Новый допинг? Налетай, пока ещё разрешено!

Допинги опасны, и потому запрещены в спорте. С другой стороны, мы зачастую используем что-то, даже не подозревая, что в спорте это под запретом. Но иногда нечто, дающее изрядное преимущество атлету, попросту не известно ни ему, ни тренерам, ни широкой публике.

Не так уж хорошо мы знаем сами себя. Наш организм для нас же самих зачастую – настоящая загадка. А чаще всего мы попросту не задумываемся и не знаем, как же «это всё работает».

Например, мы все помним, что уши даны нам, чтобы слышать. Но всегда забываем, что они имеют и гораздо более важную функцию – тот же орган позволяет нам вообще перемещаться в пространстве, осознавать, где право-лево, где верх-низ, как сделать шаг, как нанести удар и как поднести ложку ко рту. То же касается и зрения. Мы помним, что глаза позволяют нам видеть, но нам зачатую вообще в голову не приходит узнать, а зачем же еще человеку дан зрительный аппарат.

А зрение, помимо обеспечения формирования образа внешнего мира в нашем мозге, оказывает огромное воздействие на модулирование множества эндокринных, поведенческих, психологических ответов организма на вызовы внешней среды. Вспомните такие реакции, как регуляцию секреции мелатонина, управление ритмом сердца, модуляции тревожности, настроения, физической готовности, и даже стимулирование экспрессии некоторых генов (2,3,4, 5,6,7,8, 9). Всё это обеспечивает наш зрительный аппарат.

Нам с вами известно, что так называемые «невизуальные возбуждающие эффекты» света усиливаются благодаря синергизму работы органов зрения и меланопсин-зависимой фоторецептивной системы (МФС). Так вот, относительно недавно (2011-2012г.г.) стало известно, что МФС особо чувствительна к волнам диапазона 460-480 nm, то есть, в переводе на человеческий язык – к синему свету (10,11).

Первые же эксперименты показали, что синий свет не просто пробуждает от дремы, но и существенно способствует повышению внимательности, концентрации на выполнении сложных и ответственных заданий (12,13,14). В целом роль синего света в подавлении тормозящего эффекта мелатонина уже достаточно хорошо изучена (15, 16). Известно также, что и при практически полном отсутствии мелатонина синий свет продолжает действовать на нервную систему (18,19).

Кстати, интересно то, что на голубоглазых кавказцев (Caucasians) коротковолновое излучение действует сильнее (17)! Особо рады будут этому открытию, конечно же, эстонцы, немцы, и украинские евреи-ашкеназы – именно они среди всех кавказцев несут в себе наибольший процент той самой мутации гена HERC2, которая и обусловливает голубоглазость.

Не знаю, как кофе действует именно на голубоглазых блондинок, но тот факт, что метилксантин влияет на настроение (20,21), внимание и живость ума (22,23) – это факт. Кофеин (methylxanthine) действует посредством акселерации моторных процессов в центральной и периферической нервной системах (24, 25). Эффект повышения психомоторной готовности весьма сходен с результатами воздействия синего света. Однако, есть и принципиальное отличие: прием кофеина днем запросто вызывает бессонницу ночью, а вот стимулирование нервной системы синим светом не оказывает негативного влияния на ночной сон (26).

Кстати, влияние обычного яркого света в сочетании с кофеином на людей, лишенных сна, ранее уже изучалось (27).

На этот раз шведские ученые решили сравнить действие кофеина, синего света, и их совместное действие на нервную систему человека. Дозы использовались стандартные (240 мг кофеина и 1 час облучения синей лампой 40 люкс). Почему именно 1 час? Да потому, что именно столько времени требуется кофеину, чтобы «сработать» [24]. На самом же деле синий свет действует на гиппокамп и мозжечок уже через 50 секунд [34].

Особое внимание в эксперименте уделялось голубоглазым испытуемым, так как ранее уже было замечено, что голубоглазые иначе реагируют на синий свет [17].

