Вещества, способствующие осознанным сновидениям. Ацетилхолин и осознанные сновидения

17.03.2024

Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans, обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество - пептид дельфтибактин - избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания - бактерий Cupriavidus metallidurans, которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.

Рис. 1. Электронная микрофотография комплекса дельфтибактина с золотом. Дельфтибактин добавили к раствору солей золота за 10 минут до того, как была сделана микрофотография. На микрофотографии видны коллоидные частицы золота (синяя стрелочка) и октаэдрические частицы золота (красная стрелочка), образовавшиеся под действием дельфтибактина. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology

Микроорганизмы приспособились к существованию в практически любых условиях, встречающихся на нашей планете. При этом многие из них не просто «терпят» неблагоприятную среду, а «подстраивают» ее под себя. Для этого они выделяют во внешнюю среду специальные вещества (так называемые вторичные метаболиты), чтобы воздействовать на нее и сделать ее более комфортной. Иногда такие вещества могут оказаться полезными и для человека. Хороший пример - антибиотики, которые синтезируются многими микроорганизмами, чтобы избавляться от конкурентов, претендующих на ценные ресурсы. Многие из этих природных соединений нашли применение в медицине в качестве антибактериальных агентов.

При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus, обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР - реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.

Экстремофилы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей, называются металлотолерантными организмами. Для бактерий, населяющих поверхность золотых самородков, характерным условием среды является высокая концентрация ионов золота Au3+, которые токсичны для живых организмов. Поэтому каждый вид таких бактерий обладает механизмом защиты от присутствующих в больших количествах токсичных ионов золота. Так, для грамотрицательной бактерии Cupriavidus metallidurans, одного из двух преобладающих видов микроорганизмов в биопленках на золоте, механизм защиты уже был известен: эти организмы поглощают ионы Au3+ и обезвреживают их, превращая в нетоксичное нерастворимое золото, гранулы которого накапливаются в цитоплазме бактерии (то есть происходит его биоминерализация).

И мышечная деятельность

Уровень мастерства спортсменов, занимающихся различными видами спорта, повышается из года в год. Спортивные рекорды улучшаются, а границы, отделяющие успех от неудачи, сокращаются. Поэтому тренеры и спортсмены ищут малейшие возможности, чтобы добиться победы. Они могут воспользоваться средствами, способствующими повышению работоспособности. Некоторые из них действительно улучшают мышечную деятельность, использование других может привести к ужасным последствиям. В этой главе мы рассмотрим различные фармакологические, гормональные и физиологические средства, способствующие повышению работоспособности.

В непрекращающемся стремлении к славе спортсмены довольно часто ищут всевозможные способы повышения уровня мышечной деятельности. Некоторые избирают специальную диету. Другие полагаются на средства, снижающие стресс и изменяющие психологическое состояние (например, гипноз). Третьи могут использовать определенные препараты или гормональные средства.

Вещества или явления, улучшающие спортивную деятельность, называются средствами повышения работоспособности (эргогенными средствами). Многообразие потенциальных средств повышения работоспособности огромно. Вот несколько примеров:

Тяжелоатлеты используют анаболические сте-роиды в надежде увеличить мышечную массу и силу;

Бегуны на длинные дистанции за несколько дней до соревнования усиленно потребляют углеводы, чтобы обеспечить мышцы ног дополнительным количеством гликогена;

Гипноз используется, чтобы помочь спортсменам решить определенные эмоциональные или психологические проблемы;

Даже подбадривание зрителей своей команды дает ей определенное преимущество над соперником.

Действие предлагаемых средств, улучшающих работоспособность, обычно окружено мифами. Большинство спортсменов получает весьма скудную информацию о таких средствах от друга или тренера, считая, что она абсолютно точна. Однако это не всегда так. Некоторые спортсмены экспериментируют с такими средствами в надежде хоть немного улучшить результаты, не задумываясь о возможных последствиях для здоровья. В погоне за улучшением мышечной деятельности, думая только об улучшении спортивных результатов, на фоне абсолютного незнания средств. повышающих работоспособность, спортсмен нередко принимает ошибочное решение.

Список возможных средств, повышающих работоспособность, длинный, однако число тех из них, которые действительно улучшают ее, значительно меньше. Некоторые из средств, якобы улучшающих работоспособность, на самом деле отрицательно влияют на мышечную деятельность. Это, как правило, лекарственные препараты, которые Эйчнер назвал гликолитическими препаратами . Самое страшное, что некоторые из них рекламируют как средства, повышающие работоспособность!

Средством, улучшающим работоспособность, является любое вещество или явление, способствующее усилению мышечной деятельности. Эрголитическое вещество - вещество, отрицательно влияющее на мышечную деятельность. Некоторые вещества, считающиеся улучшающими работоспособность, в действительности являются эрголитическими

В табл. 14.1 представлен список веществ, средств и явлений, улучшающих работоспособность. Все они достаточно тщательно изучены. Предлагается также множество других средств, которые, однако, еще недостаточно проверены. В табл. 14.2 приводятся механизмы действия, обеспечивающие эффект средств, повышающих работоспособность, а также примеры их применения.

