воскресенье, 17 ноября 2013 г.

Возможности стимуляции нервной системы: фокус на ноотропы

Имеющийся в настоящее время арсенал фармакологических препаратов позволяет повысить физическую работоспособность, предотвратить в той или иной степени развитие утомления и ускорить восстановление после периодов “форсажа” на пределе физиологических возможностей. Поиском новых, еще более эффективных соединений, заняты ученые в наиболее престижных исследовательских центрах ведущих спортивных стран. Не секрет, что за успешными выступлениями элитных спортсменов зачастую стоит решение профессиональных задач фармакологами. Широкомасштабные исследования в области фармакологии работоспособности проводятся в лабораториях США, Англии, Канады, Германии, а также Китая, Бразилии, Японии и Индии. В подавляющем большинстве стран Восточной Европы темпы развития этой области знания недостаточны. В частности, российские ученые из-за неудовлетворительной технической оснащенности НИИ и проблемных лабораторий, недостаточного финансирования, фактически оттеснены на второстепенные позиции.
Проблема допинга
Интерес к лекарственным препаратам, позволяющим улучшить спортивные результаты, в настоящее время вышел за рамки спортивной медицины. Стремление достичь высоких показателей любой ценой приводит к употреблению допинга. Согласно определению Международного Олимпийского Комитетата (МОК), в качестве допинга расцениваются субстанции, отнесенные к запрещенному списку фармакологических средств и запрещенные методы (так называемый “кровяной допинг” – улучшение транспорта кислорода, химические и физические манипуляции, вмешательства на генном уровне). Применение допинга в спортивной практике недопустимо по этическим соображениям и с медицинской точки зрения.
Список запрещенных препаратов пересматривается ежегодно. В 2007 г. Всемирное антидопинговое агентство (WADA) представило обновленный список запрещенных субстанций [1] – таблица 1. Некоторые вещества (бупропион, кофеин, фенилэфрин, пипрадрол, псевдоэфедрин, синэфрин), которые не относятся к запрещенным классам, выделены в так называемую группу мониторинга.
WADA проводит борьбу с допинговыми средствами, в частности, осуществляется взятие проб и тестирование на наличие запрещенных субстанций в организме спортсмена как в соревновательный период, так и вне соревнований. Наибольшее внимание уделяется контролю анаболических стероидов, эритропоэтина (ЭПО), гормона роста (ГР) [2], вместе с тем, жестко контролируются и вещества с психотропным действием – амфетамины и др.
Эффективность мероприятий по борьбе с допингами широко обсуждается общественностью, представителями органов власти, медиками. Особенно остро стоит проблема допинга в таких видах спорта, как легкая и тяжелая атлетика, велосипедный спорт, бодибилдинг, футбол и плавание. Употреблению допинговых средств способствует легкий доступ к ним – возможность приобретения через Интернет. Несмотря на многочисленные предупреждения о риске, связанном с использованием допинга, амфетамины и ЭПО часто применяются американскими велосипедистами; от 1 до 3 миллионов американцев применяли анаболические стероиды; ГР употребляли до 5% американской молодежи [3].
Применение допинга часто оборачивается непоправимыми последствиями для здоровья спортсмена. С 1960 г. по настоящее время известно не менее 16 случаев гибели от употребления допингов, среди них 13 – от нейротропных средств. Причиной смерти спортсменов в 3 случаях из 13 послужили амфетамины, еще 2 смерти вызваны использованием героина и алкоголя. Наиболее опасным для спортсменов является применение кокаина (8 смертей), который не только не улучшает, но может даже ухудшить спортивные результаты, поскольку ведет к возникновению ошибочных суждений и дезориентации во времени. У спортсменов, злоупотребляющих этим веществом при интенсивной физической нагрузке, особенно в сочетании с анаболическими стероидами, высок риск гибели вследствие коронарной окклюзии. Кокаин в присутствии алкоголя резко повышает риск внезапной смерти от остановки сердца или вследствие судорог на фоне остановки дыхания.