К сожалению, на данном этапе экспериментов ученые не уточняли последствия облучения просто голубоглазых людей и конкретно голубоглазых блондинок, а зря – было бы чертовски интересно!

Как бы то ни было, первым, что удалось выяснить, оказалось то, что кофеин и синий свет по отдельности действуют сильнее, чем в сочетании. Кроме того, подтвердился тот факт, что кофеин действительно повышает внимательность и стимулирует когнитивные и моторные функции [24,27], однако он же снижает стабильность работы рук (появляется дрожь) [28] и, что важно, прием кофеина повышает тревожность [29] и вызывает нарушения сна [30].

А еще важно знать, что во многих случаях эффект кофеина обусловлен так называемым состоянием «expectancy», то есть, другими словами, испытуемый знает, что кофеин должен стимулировать его, и потому кофеин действительно стимулирует, что, по сути, всего лишь иллюзия стимулирования, психосоматический эффект [31]. Вот почему некоторые утверждают, что кофе по утрам пробуждает их, в то время как кофейный кофеин, кофеин гуараны, и медицинский кофеин – это вообще далеко не одно и то же!

Впрочем, для нас важно отметить, что в целом ряде случаев положительный эффект синего света оказался сильнее действия кофеина!

Важно и то, что и ранее, и в данном эксперименте субъективное негативное восприятие бессонницы испытуемыми было снижено у тех, кто принимал синие световые ванны, в то время как у принимавших кофеин оно усугублялось [1,14].

Говоря о синем свете, стоит отметить, что действие оказывает собственно длина волны, но не степень освещенности. То есть, другими словами, яркость ламп значения не имеет [33].

Целый ряд ученых [35,36,37] выдвинули разные концепции, объясняющие обнаруженное влияние синего света, однако окончательной ясности в этом вопросе пока нет, и потому я не стану утруждать вас излишними подробностями гипотез. Однако отмечу, что сегодня уже очевидно: синий свет эффективен в целом ряде случаев и на производстве, и в спорте [1]. Особенно это важно для тех спортсменов, которые соревнуются в закрытых помещениях с искусственным освещением [38,49].

(на фото: Анастасия Янькова, Чемпионка России по тайскому боксу 2011)

Но одно обстоятельство меня очень тревожит: стимулирующий эффект синего света сильнее выражен у голубоглазых людей, то есть у них есть преимущество. Не значит ли это, что синие лампочки приравняют к допингам, как это уже случилось с кофеином?

