспечивающих нервные, гуморальные, энергетические и другие составляющие реакции, в совокупности формирующие функциональную систему [12–15].

Для коррекции эмоционального стресса используются бензодиазепиновые транквилизаторы, небензодиазепиновые анксиолитики, нейролептики, гетероциклические антидепрессанты с седативным компонентом, ингибиторы МАО, адреноблокаторы, ноотропы [3, 4, 8]. Известно, что бензодиазепиновые транквилизаторы, проявляющие анксиолитическое, гипноседативное и миорелаксирующее действие, вызывают зависимость, синдром отмены и нарушения памяти, что ограничивает их применение [16–19]. На смену бензодиазепиновым транквилизаторам приходят селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, применяемые, прежде всего, при терапии депрессивных состояний.

Для профилактики эмоционального стресса используют анальгетические и анксиолитические средства. Вместе с тем анксиолитики вызывают миорелаксацию, расстройство координации движений, нарушение памяти, что существенно ограничивает их применение, а обезболивающие средства не всегда эффективны [8, 20]. «Идеальные» средства должны сочетать анксиолитическое, вегетотропное и анальгетическое действие.

Селективный анксиолитик — производное 2-меркаптобензимидазола обладает выраженной нейропротекторной активностью [21], способствует повышению устойчивости мембранных структур нейронов коры и стриатума к свободнорадикальным процессам, вызванным глобальной преходящей ишемией головного мозга, о чем свидетельствуют опыты с использованием моделей локальной и глобальной ишемии мозга [22]. В этих условиях препарат увеличивает активность фермента антиоксидантной защиты каталазы в нейронах коры [23]. Полагают, что препарат, не связываясь непосредственно с бензодиазепиновым рецептором, восстанавливает его способность к взаимодействию с многочисленными эндогенными лигандами и модуляторами, нормализуя работу имеющейся функциональной системы. В этом заключается его главное преимущество перед бензодиазепиновыми транквилизаторами, которые имеют тропность лишь к отдельным подтипам бензодиазепинового рецептора [13, 16].

Этиловый эфир N-фенилацетил-L-пролилглицина оказывает анксиолитическое действие с положительным влиянием при нарушениях памяти, вызванных ишемией, травмой, алкоголем. Низкая токсичность препарата, связанная с эндогенной природой его основных метаболитов, позволяет рассматривать препарат как адекватное средство превентивной терапии, длительное применение которого не будет сопровождаться побочными эффектами [24–26].

Гидазепам — единственный из существующих бензодиазепиновых транквилизаторов, имеющий диссоциацию в определенном диапазоне доз анксиолитического и седативного эффекта. Доказано, что уменьшение тревоги при введении гидазепама в малых дозах связано не с присоединением к бензодиазепиновому рецептору, а с увеличением взаимодействия с эндогенными лигандами. Он может использоваться в качестве дневного транквилизатора [13, 16].

Адамантилбромфениламин сочетает анксиолитическое и психостимулирующее действие. Последнее обеспечивается его способностью индуцировать ген тирозингидроксилазы, что приводит к повышению содержания дофамина и норадреналина. В отличие от типичных психостимуляторов, он не истощает запасы катехоламинов в депо, а увеличивает их синтез, что исключает побочные эффекты, характерные для амфетамина и сиднокарба [13].

ПРЕПАРАТЫ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ УВЕЛИЧЕНИЮ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