Применение элитными спортсменами амфетаминов тоже может быть фатальным. Амфетамин (фенамин) и его производные (метамфетамин, диметамфетамин, метилендиоксиамфетамин, метилендиоксиметамфетамин – “экстази”) и селегилин отнесены к допингам. Употребление амфетаминов в условиях повышенной физической нагрузки приводит к росту артериального давления, увеличению теплопродукции, что, в совокупности с периферической вазоконстрикцией (препятствующей охлаждению тела) ведет к перегреванию, дегидратации, кардиотоксическим явлениям. Смерть наступает от теплового шока и остановки сердца (случаи гибели велосипедистов на трудных участках пути). Поскольку амфетамины повышают уровень агрессивности, то высок потенциальный риск при их применении в контактных видах спорта.
С желанием улучшить спортивные результаты связано и употребление биологически активных добавок (БАД) сомнительного качества, не одобренных разрешительными инстанциями. Алкалоиды эфедры обладают действием на центральную нервную систему, сходным с метамфетамином (хотя оно существенно слабее и более продолжительно). В США 64% от всех побочных реакций на средства растительного происхождения приходится на БАД, содержащие эфедру, хотя их доля на фармацевтическом рынке – только 0,82%. Применение подобных средств может нанести серьезный ущерб здоровью спортсмена и привести к преждевременному завершению его карьеры.
С 1950-х г.г. синтезируются анаболические стероиды с новым дизайном молекул. Стероиды ранее неизвестной структуры, не внесенные в список запрещенных субстанций WADA и не контролируемые, производятся и распространяются в значительных количествах – разумеется, без соответствующих доклинических и клинических испытаний. Так, тетрагидрогестринон (ТGH, структурно родственный 19-нор прогестину, уступающий по эффективности тестостерону в 5 раз), до 2003 г. не определялся при допинговом контроле и негласно применялся элитными атлетами, невзирая на отсутствие сведений о его безопасности [4]. Использование анаболиков с новой структурой опасно как для злоупотребляющего ими спортсмена (непредсказуемые нарушения со стороны сердечно-сосудистой, гепато-билиарной систем и др.), так и для окружающих его людей (вследствие развития маниакально-подобных, психотических симптомов, криминального поведения).
При экстремальных нагрузках у спортсменов наступает не только физическое (мышечное), но и нейропсихическое (центральное) утомление. Последнее сопровождается депрессивными и тревожными реакциями, повышенной раздражительностью, эмоциональной лабильностью, замедлением процессов передачи информации, ухудшением когнитивных функций, ослаблением сенсорного восприятия и моторной функции.
Существует 2 параллельных подхода к активации коры:
1) воздействие на моноаминергические проекции из ствола мозга в кору через восходящую ретикулярную формацию (своеобразный “энергетический центр” головного мозга). Стимуляция этого пути достигается посредством влияния на дофаминергические, серотонинергические, норадренергические и холинергические механизмы – предположительно, так действуют амфетамины и кофеин;
2) стимуляция “внутреннего” бодрствования (internal vigilance) -воздействие осуществляется навосходящие нейроны, что приводит к снятию усталости без побочных эффектов амфетаминов [5].
Вместе с этим, важная роль отводится коррекции метаболических процессов, так как мозг человека потребляет до 25% всех энергетических ресурсов организма, и его активность постоянно высока как в дневное, так и ночное время (деятельность мозга во сне).
ОСНОВНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ПСИХОСТИМУЛИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
Модафинил – ЗАПРЕЩЕННЫЙ препарат, способствующий повышению уровня бодрствования (продолжительность эффекта – до 40 часов), не обладающий побочными эффектами амфетаминов. Разработан французской компанией Laboratourie L.Lafon, в 1990-1996 гг. исследован на животных и предложен для применения при нарколепсии, апноэ во сне, при работе в ночную смену. Элитные атлеты быстро открыли для себя этот препарат. Так, в ноябре 2004 г олимпийская золотая медаль (эстафета, дистанция 1600 м) была отозвана и передана Франции, поскольку атлет из США Кэлвин Харрисон был уличен в использовании модафинила [5].
Кофеин – препарат снимающий ощущение усталости, повышающий работоспособность на пике усталости. Ограничения ВАДА по контролю использования сняты в 2004 году (до этого мониторировался уровень на уровне 12 мкг/мл в моче).
Сальбутиамин – препарат, производное витамина В1 (который , кстати, по данным исследований, является одним из немногих витаминов, который повышает производительность при дополнительном приеме в виде добавок), вызывающий мягкое воздействие на уровне влияния на активирующую систему мозга, но реализующий свои эффекты при курсовом применении. Не относится з запрещенным ВАДА средствам.
Психотропные (недопинговые) средства в спортивной фармакологии
В противоположность допингам существует обширный арсенал разрешенных фармакологических средств (рисунок 1), которые помогают повысить общую устойчивость организма спортсмена к экстремальным физическим нагрузкам, способствуют интенсификации восстановительных процессов, а также предупреждают отрицательные воздействия на организм неадекватных для него физических напряжений.
Поскольку регуляция двигательной активности, работоспособности, процессов утомления, координации движений, сна и бодрствования, устойчивости к действию различного рода стрессирующих факторов осуществляется с участием нейроэндокринной и нервной системы, одно из главенствующих мест в фармакологическом обеспечении спортсмена принадлежит нейротропным средствам.
Возможными точками их приложения являются кора головного мозга, подкорковые образования, стволовые части мозга, спинной мозг. Нейротропные средства длительно применяются в спортивной фармакологии (рисунок 2), однако только в последние годы появились результаты двойных слепых плацебо-контролируемых исследований их эффективности. Такие испытания позволили реально оценить эргогенное действие препаратов, влияющих на функции центральной нервной системы (ЦНС). Так, использование кофеина независимо от времени приема (накануне или в процессе выполнения физической нагрузки высококвалифицированными спортсменами) позволяет повысить работоспособность только на 3,5% (0,2 – 6,5%), аналогичные результаты получены при употреблении напитков Coca-Cola [7].
Применение нейротропных средств в спортивной медицине, разумеется, не ограничивается стимуляцией резервных возможностей организма и достижением высоких спортивных результатов. WADA указывает, что использование любого препарата должно быть ограничено оправданными с медицинской точки зрения показаниями. Средства, преимущественно воздействующие на центральную нервную систему, применяются для профилактики и лечения ряда патологических состояний, отмечающихся у спортсменов. В связи с высокой частотой черепно-мозговых травм, показано применение у спортсменов средств, улучшающих когнитивные функции (ноотропов) и нейропротекторов.
Транквилизаторы применяются в качестве регуляторов психического статуса, при тяжелых нагрузках для снятия состояния возбуждения, при расстройствах сна, связанных с перевозбуждением, а также в составе комбинированной терапии при легких функциональных нарушениях со стороны сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Вместе с тем они снижают мышечный тонус, скорость и точность двигательных реакций, поэтому запрещены к применению в сложнокоординационных и технических прикладных видах спорта.
Нередко отмечается развитие у спортсменов судорожного синдрома (только в Австралии во время футбольных матчей в последние годы зафиксировано 26 таких случаев), что требует назначения противосудорожных средств. При нарушениях сна, связанных с десинхронозом, могут быть назначены седативные и снотворные средства.
В условиях высоких физических нагрузок, длящихся от 10 дней до нескольких недель, у элитных атлетов часто наблюдаются нарушения в психоэмоциональной сфере (расстройство сна, потеря веса и аппетита, снижение либидо, апатия и/или возбудимость, эмоциональная лабильность и подавленность). Особенно это характерно для таких видов спорта, как плавание, гребля, велосипедный спорт, бег на длинные дистанции [8]. Полагают, что эти расстройства по структуре ближе к депрессии, нежели к повышенной тревожности. Частота указанных расстройств достигает 7-20% за тренировочный сезон, наиболее подвержены им высококвалифицированные спортсмены (например, у элитных бегунов они встречаются в 2 раза чаще, чем у бегунов с низким уровнем подготовки). Эти нарушения сопровождаются нейроэндокринными сдвигами (сниженная ночная экскреция норадреналина и изменения соотношения уровней тестростерон/кортизол), снижением иммунитета, изменениями сывороточных маркеров (креатинкиназа и мочевина). Некоторые авторы называют синдром перетренированности “депрессией с новым обликом” (2005 г.). Приведенные выше данные указывают на возможное расширение сферы применения в спортивной медицине антидепрессантов.
Заслуживают всяческого внимания попытки использовать препараты НАДН. Важной функцией НАД и НАДФ является их участие в тканевом дыхании (первое звено дыхательной цепи). Кроме того, установлено прямое участие никотинамидных коферментов в энергетическом обмене клетки: при взаимопревращениях НАД и НАДФ высвобождается 151 кДж моль”1 (36 ООО кал-моль”1). Однако, психостимулирующее воздействие НАДН-содержащих продуктов, связано, прежде всего, с усилением дофаминергической передачи в мозге. Дофамин - этот гормон помогает быстро адаптироваться в новой среде, стимулирует к новым действиям и поступкам. Люди, в организме которых наблюдается нехватка дофамина, характеризуются нерешительностью и неуверенностью в себе. Пониженная выработка дофамина приводит к ослаблению воли и возникновению зависимости от азартных игр и всевозможных лотерей. Усиление выброса дофамина – сопровождается усилением проведение нервного импульса в стриа-паллидарной системе с активацией моторных нейронов. Т.е. независимо от уровня энергообеспечения мышечное волокно сокращается с большей силой.
Все катехоламины синтезируются в организме из аминокислоты – фенилаланина. В общем виде цепочку синтеза катехоламинов можно представить следующим образом: фенилаланин -› L1-ДОФА1 -› дофамин -› норадреналин -› адреналин. Ко-активатором этой системы является НАДН. Это впервые установлено проф. Бикмейером 
Наиболее физиологичным является введение в организм аминокислоты фенилаланина в больших количествах, порядка нескольких граммов. Это мягко активизирует всю симпатико-адреналовую систему, увеличивая содержание в организме всех катехоламинов. Такие методики уже существуют, но они пока еще находятся на стадии экспериментальной проверки. Лечение большими дозами фенилаланина проходит сейчас апробацию в ряде ведущих клиник США как средство для борьбы с нервной депрессией.
Таким образом, новые разработки в области психофармакологии позволяют прогнозировать в недалеком будущем успешное решение таких проблем, как профилактика и лечение патологических состояний ЦНС, продление спортивного долголетия, индивидуализация фармакотерапии, достижение рекордных показателей в спорте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Запрещенный список-2007 (Серия “осторожно:допинг!”). Международный стандарт [текст] авт.-сост. Пер. с англ. Н.Г.Кручинский, С.М.Самохин. – Учр. “Национальное антидопинговое агентство”, Минск: ЧУП “Альтиора-Живые Краски”, 2006 – 16 с.
2. Challenges in Detecting the Abuse of Growth Hormone in Sport / C.M. McHugh [и др.] // Clin. Chem. – 2005. – № 51. – P. 1587-1593.
3. Ergogenic Aids: A Review of Basic Science, Performance, Side Effects, and Status in Sports. / J.M. Tokish [и др.] // Amer. J. of Sports Med. – 2004. – Vol. 32. – P. 1543-1553.
4. Tetrahydrogesterinone is an androgenic steroid that stimulates androgen receptor-mediated, myogenic differentiation in CH310T1/2 multipotent mesenchymal cells and promotes muscle accretion in orchidectomized male rats / R. Jasuia [и др.] // Endocrinology. – 2005. – Vol. 146, № 10. – P. 4472-4478.
5. Ramaekers J.G. Editorial [Drugs promoting Wakefulness and performance Executive Editor]/ J.G. Ramaekers //Current pharmaceutical design. – 2006. – Vol. 12, № 20. – P. 2455-2456.
6. ССES Substance Classification Booklet. Canadian Centre for Ethics in Sport. – 2007. – Version 3.0 (Jan.1, 2007).
7. Effect of different protocols of caffeine intake on metabolism and endurance performance / G.R. Cox [и др.] / J. Appl. Physiol., 2002, № 93. P. 990-999. First published May 31, 2002.
8. M.A.M.Peluso, L.H.S.Guerra de Andrade. Physical activity and mental health: the association between exercise and mood // Clinics – 2005. – Vol. 60, №.1.
По материалам: Журнал “Наука и инновации” №7 2007г. (стр. 10-14) с дополнениями
Автор
Кравченко Е.В.
Заведующая отделом психофармакологии
Института фармакологии и биохимии НАН Беларуси

Комментариев нет:

Отправить комментарий