Мастер спорта СССР, 3-кратный чемпион мира по самбо среди ветеранов, спортивный директор проекта «Генераторы газофазного супероксида» Б.А. Талис
Нью-Йорк, США
Доктор медицины Ю.М. Жуковский
Госпиталь «Sent-John Episcopal», Нью-Йорк, США
Кандидат технических наук В.Г. Панов
НИИ «Шторм», Одесса, Украина
Мастер спорта СССР по фехтованию, кандидат технических наук К.В. Ольшевский
Одесса, Украина

Ключевые слова: подготовка спортсменов высокой квалификации, теория адаптации, отрицательные аэроионы кислорода, генератор газофазного супероксида.

Введение. Для повышения физической выносливости в спорте давно используются различные адаптогены растительного и животного происхождения. Наиболее известны женьшень, левзея, лимонник, родиола, элеутерококк, а также некоторые продукты пчеловодства: маточное молочко, прополис и др. [2]. На их основе созданы также комбинированные препараты, обладающие высокой биоактивностью и специально предназначенные для использования в спорте высоких достижений,  например адаптон и леветон [14]. Однако традиционные адаптогены являются всё же фармацевтическими препаратами, что не исключает возможности их попадания в допинговый список.

В последнее десятилетие во многих странах исследуются адаптогенные свойства активных форм кислорода (АФК), к которым относят, в частности, супероксид и синглетный кислород. Они являются составной частью природной воздушной среды, в связи с чем причисление их к запрещённым препаратам практически невозможно. Особое внимание уделяется так называемой синглетно-кислородной терапии, или спировитализации [1]. Последний термин отражает суть метода, состоящего в ингаляции воздуха «с живительной силой активного кислорода» [16]. Однако метод пока не получил полного теоретического обоснования биологического механизма своего действия и находится в зачаточном состоянии. В то же время незаслуженно забыты адаптогенные свойства воздуха, обогащённого другой АФК – супероксидом, механизм биологической активности которого хорошо изучен [4, 8].

Цель исследования – изучить возможности применения ингаляций газофазного супероксида при подготовке спортсменов высокой квалификации.

Методика исследования. Известно, что адаптация к изменениям условий окружающей среды осуществляется на всех уровнях организма, но основные механизмы адаптации реализуются на гипоталамо-гипофизарном уровне в ЦНС [10]. Гипоталамус – специфическим отделом головного мозга. Он, с одной стороны, совмещает в себе свойства нервной ткани, поскольку состоит из  нейронов, которые посредством многочисленных нервных волокон связаны со всеми отделами нервной системы. Поэтому всё, что нервная система «знает» о внешнем мире или внутреннем состоянии организма, она может быстро передать в гипоталамус.

С другой стороны, он  представляет собой типичную эндокринную железу, выделяющую специальные гормоны, которые управляют деятельностью гипофиза – железы-регулятора многих отделов эндокринной системы. Таким образом, гипоталамус служит важнейшим промежуточным звеном в системе управления организмом, преобразуя быстро действующие нервные сигналы в медленно действующие – гормональные. Гипоталамус вовлечен в управление практически всеми функциями организма, в частности поддержание гомеостаза, артериального давления, терморегуляцию, рост тела и т.д. Поэтому целый ряд возможностей опосредованного воздействия на гипоталамус различными адаптогенами, которые позволяют мобилизовать собственные резервы регулирующих систем организма, уже несколько десятков лет используются в медицине [5].

Одна из таких возможностей предоставляется наличием тесной анатомической и функциональной связи гипоталамуса с нервными рецепторами, расположенными в носовой полости, и в частности с рецепторами вомероназального органа (ВНО). Последний является частью так называемой второй обонятельной системы, реагирующей на феромоны – специфические летучие химические вещества, определяющие ряд бессознательных реакций организма, например половое влечение и сигнализацию «свой–чужой». ВНО – симметричный орган, находящийся на носовой перегородке и связанный с гипоталамусом вомероназальным нервом (рис. 1). Кроме специфических феромонов человека ВНО, как оказалось [8], обладает чувствительностью к активным формам кислорода – супероксидному анион радикалу O₂^- и перекиси водорода Н₂О₂.

Рис. 1. Вомероназальный орган у человека

Супероксид в виде отрицательного аэроиона кислорода присутствует в природном воздухе, где он образуется под действием радиоактивности земной коры и в процессе фотосинтеза растений. Чувствительность к атмосферному газофазному супероксиду эволюционно сохранилась у млекопитающих от насекомых, которые используют её для поиска растительной пищи и предчувствия надвигающихся грозовых дождей.

Положительное действие отрицательно ионизированного воздуха изучалось многими исследователями. Наиболее известны работы А.Л. Чижевского [19], а также созданное им устройство для искусственной аэроионизации, вошедшее в историю под названием «люстра Чижевского». Чижевский и его последователи накопили огромный практический материал, подтверждающий лечебные свойства ионизированного воздуха, и в 1959 г. аэроионотерапия в СССР была официально признана как метод физиотерапии ряда заболеваний [18].

Однако механизм действия аэроионов на человека длительное время оставался неизвестным. Предполагалась возможность их проникновения через лёгкие в кровь и воздействия на её форменные элементы, а также взаимодействие с нервными рецепторами кожи. При этом считалось, что биологическая активность аэроионов обусловлена их отрицательным электрическим зарядом. И только в самом конце прошлого века учеником Чижевского биофизиком Н.И. Гольдштейном был открыт, обоснован и изучен рефлекторный механизм, заключающийся в реакции гипоталамуса на раздражение супероксидом рецепторов слизистых оболочек носовой полости [8]. Причем важна химическая (для супероксида – свободно-радикальная) природа вещества, а переносимый его молекулами электрический заряд является лишь их побочным свойством [3].

Оказалось, что спектр действия этих рефлекторных реакций на биохимическом, а также физиологическом уровнях организма весьма широк. Он включает в себя активацию эндогенных антиокислительных механизмов (повышение супероксиддисмутазной и каталазной активности тканей и уровня восстановленного глутатиона), уменьшение эндогенного окислительного стресса, интенсификацию тканевого дыхания клеток мозга, ингибирование моноаминоксидаз (МАО-А и МАО-Б) базальных ганглиев, гипоталамуса и ствола мозга, повышение уровней нейротрансмиттеров дофамина и серотонина, снижение уровня пролактина, потенцирование болеутоляющего действия анальгетиков, а также усиление лечебного действия нейролептиков, транквилизаторов, антидепрессантов и снотворных препаратов, улучшение микроциркуляции и повышение адаптивных возможностей мозга и организма в целом [7–9].

В аспекте рассматриваемой нами темы представляют интерес обнаруженные ещё Чижевским, неоднократно экспериментально подтвержденные его последователями и обоснованные исследованиями Н.И. Гольдштейна следующие эффекты. Ингаляции супероксида:

·          повышают общий обмен веществ, что приводит, с одной стороны, к более интенсивному сжиганию жиров, но в то же время увеличивают синтез белков, а значит, и рост мышечной массы;

·          ускоряют распад молочной кислоты в мышцах и соответственно процесс восстановления после мышечной нагрузки;

·          повышают точность и координацию движений, ускоряют реакцию;

·          ускоряют процессы регенерации тканей при ранениях, переломах и растяжениях, то есть способствуют быстрому лечению травм;

·          усиливают действие многих фармакологических препаратов, в том числе и адаптогенов;

·          способствуют нормализации сна.

Несмотря на то что эмпирические предпосылки к внедрению аэроионного воздействия на организм в спортивную практику существуют уже несколько десятилетий, его использование до сих пор носит эпизодический характер, а количество опубликованных научных работ по этому вопросу исчисляется единицами. Причина состоит в том, что многие десятилетия догмой считалось ошибочное, как оказалось, представление об электрическом характере биологической активности отрицательных аэроионов.

В природных условиях редко встречаются концентрации аэроионов, способные вызывать выраженные физиологические эффекты. Количество мест с целебным высокоионизированным воздухом (так называемых электрокурортов) невелико. Поэтому в своё время «люстра Чижевского» стала первым мощным искусственным ионизатором воздуха, и именно с её помощью были изучены многие практические результаты аэроионотерапии. Однако она являлась весьма громоздким и технически несовершенным устройством, которое было крайне неудобно в использовании.

Естественно, что конструкторская мысль работала в направлении совершенствования «люстры Чижевского» с целью уменьшения её габаритов при сохранении большой концентрации генерируемых аэроионов. Поскольку ставилась задача максимального насыщения воздуха отрицательным электрическим зарядом, то особого внимания на то, что является его переносчиком, не обращалось. В результате такого подхода многие эффекты, получаемые с «люстрой Чижевского» при помощи малогабаритных ионизаторов воздуха, повторить не удавалось, что постепенно привело к недоверию, а на определённом этапе и к отрицанию самой идеи аэроионотерапии.

Причина таких неудач оказалась весьма простой. Дело в том, что отрицательную ионизацию воздуха физически обеспечивает наличие в нём свободных электронов и отрицательных аэроионов кислорода, т.е. газофазного супероксида. «Люстра Чижевского», как выяснилось позже, генерировала достаточно много супероксида – до 15% от общего количества аэроионов. У малогабаритных же ионизаторов, работающих по принципу коронного разряда, эта величина редко достигает 5%, а из-за их непродуманной конструкции во многих случаях вообще близка к нулю. При этом работают два фактора, сводящие на нет биологическую активность такого ионизированного воздуха. С одной стороны, мала концентрация собственно действующего вещества – супероксида. С другой стороны, свободные электроны быстро оседают на коже лица и заряжают её отрицательным зарядом, который отталкивает одноимённо заряженные ионы супероксида и не даёт им попасть в носовую полость [14].

Разгадка механизма биологической активности аэроионов во многом стала возможной благодаря созданию Н.И. Гольдштейном специального лабораторного образца устройства под названием «генератор газофазного супероксида» [8, с. 21]. Оно позволяло в объёме нескольких литров создавать очень большие концентрации практически чистого супероксида без свободных электронов и таких посторонних ядовитых продуктов ионизации воздуха, как озон и окислы азота. Однако это устройство, предназначенное для лабораторных исследований, малопригодно для широкого практического применения.

Нашим коллективом учёных и практиков уже много лет ведутся работы по созданию генераторов газофазного супероксида, пригодных для широкого практического применения в качестве устройств аэроионотерапии и аэроионопрофилактики. Разработаны принципы построения таких устройств, создан ряд лабораторных и опытных образцов. Внедрена в мелкосерийное производство модель «Эол», предназначенная для коррекции аэроионного режима в небольшом объёме помещения, например на рабочем месте или в спальной комнате. Она имеет гигиенический сертификат Минздрава Украины и защищена патентом [2].

Рис. 2. Ионизатор кислорода воздуха (генератор газофазного супероксида) «Эол».

Разработанные принципы генерации супероксида позволяют создавать устройства большой ионопроизводительности, которые можно применить в спортивной практике.

Результаты исследования и их обсуждение. Нами был поведен эксперимент по нормализации сна спортсменов-бодибилдеров в период подготовки к соревнованиям. На этом этапе, чтобы уменьшить подкожную жировую прослойку, спортсмены сводят к минимуму потребление углеводов. Ночью недостаток глюкозы в крови приводит к чувству голода, которое заставляет человека просыпаться, чтобы его утолить. Как известно [10], на недостаток глюкозы в крови реагирует гипоталамус. Он же регулирует состояние «бодрствование–сон». Поскольку рефлекторное воздействие ингаляций супероксида определяется гипоталамусом, следовало ожидать их эффективности при решении данной проблемы. Кроме того известен терапевтический эффект ионизации воздуха при храпе с апноэ (т.е. с остановкой дыхания) [6].

В опытах использовался генератор супероксида «Эол-П», обеспечивающий на расстоянии 0,5 м концентрацию супероксида 100 тыс. ион/см³, который предназначен для аэроионопрофилактики и по этому параметру аналогичен использованному авторами работы [6] ионизатору «Гиппократ». Генератор «Эол» устанавливался на прикроватной тумбочке в полуметре от лица спящего на правом боку спортсмена и работал непрерывно в течение всей ночи. Уже в первую ночь отмечалось уменьшение позывов к пробуждению и чувства голода после сна. Через неделю сон нормализовался полностью. Для спортсменов старшего возраста ингаляции супероксида совмещались с приемом перед сном пищевой добавки «Melatonin» производства NCB Technology Corp., USA.

В настоящее время ведутся исследования по применению ингаляций супероксида во время аэробных тренировок боксеров и самбистов. В них используется более мощный генератор «Эол-М», обеспечивающий концентрацию аэроионов кислорода около 500 тыс. ион/см³ на расстоянии 0,8 м, разработанный для аэроионотерапии гипертонической болезни и бронхиальной астмы. Цель исследований – определение воздействия ингаляций супероксида на выносливость спортсмена.

Начаты также исследования влияния сеансов ингаляций супероксида до и после тренировок на скорость восстановления спортсменов в бодибилдинге и пауэрлифтинге.

Вывод. Суммируя вышесказанное, следует отметить, что вопрос применения ингаляций газофазного супероксида в спорте находится в стадии возможности и необходимости глубокого изучения с привлечением методов исследований и аппаратуры современной спортивной медицины, с целью выявления неизвестных физиологических эффектов, а также определения наиболее действенных дозировок и периодичности аэроионного воздействия. Однако даже известные исследования, результаты которых приведены, например, в [7, 12 и 14], позволяют говорить о перспективности данного направления [11]. Авторы приглашают к сотрудничеству и готовы поделиться своими техническими и методологическими наработками в этой области. 

Литература

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем / П.К. Анохин. – М.: Медицина, 1975. – 402 с.
2. Бурдыка Л.Ф. Генератор газофазного супероксида Л.Ф., Е.А. Глауберман, К.В. Ольшевский, В.П. Мещеряков, В.Г. Панов // Патент Украины UA 56327, кл. A61N 1/44. – Бюл. № 1, 2011.
3. Воейков В.Л. Благотворная роль активных форм кислорода / В.Л. Воейков // «МИС-РТ», 2001. Сборник № 24-1.
4. Волович В.Г. Человек в экстремальных условиях природной среды / В.Г. Волович. – М.: Мысль, 1980. – 190 с.
5. Гаркави Л.Х. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Ч. 1 / Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, Т.С. Кузьменко, А.П. Шихлярова. – Екатеринбург.: «Филантроп», 2002. – 196 с.
6. 6. Гилинская Н.Ю. Применение аэроионотерапии у больных гипертонической болезнью с ночным апноэ при храпе / Н.Ю. Гилинская, М.Ф. Супова // РМЖ, том 11, № 21, – 2003.
7. Гольдштейн Н.И. Активные формы кислорода мобилизуют резервы мозга / Н.И. Гольдштейн // Новосибирская медицинская газета, 29 мая 2003 г. – Изд-во Новосибирской государственной медицинской академии.
8. Гольдштейн Н.И. Биофизические аспекты физиологического действия экзогенного·O₂^- на животных: дис. … докт. биол. наук / Н.И. Гольдштейн. – МГУ, М., 2000.
9. Гольдштейн Н.И. Свежий воздух, супероксид и здоровье / Н.И. Гольдштейн // Наука и жизнь. – 2009. – № 1. – С. 53–57.
10. Дильман В.М. Четыре модели медицины/ В.М. Дильман. – Л.: Медицина, 1987. – 284 с.
11. Жуковский Ю.М. Перспективы применения аэроионотерапии в спорте / Ю.М. Жуковский, В.И. Мещеряков, К.В. Ольшевский, В.Г. Панов // «Спортивная медицина. Здоровье и физическая культура. Сочи-2011» / Материалы II Всерос. (с междунар. участием) науч.-практ. конф. 16-18 июля 2011 года / Под общ. Ред. С.Е.Павлова – Сочи, 2011. – С. 89.
12. Малышева И.Н. Влияние отрицательно ионизированного воздуха на некоторые показатели закаленности и физической подготовленности: автореф. Дис. … канд. мед. наук / И.Н. Малышева. – М.: ММСИ, 1969. – 19 с.
13. Меерсон Ф.З. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М.: Медицина, 1988. – 253 с.
14. Панов В.Г. Люстра Чижевского – прибор долголетия / В.Г. Панов. – СПб.: Питер, 2007. – 162 с.
15. Павлов С.Е. Адаптация / С.Е. Павлов. – М.: Паруса, 2000. – 282 с.
16. Павлов С.Е. Основы теории адаптации и спортивная тренировка / С.Е. Павлов // Теория и практика физ. культуры. – 1999. – № 1. – С. 12–17.
17. Платонов В.Н. Теория адаптации и резервы совершенствования системы подготовки спортсменов / В.Н. Платонов, Г.В. Даньков // Наука в олимпийском спорте. – Изд. Национального института физической культуры и спорта Украины. – Киев, 2007. – С. 3–16.
18. Приказ Минздрава СССР №100 от 9 марта 1959 г., разрешающий применение аэроионотерапии по методу А.Л.Чижевского. Методические указания по лечебному действию ионизированного воздуха (аэроионотерапия). – М.: Медгиз, 1959.
19. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве / А.Л. Чижевский. – М.: Стройиздат, 1989. – 487 с.

Информация для связи с автором: panovic@rambler.ru