НАНОТЕХНОЛОГИИ В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ

НАНОТЕХНОЛОГИИ В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ.
Зимина Д.Ю.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проведена работа с проектами олимпийского комитета России, в частности
проанализированы разработки в области создания дистанционного анализатора химического
состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения
составляющих его наночастиц[1], а так же синтезирование соединений на базе
антиоксидантов - доноров монооксид азота структурированных в
гидрогельной
наноматрице, предназначенные для повышения работоспособности организма при высоких
физических и психических нагрузках[2].
Ил.3. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: спорт, наномедицина, спектроанализатор, гидрогельная наноматрица,
нитромексидол
Зимина Дарья Юрьевна,
[email protected]
студентка
группы
НТ-08-01,
тел.:
661532,
e-mail:
Актуальность.
В последние годы нанотехнологии активно развиваются во многих областях науки.
Важную роль нанотехнологии играют в спорте, а точнее в спортивной наномедицине.
Основой наномедицины является использование нанотехнологий для открытия новых
фармакологических молекулярных субстанций, подбор лекарственных средств для
спортсменов, а так же доставка лекарственных средств в определенные места и ткани
организма. Еще одним актуальным аспектом спортивной наномедицины является быстрый и
качественный сбор информации о состоянии спортсмена[4].
Цель исследования.
Главной целью исследование является анализ разработок в области спортивной
наномедицины и оценка необходимости разработок в спорте, для выявления факта принятия
допинга, улучшения методов определения степени утомления и повышения
трудоспособности.
В соответствии с целью, рассматривается
проект создания дистанционного
анализатора химического состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии
рассеяния и поглощения составляющих его наночастиц.
Основные определяющие компоненты спектроанализатора – сапфировые кассеты с
микрокапиллярами и наноступеньками (рис. 1), на стенки которых нанесены наночастицы
(рис. 2), оптические спектры которых изменяются при селективном захвате ими
контролируемых молекул.
Рис.1. Сапфировые кассеты с
Рис.2. Сапфировые кассеты с
микрокапиллярами и наноступеньками.
нанесенными наночастицами.
Основным принципом прибора является регистрация спектров излучения и рассеяния
примесями, селективно захваченными на специально подготовленные наночастицы. На
Рис.3. представлена принципиальная схема спектроанализатора.
Рис.3. Принципиальная схема спектроанализатора
Концентрирование примесей в микрокапиллярах на наноступеньках, настроенных на
селективный захват конкретных молекул, и высокочувствительный спектральный анализ
позволит приблизить обнаружительную способность прибора к нюху собаки[1].
Это приведет к качественному улучшению методов выявления (в кротчайшие сроки)
спортсменов употребляющих допинги и методов определения степени утомления
спортсменов по спектральному анализу их выдоха (соотношение СО и СО2) и
дистанционному спектру отражения от кровенаполненных зон тела (например, губ)
Далее возможно рассмотрение проекта синтезирования соединений на базе
антиоксидантов - доноров монооксид азота структурированных в гидрогельной наноматрице,
предназначенные для повышения работоспособности организма при высоких физических и
психических нагрузках.
Создание препарата на базе нитромексидола в сочетании с гидрогельной
наноматрицей на основе молекул
и ионов серебра, являющегося принципиально
недопинговым по своим фармакологическим характеристикам и способу применении, и
позволяющим повысить работоспособность организма спортсмена, а также увеличить его
антистрессовую защиту.
Создание препарата на базе нитромексидола в сочетании с гидрогельной
наноматрицей на основе молекул
и ионов серебра, являющегося принципиально
недопинговым по своим фармакологическим характеристикам и способу применении, и
позволяющим повысить работоспособность организма спортсмена, а также увеличить его
антистрессовую защиту.
Одно из главных направление использование нитромексидола обусловлено его
антиоксидантным действием, которое может быть успешно использовано для целей
спортивной медицины.
В Институте проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН)
