И формировании адаптационно-компенсаторных процессов организма в условиях различных экстремальных влияний, значительных физических и психоэмоциональных нагрузок

Вид материала

Документы

Содержание Ключевые слова Key words 1.2. Основные принципы морфофункциональной адаптации в спорте Рис. Цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса Анаэробный гликолиз и метаболизм СЖК Показатели энергетического статуса и метаболизма спортсменов с разным уровнем спортивного мастерства Контрольная группа АТФ, мкмоль-мл1 Глюкоза, ммоль-л1 Лактатдегидрогеназа, мккат-л1 Кальций общий, ммоль-л1 Корекция работоспособности при подготовке спортсменов высокой квалификации Витамины, мг-сут' Минеральные вещества, мг-сут Подготовительный период Предсоревновательный период Соревновательный период Восстановительный период Восстановительный период 2.1. Допинги – соблазн подняться на высшую ступень пъедестала ... Полное содержание

Подобный материал:

• Коррекция адаптационно компенсаторных механизмов гомеостаза больных с позиций системного, 873.08kb.
• Хронобиологические аспекты работоспособности спортсменов в условиях Среднего Приобья, 79.46kb.
• Виды физических нагрузок, их интенсивность, 67.74kb.
• Кадочников Александр Александрович пояснительная записка, 76.58kb.
• Учет влияния экстремальных условий, 87.45kb.
• Государственные стро ительные нормы украины защита от опасных геологических процессов,, 1831.15kb.
• Список литературы для учащихся по курсу внутренних болезней на факультете спортивной, 29.1kb.
• Цели: дидактическая, 102.43kb.
• Новая методика исследования неравновесных факторов социокультурных процессов и применение, 155.03kb.
• Вфизиологии под экстремальными факторами понимают крайние, весьма жесткие условия среды,, 56.44kb.

1. ВВЕДЕНИЕ
   

Резюме. Изложены современные взгляды на роль кислородзависимых реакций при формировании адаптационно-компенсаторных процессов организма в условиях различных экстремальных влияний, значительных физических и психоэмоциональных нагрузок. Основное внимание сосредоточено на некоторых аспектах енергообеспечения организма и причинах преобразования перекисного окисления липидов с регуляторного фактора в патогенный при его чрезмерной неконтролируемой активации. Обосновано значение поддержания кислородного гомеостаза и баланса оксигеназных и оксидазных реакций за счет эндогенной продукции кислорода в метаболических адаптогенных преобразованиях. Далее приведены средства для формировании высшей антиоксидантной и адаптационной способности организма.

Ключевые слова: антиоксиданты, стимуляция свободнорадикальных и перекисных процессов, генерация эндогенного кислорода, формирование адаптационных реакций.


Summary. This article includes the most contemporary approaches about the role of oxygen-dependent reactions during the formation of the extreme influences. The main emphasis is maid on factors which process to pathogenic one if there is the excessive uncontrolled activation of the lipid peroxidation. It proves importance of the oxygen homeostasis maintenance and balance between oxidative oxygenative reactions due to endogenous oxygen generation in metabolic adaptive transformations. Pharmacotherapeutic means used at the higher antioxidant and adaptive capacity formation of the organism are being under the discussion.

Key words: antioxidants, stimulation of free-radical and peroxide processes, endogenous oxygen generation, formation of adaptive reactions.

Резюме. Викладені сучасні погляди на роль киснезалежних реакцій при формуванні адаптаційно-компенсаторних процесів організму в умовах різних екстремальних впливів, значних фызичних та психоэмоцыйних навантажень. Основну увагу зосереджено на окремих аспектах енергозабезпечення організму та причинах перетворення пероксидного окиснення ліпідів із регуляторного фактора на патогенний при його надмірній неконтрольованій активації. Обгрунтовано значення підтримання кисневого гомеостазу і балансу оксигеназних і оксидазних реакцій за рахунок ендогенної продукції кисню в метаболічних адаптогенних перетвореннях. Наведені засоби корекції при формуванні вищої антиоксидантної і адаптаційної здатності організму.

Ключові слова: антиоксиданти, стимуляція вільнорадикальних і пероксидних реакцій, генерація ендогенного кисню, формування адаптаційних реакцій.


ПЛИШ БОГДАН АНТОНОВИЧ, кандидат наук государственного управления, врач высшей категории


Проблема повышения физической работоспособности


Проблема повышения физической работоспособности и ускорения протекания восстановительных процессов после значительных физических напряжений всегда относилась к наиболее актуальным проблемам физиологии спортивной деятельности. Исходя из изложенного, цель спортивной фармакологии заключаются в теоретической разработке, экспериментальном изучении и практическом внедрение недопинговых лекарственных средств и биологически активных добавок к пище для повышения адаптации организма спортсменов к чрезвычайным физическим нагрузкам. Задачами спортивной фармакологии являются выявление и коррекция факторов, лимитирующих работоспособность спортсменов при помощи биологически активных веществ, которые не относятся к допингам, не являются токсичными веществами и не вызывают побочных эффектов в учебно-тренировочном процессе и соревновательной деятельности.

