Нанотехнологии в спортивной медицине

Размещено на http://www.allbest.ru/

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].

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 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.2. 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. нанотехнология фармакологический спортсмен химический

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].

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

1. Цветков Д.С. «Создание дистанционного анализатора химического состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения составляющих его наночастиц» //Статья. - 2010.

2. 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.

3. Пат РФ № 2250210 Российская Федерация. Нитроксисукцинат 2,4,6-триметил-3-оксипиридина и способ его получения / Б.С. Федоров, М.А. Фадеев, Г.Н. Богданов, Д.В. Мищенко, В.Н. Варфоломеев. - № 2250209 (2005.04.20)

4. Lьllmann, Color Atlas of Pharmacology

Размещено на Allbest.ru