Литература

1. Lockley  SW  (2008)  Spectral  sensitivity  of  circadian,  neuroendocrine and  neurobehavioral  effects  of  light.  J  Hum Environment System 11:43-49.
2. Brainard GC, Sliney D, Hanifin JP, Glickman G, Byrne B et al. (2008) Sensitivity of the human circadian system to short-wavelength (420-nm) light.  J  Biol Rhythms 23:  379-386.
3. Glickman G, Byrne B, Pineda C, Hauck WW, Brainard GC (2006) Light therapy  for  seasonal  affective  disorder  with  blue  narrow-band  light-emitting  diodes  (LEDs).  Biol Psychiatry 59:  502-507.
4. Cajochen C, Jud C, Münch M, Kobialka S, Wirz-Justice A et al. (2006) Evening  exposure  to  blue  light  stimulates  the  expression  of  the  clock gene PER2  in  humans.  Eur J Neurosci 23:  1082-1086.
5. Figueiro  MG,  Bierman  A,  Plitnick  B,  Rea  MS  (2009)  Preliminary evidence  that  both  blue  and  red  light  can  induce  alertness  at  night. BMC Neurosci 10: 105.
6. Münch  M,  Kobialka  S,  Steiner  R,  Oelhafen  P,  Wirz-Justice  A  et  al.(2006)  Wavelength-dependent  effects  of  evening  light  exposure  on sleep architecture and sleep EEG power density in men. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 290: R1421-R1428. PubMed: 16439671.
7. Münch  M,  Linhart  F,  Borisuit  A,  Jaeggi  SM,  Scartezzini  JL  (2012)Effects of prior light exposure on early evening performance, subjective sleepiness, and hormonal secretion. Behav Neurosci 126: 196-203
8. Plitnick B, Figueiro MG, Wood B, Rea MS (2010) The effects of red and blue light  on  alertness  and  mood  at  night.  Lighting Res Technol  42:449-458
9. West KE, Jablonski MR, Warfield B, Cecil KS, James M et al. (2011) Blue  light  from  light-emitting  diodes  elicits  a  dose-dependent suppression of melatonin in humans. J Appl Physiol 110: 619-626
10. Chellappa SL, Viola AU, Schmidt C, Bachmann V, Gabel V et al. (2012) Human melatonin and alerting response to blue-enriched light depend on a polymorphism in the clock gene PER3. J Clin Endocrinol Metab97: E433-E437.
11. Vandewalle G, Archer SN, Wuillaume C, Balteau E, Degueldre C et al.(2011)  Effects  of  light  on  cognitive  brain  responses  depend  on circadian phase and sleep homeostasis. J Biol Rhythms 26: 249-259.
12. Chellappa SL, Steiner R, Blattner P, Oelhafen P, Götz T et al. (2011)Non-visual  effects  of  light  on  melatonin,  alertness  and  cognitive performance:  can  blue-enriched  light  keep  us  alert?  PLOS ONE  26:e16429.
13. Lehrl S, Gerstmeyer K, Jacob JH, Frieling H, Henkel AW et al. (2007) Blue  light  improves  cognitive  performance.  J  Neural  Transm  114:457-460.
14. Cajochen C, Frey S, Anders D, Späti J, Bues M et al. (2011) Evening exposure  to  a  light-emitting  diodes  (LED)-backlit  computer  screen affects circadian physiology and cognitive performance. J Appl Physiol110:  1432-1438.
15. Wood  B,  Rea  MS,  Plitnick  B,  Figueiro  MG  (2013)  Light  level  and duration of exposure determine the impact of self-luminous tablets on melatonin suppression. Appl Ergon 44: 237-240
16. Cajochen C, Münch M, Kobialka S, Kräuchi K, Steiner R et al. (2005)High  sensitivity  of  human  melatonin,  alertness,  thermoregulation,  and heart  rate  to  short  wavelength  light.  J  Clin  Endocrinol  Metab  90:1311-1316.
17. Higuchi S, Motohashi Y, Ishibashi K, Maeda T (2007) Influence of eye colors of Caucasians and Asians on suppression of melatonin secretion by light. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 292: R2352-R2356.
18. Sahin L, Figueiro MG (2013) Alerting effects of short-wavelength (blue)and long-wavelength (red) lights in the afternoon. Physiol Behav 116–117: 1-7.
19. Vandewalle  G,  Balteau  E,  Phillips  C,  Degueldre  C,  Moreau  V  et  al.(2006) Daytime light exposure dynamically enhances brain responses. Curr  Biol  16:  1616-1621.