К перспективным препаратам, способствующим увеличению физической работоспособности, можно отнести актопротекторы [27–33]. Соединения этой группы усиливают резистентность организма к кислородному голоданию. Оптимизация энергетического обмена связана с увеличением сопряжения между окислением и фосфорилированием. Повышение митохондриального окисления и активности глюконеогенеза зависит от способности препаратов накапливаться в митохондриях и активизировать пресинтез митохондриальных мембран, связанных с процессом сопряжения. Меньший сдвиг гомеостаза при нагрузках обусловлен сохранением гликогена и меньшим образованием молочной кислоты, а также ускорением ее утилизации. Фармакологический эффект актопротекторов, в отличие от адаптогенов, субстратов, витаминов, развивается быстро (после однократного введения) и практически не уступает по силе воздействия психостимуляторам, значительно превосходя их при курсовом применении [1, 34]. Низкая токсичность, «мягкая» мобилизация энергетических ресурсов, оптимизация метаболических процессов позволяют использовать эти соединения для повышения физической работоспособности спортсмена в обычных и осложненных условиях. Так, в исследованиях с участием пловцов установлено, что применение актопротектора бемитила не только способствовало существенному расширению объема тренировочных нагрузок, но и достижению высокого уровня функционального состояния спортсменов в более короткие сроки [6]. Необходимо также отметить эффективность и устойчивость кардиореспираторной системы: кислородный эффект дыхательного цикла, вентиляционный эквивалент, время удержания максимальных значений аэробной производительности, эффективность энергообеспечения. Установлено, что у пловцов, получавших бемитил, формировались наиболее целесообразные сочетания таких показателей, как энергетический объем (V_e) и объем кислорода (%V_О2). Эти изменения указывают на формирование адаптационно-приспособительных механизмов к новым условиям. Подобная программа может быть усилена и закреплена на основании влияния бемитила на синтез короткоживущих белков. Бемитил успешно использовался при подготовке атлетов к соревновательным процессам различных уровней. Так, по данным некоторых исследователей [6, 7], предварительный (в течение 21 дня перед соревнованиями) комплексный прием бемитила, амтизола и женьшеня способствовал повышению работоспособности у спортсменов высших достижений.

Известно, что для улучшения энергетического статуса клетки используются антигипоксанты, способствующие восстановлению функции митохондрий и устраняющие дисбаланс энергетического обмена [28, 35–38]. Один из эффективных антигипоксантов — натриевая соль поли(n-диокси-о-фенилен)тиосерной кислоты, относящаяся к классу искусственно созданных редокс-систем. Ее полигидрофениленовая структура обеспечивает проявление выраженных антиоксидантных свойств, способность связывать большое число свободных радикалов, нейтрализовывать окислители и продукты перекисного окисления липидов [36, 38–41]. Механизм антигипоксического действия заключается в шунтировании транспорта электронов 1 и 2-го комплексов дыхательной цепи за счет высокой электрон-обменной емкости, при этом увеличивается скорость потребления кислорода и повышается сопряженность окислительного фосфорилирования. Применение полидигидроксифенилентиосульфоната натрия способствует поддержанию уровня тканевого дыхания, усиливает эффективность окислительного фосфорилирования. Для повышения и восстановления физической работоспособности его можно применять не только однократно, но и курсами в сочетании с другими соединениями [28].

К группе антигипоксантов с ноотропными, анксиолитическими и антиоксидантными свойствами относится этилметилгидроксипиридина сукцинат, ингибирующий процессы перекисного окисления липидов, повышающий резистентность организма к действию различных повреждающих факторов, улучшающий энергетический обмен клетки и оптимизирующий синаптическую передачу [42–45]. Механизм действия препарата связан с антиоксидантными и мембранопротекторными свойствами, способностью модулировать ГАМК_А-рецепторы, ингибировать свободнорадикальные стадии синтеза простагландинов [42, 43]. Препарат состоит из двух связанных и функционально значимых соединений: 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина и янтарной кислоты. Наличие 3-гидроксипиридина в структуре обеспечивает комплекс его антиоксидантных и мембранотропных эффектов, способность уменьшать глутаматную эксайтотоксичность, модулировать функционирование рецепторов, что принципиально отличает этилметилгидроксипиридина сукцинат от других препаратов, содержащих янтарную кислоту [16, 42, 43]. Наличие сукцината в структуре отличает его от эмоксипина и других производных 3-оксипиридина, поскольку сукцинат функционально значим для многих процессов, протекающих в организме, и, в частности, является субстратом для повышения энергетического обмена в клетке. Сочетание в структуре этилметилгидроксипиридина сукцината двух соединений с необходимыми свойствами обеспечивает его хорошую проходимость через гематоэнцефалический барьер и высокую биодоступность [45]. Препарат повышает работоспособность и корригирует кислородозависимые патологические состояния при хроническом утомлении и переутомлении. Установлено, что у спортсменов-хоккеистов после систематических физических нагрузок значительно быстрее восстанавливалась работоспособность при его использовании в сочетании с гипербарической оксигенацией [45, 46].