Учитывая возможности которые открывает сегодня мир биотехнологий относительно процессов происходящих в живой материи, то некоторые классические гипотезы перестают быть справедливыми и вероятно будут заменены более универсальными научными взглядами и подходами. Непреложно доказана сложная природа атомов, а законы неизменяемости материи, как и ее элементов в последнее время уже пересмотрены. Так, существуют элементы с одинаковыми атомными массами и сходной структурой, но обладающие неодинаковыми физико-химическими свойствами. Так установлено, что ряд новых веществ и соединений (например, фуллерены), могут менять свою массу и свойства, прекращать свое существование в данном виде, могут превращаться в электромагнитное («аннигиляция» электронов и протонов) или другие виды энерги. Такие превращения возможны лишь при условии соблюдения законов сохранения энергии. Энергия не может исчезать или возникать из ничего, а следовательно меняется только материальная оболочка, количественно оставаясь той же самой. Дает ли нам этот факт право предполагать или даже утверждать, что в мире существуют другие формы энергии, может быть, гораздо более важные для мира, чем внутриатомная энергия?

Широкое использование современных биотехнологий позволяет создавать качественно новые структуры и продукты, сочетающие свойства биологических и абиогенных объектов, синтезировать новые лекарства и разрабатывать системы их доставки на клеточном и субклеточном уровне. Работы в этом направлении тесно увязываются с исследованиями в других стратегических областях (получение новых материалов и структур, «компактные» источники энергии и т.д.). По мнению экспертов практически все они сегодня относятся к технологиям многофункционального назначения. Современные биотехнологии – это не только переход на новый размерный уровень, но и переход к принципиально новым технологиям, принципам и требованиям к созданию продуктов: молекулярная сборка и самосборка высокоорганизованных структур, получение новых конструкционных, электронных, оптических и магнитных материалов, информационных технологий, технологий включающих принципы взаимопроникновения и т.д. Для практического осуществления основной идеи - используются богатейшие возможности в направлении создания принципиально новых классов соединений и веществ. По существу речь идет о разработке физико-химических основ и подходов, которые открывают нанометровый диапазон измерений в мир новых возможностей (нанотехнологии): атомарные кластеры; изменение параметров кристаллической решетки и атомной динамики; тепловых и электронных свойств веществ; изменение магнитных полей (в магнитных кластерах возрастают и даже появляются новые магнитные моменты воздействия, наблюдаются магнитные фазовые переходы и таким образом возникают явления супер- и парамагнетизма). Создание новых биотехнологий позволяет перейти к использованию одноэлектронных устройств и наноэлектроники, новых электронных и магнитных наноматериалов, кластерных катализаторов и нанопленок, новых медицинских технологий. Так знание первичной и пространственной структур белков и ДНК играет решающую роль для понимания процессов протекающих в организме человека. В частности, знание пространственной структуры веществ лежит в основе современной биотехнологии создания современных лекарств (так называемый "drug design"). Внедрение в медицинскую и спортивную практику современных технологий и средств позволило получить возможность более эффективно проникать в ключевые звенья патогенеза, что привело к значительным успехам, но сегодня все еще остается существенный пробел знаний и понимания у ряда специалистов потенциальных возможностей метода метаболитно-детоксикационной коррекции гипоксических расстройств [1,2-5].

На современном этапе испытан целый арсенал средств, обладающих широким спектром действия, способствующих синтезу и мобилизации энергетических и пластических ресурсов, оптимизации деятельности физиологических систем, ускорению процессов восстановления. Сегодня основными направлениями метаболической коррекции состояния организма могут быть: коррекция энергетического обмена (усиление синтеза макроэргов, расширение их резервного пула, более экономное и эффективное использование в различных биохимических процессах; снижение степени утомления); коррекция пластического обмена (ускорение формирования структурного "следа" адаптации, профилактика дистрофических процессов в различных органах и тканях, ускорение процессов реабилитации); защита клеточных структур; оптимизация процессов нейроэндокринной регуляции; снижение выраженности острых стрессовых реакций; профилактика астенических состояний и постстрессорных расстойств; повышение неспецифической иммунорезистентности и профилактика инфекционных заболеваний; улучшение состояния ЦНС, миокарда, печени, других органов и функциональных систем, профилактика (или купирование) их дисфункций; профилактика развития переутомления и ускорение процессов восстановления после истощающих нагрузок.

Чрезвычайно высокие физические и психи­ческие нагрузки, которые граничат с возмож­ностями человеческого организма спортсменов высокой квалификации, требуют и высоких тех­нологий медико-биологического обеспечения, что позволяет повышать спортивный результат.

Все виды физической деятельности подраз­деляются по интенсивности нагрузок на очень высокие, высокие, средней и низкой интенсив­ности. Это соответствует уровню спортивной квалификации спортсменов экстра-класса (олимпийских чемпионов и чемпионов мира), мастеров спорта международного класса, масте­ров спорта, разрядников, лиц, занимающихся физической культурой, не занимающихся физи­ческой культурой и занимающихся лечебной физкультурой с целью реабилитации тех или иных функций при помощи заданной двигатель­ной активности. Естественно, что и требования к этим лицам, их подготовленность, питание и фармакологическое обеспечение будут различными.