был синтезирован нитроксисукцинат 2,4,6-триметил-3-оксипиридина, который может быть
использован как перспективное средство защиты живых организмов при баротравматических
и огнестрельных ранениях за счет торможения процессов возникновения и развития
вторичного некроза. В продолжение этих работ путём введения нитратной группы в
молекулу известного препарата "мексидол" (сукцинат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина)
получен нитроксисукцинат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина (нитроксимексидол), более
доступный, чем его триметильный аналог[4]. Эти два нитроксисукцината можно
рассматривать как уникальные лекарственные средства XXI века многопланового действия и
в первую очередь как кардиотропные средства, в которых сочетаются два антирадикальных
фрагмента – основание (антиоксидант) и нитроксиянтарная кислота (донор NO). Молекула
оксиароматического основания ингибирует радикальную цепную реакцию окисления и
нейтрализует образование пероксидных радикалов. Нитроксиянтарная кислота за счет
генерации монооксида азота связывает супероксидные радикалы с образованием
пероксинитрита, со своей стороны обуславливая биологическое действие препарата.
В то же время в лаборатории спектроскопии Тверского государственного
университета открыта уникальная система, обладающая антимикробным действием и
представляющая собой супрамолекулярный тиксотропный гидрогель (СТГ) с фрактальной
структурой на основе цистеина, ионов и наночастиц серебра, при этом концентрация
растворенных веществ в воде составляет 0,1-0,01%. Данный СТГ может быть использован
как матрица для введения в него биологически активных веществ (БАВ), липосом и
нанокапсул, заполненных БАВ, и тем самым может быть существенно повышен лечебный
эффект нового композиционного препарата, например такого как нитромексидол При этом
предполагается вводить тиксотропный гидрогель с нитроксимексидолом, либо перорально,
либо путем инъекционного введения этого гидрогеля, либо путем смазывания открытой
кожной поверхности гидрогелем. При этом предполагается вводить тиксотропный гидрогель
с нитроксимексидолом, либо перорально, либо путем инъекционного введения этого
гидрогеля, либо путем смазывания открытой кожной поверхности гидрогелем [2].
Хорошим подтверждением проведенных исследований являются эксперименты,
поведенные на мышах линии BDF-1 c целью доказательства повышения работоспособности
живых организмов при введении в живые организмы ряда наших препаратов – доноров
монооксида азота.
Опытной группе мышей вводили внутримышечно препарат – нитроксимексидол или
его структурный аналог, а затем производили дислокацию (смещение) шейных позвонков с
последующим вскрытием грудной клетки для визуального наблюдения за сокращением
сердца. При этом было определено, что у мышей, которым предварительно вводили
нитромексидол, время сокращения желудочков и предсердий продолжалось в течение 25
минут против 2-3 минут без препарата.
Таким образом, синтезированный препарат обладает ярко выраженным
антигипоксическим действием и снижает потребность сердечной мышцы-миокарда в
кислороде в 2 раза. Проведенные исследования позволяют предположить, что
предварительное введение препарата спортсменам позволит существенно увеличить их
работоспособность [3].
Заключение
Новые соединения могут представить интерес с точки зрения повышения физической
работоспособности человека в экстремальных и травматогенных условиях, в частности, не
будучи допингами, но оказывая нормализирующее действие на проявление стресс-реакции со
стороны организма, они могут быть с успехом применены для задач в области спорта.
Библиографический список

Цветков Д.С. «Создание дистанционного анализатора химического состава
выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения
составляющих его наночастиц» //Статья. – 2010. – статья

Федоров, Б.С. Стратегия синтеза новых лекарственных средств с пониженной
токсичностью на основе метаболически активных доноров монооксида азота / Б.С.
Федоров, М.А. Фадеев, Г.И. Козуб // Альманах клинической медицины. – 2006. – Т.
XII. – С. 134-135.

Пат РФ № 2250210 Российская Федерация. Нитроксисукцинат 2,4,6-триметил-3оксипиридина и способ его получения / Б.С. Федоров, М.А. Фадеев, Г.Н. Богданов,
Д.В. Мищенко, В.Н. Варфоломеев. - № 2250209 (2005.04.20)

Lüllmann, Color Atlas of Pharmacology © 2000 Thieme