В спортивной медицине используются препараты янтарной кислоты, повышающие адаптацию к нагрузкам и оказывающие стимулирующее воздействие на процессы клеточного дыхания и энергообразования. При экспериментальной гипоксии различного генеза выявлена антиоксидантная и антигипоксантная активность этих соединений. Обнаруженные эффекты объясняются взаимопотенцирующим действием янтарной кислоты, рибоксина, рибофлавина и никотинамида. Так, установлено, что янтарная кислота усиливает активность НАД-зависимых ферментов, а рибофлавин и никотинамид усиливают активность янтарной кислоты [47–51]. Одним из путей восполнения энергодефицита в мышечной ткани в условиях недостатка кислорода является восстановительный синтез янтарной кислоты, сопровождающийся образованием аденозинтрифосфата (АТФ). Полное окисление одной молекулы янтарной кислоты в реакциях окислительного фосфорилирования превращается в пять молекул АТФ. Таким образом, энергетическая ценность сукцината более чем в два раза превышает энергию, получаемую путем анаэробного гликолиза. И хотя это значительно меньше, чем энергия, получаемая в полном цикле аэробного метаболизма глюкозы, данная способность представляется достаточно важной в условиях сохраняющейся, частично купированной гипоксии или в раннем постгипоксическом периоде [50–52]. Янтарная кислота относится к группе двухосновных предельных кислот, ее концентрация в тканях составляет 500–800 мкмоль/л, в плазме крови в физиологических условиях — 2–20 мкмоль/л [47, 48]. Кроме того, янтарная кислота — это субстрат цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), участвующий в клеточном дыхании и образовании АТФ, она также представляет собой один из компонентов антиоксидантной системы, обладает противовоспалительным действием, принимает участие в детоксикации ксенобиотиков и проявляет нейротропную активность [51]. При приеме янтарной кислоты в крови спортсменов отмечалось повышение количества эритроцитов, свидетельствующее об ускорении процессов эритропоэза во время физических нагрузок [50, 52–54].

Известно, что напряженная мышечная деятельность может приводить к существенным изменениям водно-солевого баланса в организме, изменению макро- и микроэлементного состава в тканях, что, в свою очередь, может обусловливать значительное снижение физической работоспособности. В связи с этим весьма полезным может оказаться использование спортсменами в период тяжелых тренировочных нагрузок различных препаратов, регулирующих водно-электролитный баланс в организме. Так, установлено, что гипокалиемия, отмечающаяся после значительных физических нагрузок, — одна из основных причин снижения функциональных возможностей миокарда. Поэтому электролиты, прежде всего калиевые, играют важную роль в поддержании нормального функционального состояния сердца. К препаратам подобного типа относятся средства, в состав которых входят калия аспарагинат и магния аспарагинат. Весьма значимой в плане влияния на физическую работоспособность и восстановительные процессы является коррекция, осуществляемая с помощью таких биологически активных металлов, как Fе, Cu, Ni, Zn, Со, Mg, Мо. Показано также, что использование этих микро- и макроэлементов на фоне витаминизации способствует сохранению нормальной иммунологической реактивности при напряженных физических нагрузках [55–57].

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Для профилактики переутомления и перенапряжения в спортивной практике используют препараты пластического действия, улучшающие процессы синтеза белка, — предшественники пиримидиновых и пуриновых оснований как необходимое звено в биосинтезе мононуклеотидов. Так, для пуриновых оснований таким предшественником служит инозин, а для пиримидиновых — оротовая кислота. Физиологическая активность инозина проявляется в усилении сократительной способности миокарда и снабжения сердца кислородом за счет коронарорасширяющего действия, улучшения процессов энергообразования [8, 58, 59]. Оротовая кислота потенцирует белковый синтез, т. е. проявляет анаболический эффект, выраженный слабее, чем у анаболических стероидов [58, 59].