Следует иметь в виду, что факторы, лимитирующие работоспособность, зависят от вида физической деятельности, которая может быть подразделена в соответствии с классификацией видов спорта на пять основных групп.

Циклические виды спорта с преимущес­твенным проявлением выносливости (бег, плава­ние, лыжные гонки, конькобежный спорт, все виды гребли, велосипедный спорт и другие), когда одно и то же движение повторяется многократно, расходуется большое количествоэнергии, а сама работа выполняется с высокой и очень высокой интенсивностью. Эти виды спорта требуют поддержки метаболизма, специализированного питания, особенно при мара­фонских дистанциях, когда происходит переключение энергетических источников с углевод­ных (макроэргических фосфатов, гликогена, глюкозы) на жировые. Контроль гормональной системы этих видов обмена веществ имеет существенное значение, как в прогнозировании, так и коррекции работоспособности фармакологическими препаратами.

Скоростно-силовые виды, когда главным качеством является проявление взрывной, короткой по времени и очень интенсивной физической деятельности (все спринтерские дистанции, мета­ния, тяжелая атлетика и другие). Чаще эти признаки зависят от генетических детерминант, а источники энергии для обеспечения подобной деятельности принципиально отличаются при проявлении выносливости. Различают циклическую последовательность моторных действий (бег) и ациклическую (бросок). Очень трудно улучшить результат на стометровке, в то время как сила и выносливость более подверженны тренировочным воздействиям. Это же относится и к спортивной фармакологической коррекции. Прирожденные спринтеры имеют более высокий процент быс­трых мышечных волокон по сравнению с бегуна­ми на длинные дистанции. Скорость является весьма демонстративным показателем, который претерпевает с увеличением возраста самый ран­ний и выраженный спад по сравнению с силой и выносливостью. Увеличение массы тела у всех метателей и тяжелоатлетов требует особого контролля за специализированным питанием и сдви­гом катаболической в анаболическую фазу обмена веществ без использования анаболических стероидов и соматотропина. У спринтеров же не­допустимо бесконтрольное увеличение массы те­ла, т.к. в этом случае превалирует углеводный обмен, а источникам энергии являются макроэргические фосфаты, гликоген и глюкоза. Становятся понятны задачи фармакологической коррекции.

Единоборства представляют собой весьма многочисленные виды спортивной деятельности (все виды борьбы, бокс и другие). Характерной чертой расхода энергии при единоборствах является не постоянный, циклический, а ациклический уровень физических нагрузок, зависящий от конкретных условий борьбы, и достигающий, порой очень высокой интенсивности. Вид физической деятельности, ее длительность и интенсивность являются основанием для подбора фармакологических препаратов. Поскольку некоторые виды спорта, достаточно травматичны и это может быть причиной нарушений микроциркуляции и обменных процессов в мозгу, следует в качестве протекторов использовать препараты ноотропного действия.

Игровые виды характеризуются постоян­ным чередованием интенсивной мышечной деятельности с отдыхом, когда спортсмены не за­действованы непосредственно в тех или иных игровых эпизодах. Большое значение имеют ко­ординация движений и психическая устойчивость. Задачи фармакологического обеспечения связа­ны с коррекцией процессов восстановления, компенсации энергии, улучшения обменных процес­сов в мозгу при помощи витаминных комплексов, ноотропов, адаптогенов растительного и живот­ного происхождения, а также антиоксидантов. Сложнокоординационные виды базируют­ся на тончайших элементах движения, как это бывает в фигурном катании, гимнастике, прыжках в воду, стрельбе, где требуется выдержка и внимание. Физические нагрузки варьируют в ши­роких пределах. Например, чтобы сделать слож­ный прыжок, требуется огромная взрывная сила, в то время как при стрельбе необходима кон­центрация внимания и уменьшение тремора Большое значение имеет повышение психичес­кой устойчивости растительными препаратами успокаивающего действия (валериана, боярыш­ник без спиртовых компонентов), ноотропами, витаминными комплексами, богатыми энергети­ческими продуктами.

Сложнотехнические виды в значительной степени связаны с применением технических средств (автогонки, бобслей, парашютный спорт, парусный спорт и многие другие). Уро­вень физических нагрузок может не достигать очень высоких значений, но нервное напряже­ние находится на пределе человеческих возмож­ностей, что и определяет принципы фармаколо­гической коррекции — повышение психической устойчивости.

Помимо этого, существует ряд смешанных видов спорта, где применяются различные виды многоборий, включающих перечисленные виды физической деятельности человека. Естествен­но, задачи специального обеспечения от­личаются значительно и принципиально. Следу­ет отметить, что сегодня возникает много проблем с вос­становлением и поддержанием на высоком уровне физитческой и интеллектуальной формы.

Спортивная деятельность включает практически все виды физической и умственной деятельности, поэтому огромный интерес сегодня прикован к современным технололгиям улучшения работоспособности, выживаемости человека в экстримальных условиях, и особенно к средствам или методикам повышения выносливости, скорости, силы, координации с учетом интенсив­ности физических нагрузок при сохранении общего качества жизни спортсмена.


1.2. Основные принципы морфофункциональной адаптации в спорте


Тренировочная и соревновательная деятельность является основой совершенствования спортсмена. В основе достижения высокого спортивного результата и его роста лежат адаптационные процессы, происходящие в организме. В процессе адаптации к физическим нагрузкам определяются два этапа — срочной и долговременной устойчивой адаптации. Переход от срочного этапа к устойчивой долговременной адаптации основан на формировании структурных изменений во всех звеньях — как в морфо-функциональных системах, так и в регуляторных механизмах.

Процесс адаптации активно сопровождается повышением функциональной мощности структуры и улучшением ее функционирования. При неадекватных, нерационально построенных тренировочных программах некоторые функции могут истощаться, и тогда функционирование организма протекает на предпатологическом и патологическом уровнях. Такое состояние дезадаптации может привести к развитию переутомления, перенапряжения, перетренированности, значительному снижению работоспособности и в дальнейшем — к возникновению заболеваний и травм.

При интенсивной или продолжительной работе в организме возникают и развиваютея процессы дезадаптации. Дезадаптацию следует рассматривать как сложный процесс, затрагивающий все уровни функционирования организма (молекулярный, субклеточный, клеточный, системный, целостный организм) и проявляющийся в совокупности изменений, связанных со сдвигами гомеостаза, уровня и резервов енергообеспечения, регулирующих систем. Развитие дезадаптации сопровождается временным или продолжительным снижением работоспособности [10]. Нельзя рассматривать этот процесс как нечто патологическое, вредное для организма. Это особый вид функционального состояния временно возникающего под влиянием продолжительной или интенсивной физической нагрузки. При этом может усиливаться обмен веществ, повышатьея мышечный тонус, интенсивно происходят процессы восстановления ( Сеченов, И.П. Павлов, А.А. Ухтомский, В.Е Зенблат, В.Д. Моногаров и др.). При многократно часто повторяющихся или длительно протекающих дезадаптационных процессах в организме возникает совокупность стойких функциональных нарушений исчезающих за время отдыха и являющихся благоприятными для его здоровья. Длительное переутомление — одна из причин развития напряжения и различного рода заболеваний. При интенсификации тренировочного процесса, усилений волевого начала у спортсмена может развиться и предпатологические состояния, которые без коррекции могут перейти в патологические. Причинами возникновения данных состояний могут быть:

• форсированные тренировки, тренировки с повышенными нагрузками;
  
• перегрузка в тренировке количественного характера;
  
• тренировка в другом, не основном виде спорта;
  
• тренировка в среднегорье, высокогорье, без соответствующей подготовки;
  
• нарушение режима тренировок, отдыха, сна, питання;
  
• физическое и психическое перенапряжение или травма;
  
• интоксикация организма из очагов хронической инфекции;
  
• тренировка в болезненном или преморбидиом состоянии;
  
• неадекватное фармакологическое сопровождение тренировочно-соревновательной деятельности;
  
• перегревание на солнце или же, наоборот, переохлаждение;
  
• пониженная резистентность организма к физическим и эмоциональным нагрузкам.
  

Все эти предрасполагающие факторы, хотя и имеют дифференциальную спецификацию, в конечном результате приводят к развитию дезадаптационных процессов и разной степени выраженности определенной цепи патогенетических изменений в организме. В различных биосистемах организма происходят практически однотипные нарушения тканевого метаболизма. Детальный научный анализ возникающих нарушений позволяет получить данные, которые составляют фундаментальную основу для разработки оптимальных мероприятий по морфофункциональной и метаболической коррекции. Проведение данных мероприятий не должно ставить своей целью решение задач стимуляции и/или повышения работоспособности, а должно быть направлено на оптимизацию его гомеостатических параметров и функционального состояния, нести лечебно-восстановительный (реабилитационный) эффект.

Общим в механизме развития нарушений в различных органах и тканях при дезадаптации организма в целом является то, что конечные зтапы возникающих нарушений на клеточном и молекулярном уровне взаимосвязаны. Однако разнообразные комбинации этих повреждений определяют специфику их течения у отдельно взятого человека.

Анализ клинического материала, биохимических исследований и данных литературы позволяет утверждать, что жизнедеятельность индивидуума в норме и при развитии патологических процессов осуществляется на основе сравнительно небольшого числа реакций организма [9]. Примером может служить теория функциональной системы П.К.Анохина (1935), теория общего адаптационного синдрома Г.Селье (1925), попытки А.Д.Сперанского (1935) создать теорию построения медицины. Эти теории в настоящее время нашли свое подтверждение и позволили сформулировать и разработать общие или системные закономерности функционирования организма и/или органа-мишени при той или иной патологии. Существуют типовые механизмы развития различных процессов, в основе которых лежит нарушение адаптивных реакций. Такой общий подход на первый взгляд кажется странным, но выявление общих закономерностей функционирования органов н систем является базой для разработки единых принципов диагностики, терапии и профилактики [2, 9, 11].

Общим в развитии и манифестации цепи патогенетических событий, возникающих в различных органах и тканях при истощающих физических нагрузках, является следующее:

• нарушение функционирования различных звеньев основных путей енергетического обмела (истощение енергетически богатых биосубстратов, нарушение путей синтеза, транспорта, ресинтеза и утилизации веществ и др.), дисбаланс катаболических и анаболических процессов;
  
• нарушение структурной целостности мембранных потенциалов и образований клеток;
  
• изменения интра - и зкстрацеллюлярного содержания ионов и жидкости;
  
• расстройства злектрофизиологических процессов в клетках;
  
• дисфункция механизмов регуляции и др.
  

Об однонаправленности развития и течения метаболических изменений в различных органах и тканях под влиянием гипоксии и/или ишемии свидетельствует большое количество научных публикаций, в частности, в работах А.М. Голдовского, который константировал, что переживаемость органа от гипоксии напрямую зависит от содержания в нем жидкости. Именно этим обьясняется тот факт, что, например, органьі и ткани опорно-двигательного аппарата могут выдерживать многочасовую ишемию, а для жизненно важных органов, таких, как печень, миокард и в особенности мозг, допустимые сроки ишемии исчисляются минутами [4].

В основе генерализованного ответа организма на возникающую агрессию прежде всего лежит нарушение целостности сосудистого зндотелия, что в свою очередь способствует развитию целого каскада гомеостатических изменений, которые в конечном результате приводят к серьезным микроциркуляторным нарушениям, вплоть до развития синдрома "no reflow" или невосстановленности кровотока в некоторых участках ор­ганов. Активация в данных условиях реакций свободнорадикального окислення (СРО) может способствовать повреждению как сосудистого эндотелия, так и форменных злементов крови. Данный комплекс изменений вызывает, так называемый, медиаторный, или цитокиновый взрыв. Повышение уровня цитокинов в данном случае подтверждает факт повреждения зндотелия сосудов и нарушения реологических свойств крови. Активация реак­ций СРО приводит к структурным преформациям в мембранньх образованиях клеток и нарушению зкстра- и интрацеллюлярных обменных процессов, что в конечном результате может привес­ти к серьезным повреждениям, вплоть до гибели клеток органов-мишеней.

При повреждении мембран клеток органов-мишеней происходят патологические сдвиги в злектролитном балансе. Поскольку определенное количество вырабатываемой в клетках энергии идет на поддержание трансмембранного потенциала, снижение уровня макроэргических фосфатов и сопровождается выходом из клеток ионов К⁺ и Мg²⁺ и интрацелюллярным накоплением ионов Na⁺ и Са²⁺, что, например, в тканях миокарда приводит к его контрактуре и электрической нестабильности, а в тканях головного мозга вызывает снижение биозлектрической активности коры мозга и нарушение функции ЦНС. Кроме того, снижение ионного градиента и по­вышение концентрации ионов Nа⁺ внутри клетки способствует набуханню последних. Данные изменения имеют место и в клетках зндотелия кровеносных капилляров, вызывая их отек и усугубляя микроциркуляторные нарушения. Усилению отека капилляров способствует выброс биологически активных аминов, факторов воспаления и развивающийся лактоацидоз. Микроцир­куляторные нарушения, а также последствия развития неспецифических воспалительных реак­ций, уменьшают зффективность процессов дос­тавки и утилизации тканями кислорода, что в свою очередь обуславливает резкие нарушения кислородного режима тканей. Интрацеллюлярные метаболические изменения в свою очередь увеличивают степень микроциркуляторных нарушений. Запускается каскад реакций, приводящих к дальнейшим серьезным нарушени­ям гомеостаза организма. Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что еще более серьезные осложнения могут возникнуть и при дальнейшем восстановлении кровотока и оксигенации ткани. Данные осложнения могут возникать как последствие имеющего место при этом "респираторного" или "оксидативного" взрыва.

Каскад метаболических изменений имеет одинаковую направленность практически во всех тканях организма, может служить и основой для коррекции таких патологических состояний, патогенетической основой которых является гипоксически-ишемическое "повреждение" в различных органах и тканях [3, 6]. Приведенные выше механизмы системного ответа организма имеют универсальный характер, что позволяет разработать и использовать недифференцированную терапию, применение которой окажет позитивное влияние на резистентность организма и развитие процессов адаптации. Это, в свою очередь, уменьшит количес­тво осложнений, улучшит прогноз и результаты, предупредит развитие патологического процесса. Следует отметить, что до настоящего времени современные подходы к коррекции гипоксически-ишемических нарушений при чрезмерных физических нагрузках окончательно не сформированы. Нет четких рекомендаций относительно групп препаратов, режимов назначения и дозирования, практически отсутствуют рекомендации относительно их рационального комбинирования.

Приведенные общие механизмы метаболических нарушений в различных тканях, единые подходы и механизмы адаптивных реакций свидетельствуют о том, что в основе ответа организма на гипоксию, лежит системный ответ, заложенный в процессе зволюции живого организма и направленный на его выживание. Подобная направленность изменений может иметь место практически у каждого спортсмена, который подвергся чрезмерным, истощающим физическим нагрузкам в результате реализации неадекватной тренировочной программы. При этом следует помнить, что для каждого спортсмена могут иметь место индивидуальные особенности развития и течения патологического процесса. Если данные изменения своевременно не устранить, дальнейшая цепь событий может привести к серьезным анатомо-морфологическим изменениям в соответствующих органах и тканях.

Степень выраженности и превалирования того или иного вида нарушений в различных тка­нях зависит от множества зкзо- и зндогенных факторов. В соответствии с современными требованиями, предьявляемыми к метаболической коррекции в спорте, выбор и назначение средств, применение методик, апаратных методов реабилитации спортсмена должны быть научно обоснованными, с учетом имеющих место частных и индивидуальных особенностей раз­вития и протекания функциональных или патологических изменений, отдельно взятого индивидуума. В зтой связи совершенно очевидной становится еще одна пробле­ма современной медицины — необходимость поиска, разработки и внедрения обьективных критериев оценки состояния как енергообмена, так и организма в целом на его различных системних уровнях, которые можно определять на различных зтапах тренировочно-соревновательной деятельности спортсмена. Необходимо четко дифференцировать локализацию и степень выраженности патологических процессов в органах и тканях, а также в организме в целом, знать индивидуальные особенности протекания данного процесса у конкретного индивидуума, т. є. необходимы более совершенные методы диагностики.

Следует отметить, что эффективность метаболической коррекции возникающих в биосистемах организма изменений также зависит от адекватности проводимых мероприятий (метаболической терапии или коррекции), направленной на устранение нарушений, характерных непосредственно для определенной ткани или конкретного органа-мишени. Для проведення такой терапии необходимо четко ориентироваться в специфических анатомо-морфологических, физиологических и биохимических особенностях различных тканей и органов, формирующих функциональные системы. При этом считать специфическую терапию "золотой пулей", которая решит все проблемы поврежденного органа без учета общего ответа организма на повреждение, было бы большой ошибкой [9].

Как свидетельствует большинство научных публикаций, интенсивная тренировочиая нагрузка, сопровождающаяся чрезмерным утомлением, вначале обеспечивается увеличением активности функционирования перечисленных выше систем. В зависимости от выраженности нарушений деятельности систем и органов, в спортивной медицине условно выделяют четыре клинические формы перенапряжения:

• центральной нервной системы;
  
• сердечно-сосудистой системьі;
  
• печени (печеночно-болевой синдром);
  
• нервно-мышечного аппарата (мышечно-болевой синдром).
  

Обмен веществ в органах, формирующих ключевые жизнеобеспечивающие системы, характеризуется состоянием гиперметаболизма. Функционирование биологических систем в условиях многократно повторяющегося чрезмерного перенапряжения, не обеспеченного необходимым временем отдыха, рано или поздно приводит к енергодифицитному состоянию клеток органов [9]. Кроме того, при интенсификации работы органов они не в полной мере обеспечиваются возможностями транспортной системы крови в адекватной доставке к ним кислорода и субстратов окислення. Тяжесть течения и исход критического состояния связаны не только с истощением енергетических ресурсов клеток органа-мишени или всего организма, что бывает чаще всего, но и с тяжелой формой гипоксии и других метаболических сдвигов [9].

В 1989 году С.Н. Ефуни и В.А. Шпектор, позднее Р.В. Сечча (1987 г.) предложили рассматривать критические заболевания с позиции енергетического обеспечения. По мнению авторов, енергодефицит может возникать не только как следствие, но и в виде недостаточного количества субстратов окислення в клетке или при ингибировании клеточных ферментов при нормальном или по вышенном РО₂ .

При перенапряжении знергодифицит чаще всего возникает в результате неадекватного кровоснабжения органов, недостаточного количества субстратов окислення в клетке или вследствие нарушений електроннотранспортного обмена. Основные деструктивные механизмы в обоих случаях обусловленны дискоординацией основных метаболических путей в клетках.

Пути возможной коррекции изменений, обусловленных перенапряжением определенных систем, должны быть направлены на регуляцию и оптимизацию внутриклеточных процессов обмена веществ и енергии. При этом уже отмечалось, обязательно должны учитываться специфические структурные анатомо-морфологические, функциональные — физиологические и биохимические особенности тканей и органов, формирующих данную систему. Одной из центральных задач остается определение путей специфической кор­рекции енергетических и обменных процессов конкретно для тканей центральной нервной и сердечно-сосудистой системы, печени и других жизнеобеспечивающих органов и систем.

Головной мозг человека, на долю которого приходится всего 2 % общей массы, отличается необычайно высокой интенсивностью енергетического обмена и весьма чувствителен к не­достатку кислорода и енергетических материалов. К особенностям метаболизма тканей голов­ного мозга относится превалирование реакций аеробного пути окислення глюкозы. В результа­те чего даже при небольшом дефиците кислорода и энергетических субстратов в тканях мозга сразу же обнаруживаются структурно-функциональные перестройки [4]. Метаболические нарушения, возникающие в тка­нях головного мозга, приводят к ухудшению и нарушению межсинаптической передачи, что ведет к дискоординации регуляторных функций ЦНС, проявляющихся снижением скоростных и силовых качеств, формированием очагов застойного возбуждения и нарастанием мотивации к отказу от выполнения физической работы.

В настоящее время значительный интерес прикован к разработке современных универсальных средств, способных воздействовать практически на все звенья патогенеза гипоксического "повреждения" тканей головного мозга, регулировать енергетический обмен и минимизировать возникающие при зтом негативные последствия. Специфика биологического действия - биологически активные компоненты современных антитоксидантов с выраженным антигипоксическим эффектом, или кантиоксиданты, должны обладаеть выраженным антиоксидантным, противогипоксическим, кардио-, гепато- [11] и церебропротекторным [4] и другими видами положительного действиея.

Учитывая особую подверженность к повреждению при переутомлениии или синдроме дизадаптации тканей миокарда, головного мозга и печени, назначение специальных средств оказывает позитивное воздействие. Так, у спортсменов с проявленнями нарушений в работе данных систем уменьшается содержание в крови начальних и конечных продуктов реакций пероксидного окислення липидов, уменьшается уровень гиперферментемии (снижалась активность лактатдегидрогеназы, креатинфосфокиназы, аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансфераз и др.).

Сердечно-сосудистая система — одна из ведущих систем организма в обеспечении высокой работоспособности спортсменов. Дизадаптационные процессы в сердечно-сосудистой системе сопровождается серьезными нарушениями енергетического обмена и обмена веществ в миокардиоцитах, что приводит к растройствам как в самой системе, так и организме в целом.

Современная традиционная медикаментозная терапия ишемической болезни в основном направлена на основные звенья патогенеза заболеваний: уменьшение потребности органов и тканей (миокарда, головного мозга или печени) в кислороде посредством повышения его утилизации тканями, или на улучшение его доставки, например, посредством вазодилатации или методов гипербарической оксигенации [1]. Метаболическая терапия в этом случае нацелена на улучшение еффективности утилизации кислорода в условиях ишемии. По определению, метаболические препараты (в чистом виде) не влияют на показатели гемодинамики, основной мишенью является внутриклеточные процессы митохондриального дыхания. Действие различных протективных средств должно быть направленно непосредственно на оптимизацию метаболизма, учитывая его специфику. Для того чтобы понять суть метаболической коррекции, необходимо четко ориентироваться в особенностях энергообеспечения в нормальных физиологических условиях и в состоянии ишемии. Источником энергии в клетке является митохондрия, "топливом" для которой служат карбогидраты (в основном глюкоза) и свободные жирные кислоты (СЖК) [12]. Независимо от энергетического субстрата, в заключительной стадии распада образуется ацетил-кознзим А, который вступает в цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса (см. схему цикл Кребса), в митохондриях, что в конечном итоге приводит к превращению химической энергии АТФ в различные виды работы, например механическую — контрактильную работу сердца.




Рис. Цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса


В обычных условиях начальний этап метаболизма глюкозы — аназробный гликолиз (в результате которого образуется пируват) — приводит к синтезу незначительного (менее 10 %) количества АТФ [19]. Конверсия пирувата в ацетил-кознзим А происходит в митохондриях с помощью ферментного пируватдегидрогеназного комплекса (ПДК). Данная реакция ингибируется избыточной концентрацией ацетил-кознзим А и СЖК [17, 19].

На ранних стадиях гипоксии в крови и тканях накапливаются интермедиаты цикла Кребса– лактат, пируват и цитрат [32]. Характерной особенностью шестой реакции цикла Кребса, а именно окисления янтарной кислоты (ЯК) с помощью специфического фермента – сукцинатдегидрогеназы [4, 131], является то что процесс митохондриального дыхания осуществляется на внутренней мембране митохондрий. Такая локализация и независимость активности от концентраций окисленной и восстановленной форм НАД/ НАДН+[44] позволяет сохранить энергосинтезирующую функцию митохондрий в условиях гипоксии при нарушении НАД-зависимого дыхания клеток; выполняя каталитическую функцию по отношению к циклу Кребса [107, 109]. В ряде работ было доказано, что при ишемических состояниях (остром инфаркте миокарда, ишемическом инсульте и др.) в крови, вытекающей из зоны ишемии, происходит резкое уменьшение содержания ЯК [89]. Экзогенное поступление в организм ЯК нормализует активность сукцинатдегидрогеназы, и тем самым ограничивает зону ишимического некроза [86], при этом усиливается биоэлектрическая активность, биоэнергетический потенциал, улучшается геодинамика и увеличивается толерантность организма к физическим нагрузкам [3, 16, 45, 98]. Именно антигипоксическое действие сукцинатов, равно как и увеличение содержания в мозге g–аминомаслянной кислоты (ГАМК) через шунт Робертса [3,46, 94], за счет влияния на транспорт медиаторных аминокислот [38], обусловило её антистрессорное действие. При острой экспериментальной гипоксии мозга ЯК ограничивает объем ишемических повреждений, уменьшая количество продуктов перекисного окисления липидов и увеличивая выживаемость [14].

В условиях респираторного дисстресс синдрома (РДС) у пациэнтов в тяжелом состоянии, сукцинаты дикарбоновых кислот (микст-соли типа БМ) снижали уровень свободно радикальных процессов в тканях и сыворотке крови, ослабляя деструкцию мембранных элементов (нейронов, кардиомиоцитов, клеток Куппера печени и др.) и способствовали полному восстановлению функций и структуры тканей органов [24, 57]. В постреанимационном периоде происходила нормализация функций центральной нервной системы, снижалась чувствительность к стрессу, накопление продуктов свободнорадикального окисления и восстановление изменений в крови [85], головном мозге [108], печени, легких или сердечно-сосудистой системе.

Повышение трансмембранного градиента концентрации кислорода и снижение оксигенации ядра и цитоплазмы кислорода свидетельствует о способности сукцинатов интенсифицировать диффузию кислорода в различные ткани и органы, стимулируя при этом клеточное дыхание[4, 32]: Так, например, прирост скорости потребления кислорода клетками печени при добавлении микст-солей типа БМ (картол, ноокарб) увеличивался в 60 раз [107, 123]. Способность ряда сукцинатов интенсифицировать утилизацию кислорода тканями и восстановление НАД-зависимого клеточного дыхания [4, 14, 32, 45] характеризуют её выраженное антигипоксическое действие. За счет улучшения метаболических процессов в миокарде, подавления процессов перекисного окисления липоидов в кровотоке [63] и стабилизации коронарного кровоснабжения [1, 2, 6, 7, 90, 117], обусловлено антиаритмическое действие ЯК. Кардиопротекторное действие связано с активацией сукцинатдегидрогеназного пути окислительного ресинтеза АТФ в кардиомиоцитах, с одновременным снижением уровня жирных кислот и НАД-зависимых субстратов цикла Кребса в зоне ишемии [94,110,125]. Противоишемический эффект связан не только с активацией сукцинатдегидрогеназного окисления, но и с восстановлением активности ключевого окислительно-восстановительного фермента дыхательной цепи митохондрий клеток – цитохромоксидазы [84, 103]. Антигипоксическое действие ЯК позволяет использовать ее для стимуляции регенерации роговицы глаз, профилактики пневмопатий и некротических осложнений при кожно-пластических операциях [28, 64, 65].

Адаптогенное действие сукцинатов, проявляющееся при тяжелых физических нагрузках [46, 54, 106], доказано на моделях экспериментального иммобилизированного стресса [80, 97, 132] и стресса, вызванного вибрацией [80], ожогом [60], электрическим шоком [24], острым охлаждением [9, 12].

В литературе имеются данные о стимулирующем действии ряда сукцинатов на синтез белка [25, 32], гемоглобина [101], порфиринов [22], гликогена в печени [133]. Янтарная кислота и ряд ее производных способны влиять на содержание гистамина и серотонина крови, улучшить микроциркуляцию в органах и тканях без существенного влияния на показатели артериального давления и показатели работы сердца |93]. Избирательное действие ЯК на гипоталамические структуры мозга позволяет усиливать действие эстрогенов на гормонозависимые органы и ткани [99].

Гепатотропное действие и инсулинотропный эффект ЯК обусловлено повышением соотношения НАДН⁺/ НАД, стимуляцией синтеза мочевины и энергетического обмена в гепатоцитах и клетках поджелудочной железы [52, 83, 116]. Активация сукцинатдегидрогеназы в митохондриях гепатоцитов под действием ЯК нормализует печеночный обмен [33, 34], препятствует жировой дистрофии печени и образованию коллагенозной ткани [62]. Влияние ряда сукцинатовна на синтез инсулина обусловлен усилением метаболических процессов в островковой ткани поджелудочной железы, а стимуляция секреции инсулина І-клетками обеспечивается за счет активации фермента Na(+) К(+)-аминотрансферазы, которые не зависят от концентрации глюкозы во внеклеточной среде [112, 113, 115].

При ятрогенном поражении печени и поджелудочной железы (например, ксенобиотиками) сукцинаты стимулируют метаболизирующую функцию с одновременным повышением устойчивости мембран к радикальному окислению [26, 38, 81, 94, 120, 126,]. Восстановление пула пиримидиновых динуклеотидов приводит к увелчению концентрации восстановленного глутатиона и усилению устойчивости митохондрий к перекисной деградации, вызваной ксенобиотиками [81, 94, 126]. Даже под действием сублетальных доз активного генератора радикальных частиц – нитрита натрия полностью нивелируется блокирование дыхательной цепи митохондрий [124].

С другой стороны не отмечено выраженное радиозащитное действие ЯК и ее препаратов, что обусловлено преимущественно влиянием на метаболические процессы в клетках (снижение оксигенации ядра и цитоплазмы, активация клеточного дыхания, стимуляция синтеза белка и АТФ, ингибирование процессов перекисного окисления липидов) [4, 13, 23, 29, 30, 37, 40, 122].

Несмотря на известные фармакологические эффекты ЯК, зарегистрированных эффективных лекарственных и нелекарственных форм, содержащих в качестве основного компонента сукцинат, немного.

При достаточном кислородном обеспечении основным энергетическим субстратом миокарда являются СЖК, которые служат источником от 60 до 80 % АТФ. Следует отметить, что СЖК — менее "эффективный" источник знергии по сравнению с глюкозой, так как требуют на 10 % больше кислорода для образования эквивалентного количества АТФ. СЖК проникают в митохондрии посредством активного транспорта, за который отвечает карнитино-пальмитиновый ферментный комплекс (КПК). В митохондриях происходит окисление СЖК. Этот процесе строго контро-лируетея и зависит главным образом от интенсивности транслокации СЖК в митохондрии.