20. Duncan MJ, Oxford SW (2011) The effect of caffeine consumption on mood state and bench press performance to failure.  J  Strength Conditioning Res 25: 178-185.
21. Fine BJ, Kobrick JL, Lieberman HR, Marlowe B, Riley RH et al. (1994) Effects of caffeine or diphenhydramine on visual vigilance. Psychopharmacology 114:  233-238
22. Johnson  RF,  Merullo  DJ  (1996)  Effects  of  caffeine  and  gender  on vigilance  and  markmanship.  Proceedings  of  the  Human  Factors  and Ergonomics  Society  Annual  Meeting  40.  pp.  1217-1221
23. Smith  A  (2009)  Effects  of  caffeine  in  chewing  gum  on  mood  and attention.  Hum  Psychopharmacol  24:239-247.
24. Fredholm BB, Bättig K, Holmén J, Nehlig A, Zvartau EE (1999) Actions of caffeine in the brain with special reference to factors that contribute to its widespread use. Pharmacol Rev 51: 83-133.
25. Lazarus M, Shen H-Y, Cherasse Y, Qu W-M, Huang Z-L et al. (2011) Arousal  effect  of  caffeine  depends  on  adenosine  A 2A   receptors  in  the shell  of  the  nucleus  accumbens.  J  Neurosci  31:  10067-10075
26. Viola AU, James LM, Schlangen LJ, Dijk DJ (2008) Blue-enriched white light  in  the  workplace  improves  self-reported  alertness,  performance and  sleep  quality.  Scand  J  Work  Environ  Health  34:  297-306
27. Wright KP Jr, Badia P, Myers BL, Plenzler SC (1997) Combination of bright  light  and  caffeine  as  a  countermeasure  for  impaired  alertness and  performance  during  extended  sleep  deprivation.  J  Sleep  Res  6:26-35.
28. Heatherley  SV,  Hayward  RC,  Seers  HE,  Rogers  PJ  (2005)  Cognitive and  psychomotor  performance,  mood,  and  pressor  effects  of  caffeine after  4,  6  and  8  h  caffeine  abstinence.  Psychopharmacology  178:461-470.
29. Peeling  P,  Dawson  B  (2007)  Influence  of  caffeine  ingestion  on perceived mood states, concentration, and arousal levels during a 75-min  university  lecture.  Adv  Physiol  Educ  31:  332-335
30. Sicard BA, Perault MC, Enslen M, Chauffard F, Vandel B et al. (1996)The effects of 600 mg of slow release caffeine on mood and alertness. Aviat Space Environ Med 67: 859-862. PubMed: 9025802.
31. Elliman NA, Ash J, Green MW (2010) Pre-existent expectancy effects in  the  relationship  between  caffeine  and  performance.  Appetite  55:355-358.
32. Goldstein A, Warren R, Kaizer S (1965) Psychotropic effects of caffeine in  man.  I.  Individual  differences  in  sensitivity  to  caffeine –induced wakefulness. J Pharmacol Exp Ther 149: 156-159.
33. Figueiro  MG,  Rea  MS  (2010)  The  effects  of  red  and  blue  lights  on circadian  variations  in  cortisol,  alpha  amylase,  and  melatonin. International Journal of Endocrinology
34. Vandewalle  G,  Schmidt  C,  Albouy  G,  Sterpenich  V,  Darsaud  A  et  al.(2007) Brain responses to violet, blue, and green monochromatic light exposures in humans: Prominent role of blue light and the brainstem. PLOS  ONE  2:  e1247.
35. Vandewalle  G,  Maquet  P,  Dijk  D-J  (2009)  Light  as  a  modulator  of cognitive  brain  function.  Trends  Cogn  Sci  13:  429-438.
36. Rautkylä E, Puolakka M, Halonen L (2012) Alerting effects of daytimelight  exposure  –  a  proposed  link  between  light  exposure  and  brain mechanisms.  Lighting  Res  Technol  44:  238-252
37. Vandewalle G, Gais S, Schabus M, Balteau E, Carrier J et al. (2007) Wavelength-dependent  modulation  of  brain  responses  to  a  working memory test by daytime light exposure. Cereb Cortex 17: 2788-2795.
38. Tønnessen E, Haugen T, Shalfawi SAI (2012) Reaction time aspects of elite sprinters in athletics world championships. J Strength Conditioning Res 27: 885-892.
39. Uchida  Y,  Demura  S,  Nagayama  R  (2012)  Stimulus  tempos  and  the reliability of the successive choice reaction test. J Strength Conditioning Res Publish (ahead of print).