Известно, что при напряженных и продолжительных физических нагрузках энергетическое обеспечение работающих мышц первоначально осуществляется за счет углеводов, а при снижении их запасов — за счет жиров. Поскольку работа в анаэробной зоне обеспечивается преимущественно за счет глюкозы, то для повышения запасов гликогена в мышцах и печени спортсменам до и после тренировки рекомендуется употреблять продукты с повышенным содержанием углеводов [5, 57, 58].

Определенный практический интерес в отношении влияния на физическую работоспособность представляет ряд препаратов, содержащих в своем составе макроэргические группы: АТФ (фосфобион), креатинфосфат, фосфорилированные углеводы (глюкозо-1-фосфат, глюкозо-1,6-дифосфат, глюкозо-6-фосфат) и др. АТФ в организме — это биологический комплексообразующий реагент, проявляющий свои основные метаболические и гемодинамические эффекты в комплексе с магнием, дефицит которого в организме способствует прогрессированию артериальной гипертензии. При применении различных форм солей магния наблюдается стимуляция энергетического обмена, ускорение синтеза АТФ [58]. Установлено, что магний препятствует разрушению АТФ путем ингибирования процессов дезаминирования и дефосфорилирования АТФ тканями. Применение комплекса АТФ с магнием повышает содержание внутриклеточного АТФ, уменьшает концентрацию молочной кислоты в тканях, улучшает электролитный обмен, нормализует мембранную проницаемость, увеличивает уровень кальция и магния в митохондриях, уменьшает внутриклеточный ацидоз [57–59].

Для увеличения работоспособности при продолжительных физических нагрузках, источником энергообеспечения которых являются преимущественно жиры, применяют такие соединения, как церебролецитин, липоцеребрин и эссенциальные фосфолипиды в комплексе с витаминами группы В, витамином Е и никотинамидом [30, 52].

Перспективными нейропротекторами могут рассматриваться метаболические активаторы мозга и пептидные препараты. Синтетические препараты метаболического типа действия прочно вошли в современную фармакологию. Часто они квалифицируются как антигипоксанты, антиоксиданты, психоэнергизаторы. Нейропептиды применяются в клинической фармакологии сравнительно недавно. Среди них следует выделить органопрепараты, малые концентрации антител к биологически значимым эндогенным субстанциям и синтетические пептиды [25, 59].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, приведенный обзор литературы свидетельствует, что для коррекции работоспособности и функционального состояния при систематических физических нагрузках необходимы препараты комплексного общеукрепляющего действия, нейропротекторы, адаптогены, актопротекторы, антигипоксанты, метаболические активаторы мозга, пептидные биорегуляторы. Спектр применения таких лекарственных средств весьма широк, но их перечень требует постоянного пополнения и обновления, замены менее активных соединений на более эффективные.

Следует отметить, что влияние фармакологических средств для повышения работоспособности в экстремальных условиях принципиально отличается от стимулирующих допинговых воздействий, поскольку это не предельная мобилизация функциональных резервов организма, а восполнение затраченных энергетических ресурсов [38, 39].

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. П.Д. Шабанов — научное руководство, замысел и включение источников; Е.В. Большова — поиск, отбор и критический анализ литературы, систематизация данных и редактирование текста. Авторы одобрили версию для публикации, а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой ее части.

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима, новые данные не собирали и не создавали.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

ADDITIONAL INFO

Author contributions: P.D. Shabanov: supervision, conceptualization, data curation; E.V. Bolshova: investigation, formal analysis, writing—review & editing. All the authors approved the version of the draft to be published and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that issues related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Funding source: No funding.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously obtained or published material (text, images, or data) was used in this study or article.

Data availability statement: The editorial policy regarding data sharing does not apply to this paper, as no new data was collected or created.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer-review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review involved two external reviewers, a member of the editorial board, and the journal’s scientific editor.

Об авторах

Елена Валерьевна Большова

Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта

Email: bolshovaev@mail.ru
SPIN-код: 9831-2927
Россия, Санкт-Петербург

Петр Дмитриевич Шабанов

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: pdshabanov@mail.ru
SPIN-код: 8974-7477

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы