ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ В СПОРТЕ

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ В СПОРТЕ

Т.Н.Кузнецова, РГАФК,
С.Е.Павлов, РГМУ

Непрерывный рост спортивных достижений требует значительного увеличения объема и интенсивности тренировочных нагрузок, определяемых даже не тренером, а уровнем спортивных результатов сегодняшнего дня (Дембо А.Г.,1991). Объем тренировочных нагрузок в спорте высших достижений в отдельных его видах давно уже близок к предельно возможному. Тренеры в погоне за результатами вынуждены прибегать к увеличению объемов и интенсивности нагрузок уже на этапе ранней специализации, приближая, таким образом, их уровень к уровню тренировочных нагрузок в большом спорте.

Вместе с тем, проблему восстановления после физических и эмоциональных нагрузок, повышения работоспособности спортсменов нельзя решить только совершенствованием методов тренировки.

В связи с необходимостью обеспечения организма спортсмена в практически ежедневных экстремальных ситуациях, обуславливаемых физическим и нервными нагрузками достаточным количеством пластического и энергетического материала, создания условий для полноценной его адаптации в данных условиях, в спортивную практику активно внедряются разнообразные средства и методы, способствующие интенсификации процессов восстановления после тренировочных и соревновательных нагрузок, повышению общей и специальной работоспособности, более полной мобилизации функциональных резервов организма. Более того, стремление достичь наивысших результатов практически любой ценой привело к уродливой гипертрофии благих начинаний в виде применения средств и методов, приносящих вред организму спортсмена и по этой причине запрещенных к применению в практике спорта.

Однако, современные методы борьбы с допингом, несмотря на колоссальные средства, затрачиваемые на нее во всем мире, не только не дают ощутимых результатов, но и сами уже являются средством стимуляции роста изощренности в использовании спортсменами допинга и методами контроля за "своевременностью" применения запрещенных средств. Единственно верным решением в данном случае могло бы стать предложение спортсменам и тренерам средств и методов восстановления, по эффективности мало уступающих или превосходящих допинговые средства и методы и не вызывающих негативных эффектов при многократном их применении.

В целом, физическая работоспособность - залог потенциальной возможности показать высокие результаты в избранном виде спорта. Факторы, определяющие физическую работоспособность и тренированность, частично совпадают. В связи с этим, некоторые авторы ставят знак равенства между уровнем физической работоспособности и тренированностью. В каждом конкретном виде спорта определяющий вес имеет один из так называемых аспектов тренированности - педагогический (техника спортивных упражнений и соревновательная тактика), психологический (психическое состояние спортсменов, их совместимость в команде, мотивация) и медицинский (морфофункциональное состояние основных физиологических систем организма, т.е., собственно, физическая работоспособность) (Фарфель В.С., Михайлов В.В.,1965).

При любой функциональной активности, в том числе при мышечной, энергия расходуется как на собственно двигательную деятельность, так и на обеспечение пластических функций - биосинтез белков и нуклеиновых кислот. При этом максимум энергии направляется по наиболее мотивированному пути. Энергетическое обеспечение здесь играет роль регулятора функциональной активности различных систем организма: направление энергетических ресурсов на обеспечение наиболее важных в данный момент функций автоматически тормозит менее важные. Возможность одновременного обеспечения энергией широкого круга физиологических функций определяется доступным организму уровнем энергетического обмена, который, в свою очередь, зависит от мощности ферментативных систем. Т.е., биохимическую основу мышечной деятельности составляет "ферментативная адаптация" к ней (Васильченко Г.С., 1983).

Восстановление - процесс, протекающий после прекращения деятельности, приведшей к утомлению, и направленный на восстановление нарушенного гомеостаза и работоспособности. Необходимо уточнить, что после физической нагрузки имеет место не восстановление функций до исходных данных в буквальном смысле, а переход к новому состоянию, отличному от дорабочего (Волков В.М.,1977). По мнению Н.Е.Введенского, "за интервалом раздражения нельзя признать исключительно того значения, что продолжительность его целиком определяет величину восстановления сократительных мышц... необходимо признать, что с интервалом раздражения связаны какие-то другие изменения в мышце... которые обнаруживают влияние не на одном ближайшем, но, в известной степени, также и на последующих затем возбуждениях". И.П.Павлов (1890) вскрыл ряд закономерностей восстановительных процессов:

1) в работающем органе наряду с процессами разрушения и истощения происходит процесс восстановления;

2) взаимоотношения истощения и восстановления определяются интенсивностью работы;

3) восстановление израсходованных ресурсов происходит не до исходного уровня, а с некоторым избытком. (ссылки у Волкова В.М.,1977).

Широко распространено использование в спорте медико-биологических средств восстановления, которые могут способствовать повышению резистентности организма к нагрузкам, более быстрому снятию острых форм местного и общего утомления, эффективному восполнению энергетических ресурсов, ускорению срочных и долговременных адаптационных реакций, повышению устойчивости к стрессу. Не является откровением то, что систематическое применение восстановительных средств способствует приросту суммарного объема тренировочной работы, повышению функциональных возможностей систем энергообеспечения, приросту специальных физических качеств и спортивного результата (Платонов А.А.,1988).

Наименее распространены в практике спорта сегодня, пожалуй, разнообразные средства физиотерапевтического воздействия - из-за их относительной недоступности, сложности методик применения, высокой стоимости и пр., хотя признано, что физиотерапевтические методы восстановления оказывают нормализующее влияние на регуляторные системы и стимулируют функции собственных адаптивных систем организма спортсмена. Особенности действия физических факторов дают возможность целенаправленного применения того или иного из них для ускорения восстановительных процессов в функциональной системе организма спортсмена, которая подверглась наибольшей нагрузке.

В настоящее время, несмотря на широчайшее внедрение в медицинскую практику огромного количества фармакологических препаратов, достаточно четко виден тупик в дальнейшем развитии клинической фармакологии. Все большее число ученых и клиницистов-практиков пытаются найти выход в использовании в клинике разнообразных методов физического воздействия. Обнадеживающие результаты таких попыток указывают на перспективность данного направления, прежде всего, в терапевтическом стационаре и поликлинике. За последние десятилетия значительных успехов удалось добиться исследователям и врачам, занимающимся отраслью физиотерапии, выделившейся в отдельную область медицины - лазеротерапией. Результаты проведенных за более чем тридцатипятилетний срок использования лазеров в физиологии и медицине лабораторных и клинических исследований свидетельствуют о значительном потенциале данного средства. Рост технического совершенства медицинской лазерной аппаратуры сделал ее доступной для широкого круга пользователей и обусловил открытие новых возможностей ее применения.

Гипотеза о возможности получения эффекта индуцированного излучения, лежащего в основе работы квантовых генераторов, впервые была выдвинута еще А.Эйнштейном в 1918 году. Но только после фундаментальных исследований советских ученых Н.Г.Басова и А.М.Прохорова и американского физика М.Таунера, выполненных в 50-х годах, были заложены теоретические основы лазеров (термин "лазер" составлен из первых букв словосочетания "Light Emplificated by Stimuleited of Emission Radiation", означающего: усиление света с помощью эффекта индуцированного излучения).

Первый лазерный генератор на кристалле искусственного рубина был создан в 1960 году Т.Майманом и применен в медицине для лечения сетчатки глаза. Первый газовый лазер с активной средой из смеси гелия и неона сконструирован Javen, Bennet, Herriot в 1961 году. В 1962 году в СССР и США создается новый тип лазеров - полупроводниковый.

Характеризуя общие механизмы действия лазерного излучения на биологический объект, важно отметить, что оно, являясь прежде всего светом, т.е. потоком энергии, обладает уникальными физическими свойствами (монохроматичность, когерентность, поляризованность, малая расходимость потока излучения). Эти свойства лазерного излучения обуславливают его сложное влияние на организм человека, так как оно несет в себе целый ряд факторов воздействия. Среди последних выделяют непосредственно лазерные факторы воздействия:

- электромагнитное излучение (световое воздействие);

- термическое воздействие;

- механическое воздействие (давление света, ударная волна)

и факторы, определяемые свойствами облучаемого биологического объекта:

- оптические характеристики тканей (коэффициенты отражения, пропускания, поглощения) - отмечено, что наименьшей оптической плотностью обладают биологические ткани для длин волн 0,7-1,4 мкм, т.е. в красном и в ближнем инфракрасном диапазоне;

- электрические свойства тканей;

- механические свойства тканей;

- биохимические свойства тканей;

- другие физико-химические свойства (Александров М.Т. с соавт.,1992).

При падении лазерного излучения на поверхность биологического объекта незначительная его часть отражается, остальная проникает в глублежащие ткани. Известно, что биофизические и биохимические процессы в клетках и неклеточных тканях и жидких средах протекают двухфазно: в медленной фазе происходит количественное накопление массы вещества и (или) энергии, а в быстрой - качественное изменение (для энергии - изменение ее уровня, для вещества - изменение структуры или массы). Для быстрой фазы характерно либо выделение энергии, либо ее поглощение. Чередование фаз в норме протекает в виде регулярного ритмичного процесса. Патологический процесс нарушает ритмику метаболических систем, возникает "энергетический голод". Дефицит энергии может быть устранен двумя путями: восстановлением деятельности информационных систем, либо непосредственным включением энергии в метаболические процессы. Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям, электромагнитные взаимодействия с биологическими структурами осуществляются на уровне химических связей (Никулин М.А. с соавт.,1990). В основе реакций фотостимуляции и фотоугнетения могут лежать сходные процессы "неспецифического" резонансного поглощения различных молекул, проявляющиеся по-разному лишь в зависимости от места, "занимаемого" данными молекулами в цепи основных реакций метаболизма (Павлова Р.Н. с соавт.,1992).

Так или иначе, в результате лазерного воздействия, в облученных тканях первично происходят следующие биоэнергетические, биохимические и др. физико-химические изменения: поглощение кванта света акцептором - образование электронного возбуждения - миграция энергии электронного возбуждения - возникновение возбужденных состояний молекул - образование свободных радикалов - стереохимическая перестройка молекул. Эти первичные эффекты ведут к целому ряду вторичных изменений на различных уровнях организации биологического объекта, часть из которых связана с изменением электрического поля клетки, химизма ткани, активацией ферментных систем, в частности сукцинатдегидрогеназы, НАД.Н2, НАДФ.Н2, активацией ядерного аппарата клеток системы ДНК-РНК-белок, активацией окислительно-восстановительных, биосинтетических систем и др. Другая часть вторичных эффектов связана с трансформацией лазерного излучения в другие виды энергии (возникновение нелинейных оптических эффектов, акустических и ультразвуковых колебаний, мягкого ультрафиолетового и рентгеновского излучений), что приводит к еще большему усилению вторичных эффектов и увеличению их разнообразия (Александров М.Т.,1991). На органном уровне отмечаются: уменьшение длительности фаз воспаления, уменьшение интерстициального отека, повышение порога чувствительности рецепторов, увеличение поглощения тканями кислорода, повышение скорости кровотока, закрытие шунтов и увеличение количества новых сосудистых образований, активация транспорта продуктов метаболизма через сосудистую стенку. Кроме первичных и вторичных эффектов в организме возникают ответные нейрорефлекторные и нейро-гуморальные реакции: активизируется симпатоадреналовая и иммунная системы, увеличивается концентрация адаптивных гормонов, т.е. возникает комплекс адаптационных и компенсаторных реакций в целостном организме. Таким образом, под воздействием лазерного излучения происходят изменения, которые регистрируются на всех уровнях организации живой материи:

- субклеточном;

- клеточном;

- тканевом;

- органном;

- системном (Никулин М.А. с соавт.,1990; Александров М.Т. с соавт., 1992;, и др.).

Абсолютным противопоказанием для лазеротерапии, по мнению С.Н.Головина (1994) являются кровотечения или заболевания, при которых снижается свертываемость крови. Тот же автор не рекомендует проводить сеансы лазеротерапия в период менструаций у женщин.

К общим противопоказаниям, предусмотренным Правилами работы со светолечебными физиотерапевтическими приборами (утверждены МЗ СССР с 1970г.) относятся :

а) сердечно-сосудистые заболевания в стадии декомпенсации, нарушения ритма;

б) церебральный склероз;

в) заболевания кроветворной системы;

г) заболевания нервной системы с резко повышенной возбудимостью;

д) гипертиреоз;

е) выраженная эмфизема легких;

ж) хроническая почечная недостаточность;

з) злокачественные опухоли, доброкачественные образования;

и) повышенная чувствительность к ультрафиолетовому излучению;

к) сахарный диабет в стадии декомпенсации или неустойчивой компенсации;

л) первая половина беременности;

м) острые специфические инфекционные заболевания.

Общие противопоказания к применению светолечебных средств для лазеров являются относительными, так как, в настоящее время практически по каждому из перечисленных состояний разработаны или разрабатываются методы лазеротерапевтического воздействия (Головин С.Н.,1994).

В основе получаемых при лазеротерапии изменений лежит стимулирующий эффект (Ушкова И.Н. с соавт.,1988). Низкоэнергетическое лазерное излучение, меняя биоэнергетические параметры тканей, стимулируют в них метаболические процессы. Доказана стимуляция тканевого дыхания под влиянием лазерного облучения крови, ферментных систем, белкового обмена, липидного обмена (Токмачев Ю.К. с соавт.,1988; Александров М.Т.,1991; Кузьменко В.В., Карпухин А.О.,1992; и др.). Отдельные авторы говорят об улучшении кислородтранспортной функции эритроцитов, увеличении их сродства к кислороду и увеличении кислородной емкости крови (Александров М.Т. с соавт.,1992 и др.). В митохондриях печени крыс под влиянием низкоинтенсивного лазерного излучения происходят регистрируемые изменения переноса электронов по дыхательной цепи (Елисеенко В.И. с соавт.,1991). Облучение "in vitro" лазером донорской крови активизирует систему антиоксидантной защиты, что подтверждено дозазависимым увеличением оксидантной активности церулоплазмина до 115% от исходной и достоверным возрастанием интегральной супероксиддисмутазной активности плазмы (Плужников М.С. с соавт.,1991). При кратковременном воздействии лазера (до 2 минут) наблюдается увеличение активности энзимов стенки капилляров и их суммарной длины (Черток В.М. с соавт.,1991). Лазерное излучение является высокоэффективным активатором каталазной активности в организме, обеспечивает утилизацию продуктов перекисного окисления липидов в обменных процессах, создает условия для быстрой стабилизации мембран (Павловский М.П. с соавт.,1988). О стимуляции сперматогенеза, увеличении активности сперматозоидов у больных мужским бесплодием после курса лазерного воздействия свидетельствуют результаты исследований в урологической клинике (Омиров Р.Ю., Тиллабаев Р.С.,1991). Отмечается прирост тестостерона, прогестерона и эстрадиола в процессе лазерной терапии (Картелищев А.В. с соавт.,1991). Многократное транскутанное лазерное воздействие в импульсном режиме на яичники крыс оказывает стимулирующий эффект на фолликулярный аппарат и усиливает продукцию половых гормонов (Гребенников В.А. с соавт.,1991). Целесообразно использование лазерной терапии при снижении уровня рецепции к гормонам в тканях (Побединский Н.М. с соавт.,1992). Т.Й.Кару (1991) пишет о депрессивной реакции генома в первые часы после лазерного воздействия и об активации синтеза рибосомальной РНК. Отмечено повышение синтетической активности ядерного аппарата лимфоцитов при внутривенном лазерном облучении крови, причем соотношение РНК/ДНК превышало исходный уровень в среднем на 20% (Юдин В.А. с соавт.,1988). При облучении лазером в течение 1-15 минут донорской крови "in vitro" усиливаются процессы пролиферации и синтеза ДНК лимфоидными клетками (Лоцманова Е.Ю. с соавт.,1992).

Экспериментальные и клинические исследования позволили выявить, что низкоинтенсивное лазерное излучение нормализует микроциркуляцию: активизирует работу миоцитов и эндотелиоцитов, стимулирует функциональную активность основных за счет их дилятации и раскрытия резервных капилляров (Жуков Б.Н. с соавт.,1991; Струтынский А.Ф. с соавт.,1992 и др.). Убедительно доказано положительное влияние низкоэнергетического лазерного излучения на реологические свойства крови (Киршин А.А. с соавт.,1991; Александров М.Т. с соавт.,1992). Под воздействием лазерного облучения крови происходит значительное (до 64%) увеличение кислорода, используемого тканями организма для своей жизнедеятельности из протекающей через них крови (Киршин А.А. с соавт.,1991; Павлова Р.Н. с соавт.,1992 и др.).

Значительное число работ свидетельствует об эффективности применения низкоэнергетического лазерного излучения в спортивной травматологии, в терапии соматических заболеваний у спортсменов, иммунокоррекции у спортсменов. Отдельными авторами изучена возможность применения лазеров в качестве средства восстановления после физических нагрузок, повышения спортивной работоспособности (Павлов С.Е. с соавт.,1992; Павлов С.Е., Кузнецова Т.Н.,1997).

Немаловажен также вопрос о возможном отрицательном воздействии лазерного излучения на организм человека. Изучение литературных источников за более чем тридцатилетний срок выявило отсутствие каких-либо упоминаний о негативных последствиях лазерного воздействия (Головин С.Н.,1994). О безопасности лечения лазерами с излучением различных длин волн свидетельствуют исследования И.Н.Ушковой с соавторами (1988). Говоря о положительном влиянии лазеротерапии на иммунологический статус детей в оториноларингологической клинике И.Л.Кручинина с соавторами (1988) и др. отмечают отсутствие негативных побочных эффектов в процессе курса лечения и ближайшем реабилитационном периоде. Доказана эффективность применения лазерного излучения, как средства профилактики хронического тонзиллита, в условиях детского сада (Торопова Л.А., Жукова Т.В.,1991). Массовые исследования на эмбриональном и организменном уровне на животных указывают на изменения в лучшую сторону ряда показателей (в частности - иммунитета) в результате профилактического лазерного воздействия. Не отмечалось побочных явлений во время курса лазеротерапии у новорожденных и детей от 1 до 14 лет (Блохина Н.П. с соавт.,1991; Лазарев В.В.,1991 и др.). Отдаленные наблюдения в течение 2-3 лет за детьми возраста 2-14 лет не выявили отрицательных эффектов лазеротерапии (Кузьмина О.Н. с соавт.,1992; Рапопорт Ж.Ж. с соавт.,1988).

Таким образом, стимулирующее влияние низкоэнергетического лазерного излучения, отмечаемое на различных уровнях организации человеческого организма, отсутствие негативных побочных эффектов во время курса лазерного воздействия и в отдаленные сроки после него, доступность аппаратуры и простота методов использования очерчивают широкие перспективы применения данного средства восстановления в спорте высших достижений.


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Кузнецова, Т.Н. Перспективы применения низкоэнергетических лазеров в спорте / Кузнецова Т.Н., Павлов С.Е. // Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, посвященный 80-летию академии. - М., 1998. - Т. 4. - С. 171-178.