Таблица 14.1. Средства, способствующие повышению работоспособности

Механизм действия Перечень веществ

Фармакологические Алкоголь

средства Амфетамины

Бета-блокаторы

Кофеин

Кокаин и марихуана

Диуретические средства

Никотин

Гормональные Анаболические стероиды

средства Гормон роста

Пероральные

противозачаточные средства

Физиологические Допинг крови

средства Эритропоэтин

Разминка и колебания

температуры

Соли аспаргиновой кислоты

Пищевые средства Углеводы

и вещества Белки

Жиры

Витамины и микроэлементы

Вода и специальные напитки

Психологические Гипноз

явления Медитация

Снятие стресса

Механические Одежда

факторы Экипировка

Окружающие условия -

структура и покрытие

спортплощадки

В данной главе рассматриваются фармакологические, гормональные и физиологические средства. Различные пищевые добавки и вещества рассматриваются в главе 15. Что касается психологических явлений и механических факторов, то о них можно узнать из книги Уильямса "Средства, способствующие повышению работоспособности в спорте" .

Представим себе ситуацию, что профессиональный спортсмен - суперзвезда за несколько часов до начала поединка принимает какое-то вещество и затем демонстрирует отличную игру. Скорее всего свой успех он припишет действию этого вещества, даже если нет доказательств, что оно окажет такое же положительное действие на других спортсменов.

Таблица 14.2. Предполагаемые механизмы действия средств, способствующих повышению работоспособности

„ „ Средства, повышающие Предполагаемый механизм у к , "» работоспособность

Воздействие на Анаболические стероиды

мышечные волокна Гормон роста

Белок

Воздействие на сердце Алкоголь

и кровообращение Бета-блокаторы

Амфетамины

Кофеин

Кокаин и марихуана

Противодействие Анаболические стероиды

торможению ЦНС Амфетамины

Противодействие либо Амфетамины

задержка возникло- Соли аспаргиновой

вения или ощущения кислоты

солью

Внешние механические Одежда, снижающая

Факторы сопротивление воздуха

или воды

Покрытие площадок,

например, беговых

дорожек

Новые виды спортинвен

таря и оборудования

Обувь

Снабжение мышц энер- Углеводы

гией, энергообеспе- Свободные жирные

чение общей функции кислоты

мышц Витамины и микро

элементы

Повышение транспорта Допинг крови

Кислород

Расслабление и снятие Алкоголь

Стресса Бета-блокирующие

препараты

Гипноз

Устранение стресса

Уменьшение или Диуретические средства

увеличение массы тела Анаболические стероиды

Гормон роста -

Фоке и соавт. (1988)

Любой человек может утверждать, что определенное вещество обладает свойством повышать работоспособность, и многие вещества получили такую характеристику на основании именно подобных умозаключений. Однако прежде чем какое-то вещество можно считать способствующим повышению работоспособности, оно должно пройти тщательную проверку. К сожалению, наука не может ответить сразу на множество вопросов. Тем не менее научные исследования в этом направлении крайне необходимы, чтобы отделить вещества, действительно повышающие работос-

293

пособность, от тех, которые являются псевдоулуч-шающими и потребление которых приводит к усилению мышечной деятельности только потому, что спортсмен этого ожидает.

ЭФФЕКТ ПЛАЦЕБО

Явление, при котором ожидаемое действие вещества определяет реакцию организма на него, называется эффектом плацебо. Этот эффект значительно затрудняет исследование свойств вещества повышать работоспособность, поскольку ученым приходится выяснять, улучшается ли работоспособность в результате эффекта плацебо или реакции организма на него.

Эффект плацебо был убедительно продемонстрирован в одном из первых исследований действия анаболических стероидов . 15 спортсменов, занимавшихся силовыми тренировочными нагрузками в течение двух предыдущих лет, согласились принять участие в эксперименте, предполагавшем использование анаболических стероидов в процессе силовых тренировок . Им было сказано, что те, кто добьется максимального увеличения силы в течение 14-месячного предварительного периода тренировки (силовых), получат

480

15:
"! 120

01234567 01234 Период исследования,недели

Рис. 14.1. Влияние употребления плацебо на прирост мышечной силы: а - период тренировочных занятий;

б - период употребления плацебо; 1 -общая сумма;

2 - упор присев; 3 - жим лежа на спине;

4 - "военный жим "; 5 - жим в положении сидя. Данные Эриела и Савилля (1972)

право участвовать во втором этапе эксперимента с использованием анаболических стероидов.

После предварительного периода тренировки было отобрано 8 спортсменов. После проведения медицинского обследования только шестерых допустили к следующему этапу эксперимента, который длился 4 недели. Испытуемых поставили в известность, что им ежедневно будут давать по 10 мг Дианабола (анаболического стероида), тогда как в действительности им в качестве плацебо давали безвредный препарат.

Данные о развитии силы регистрировали в течение 7-недельного периода до потребления плацебо и 4-недельного периода, когда испытуемые принимали плацебо. Несмотря на то, что испытуемые были довольно опытными тяжелоатлетами, они продолжали значительно наращивать силу в течение предварительного периода. Однако увеличение силы в период потребления плацебо был значительно выше! Как видно из рис. 14.1, испытуемые улучшили свои результаты в среднем на 10,2 кг (2 %) во время предварительного периода и на 45,1 кг (10 %) во время периода потребления плацебо! Это соответствовало среднему увеличению силы на 1,5 кг за неделю во время предварительного периода и 11,3 кг за неделю во время периода потребления плацебо, т.е. почти в 10 раз больше! Отметим, что препараты плацебо дешевы, неопасны для здоровья и разрешены к использованию спортсменами.

Мне неоднократно приходилось наблюдать действие плацебо при исследовании влияния бета-бло-каторов на способность выполнять отдельные циклы нафузки или работу аэробного характера. Согласно требованиям Комитета по проблемам испытуемых, участвующих в научных исследованиях, уполномоченного федеральным правительством наблюдать за всеми исследованиями, проводимыми в США с участием людей-испытуемых, необходимо, чтобы все участники экспериментов получали полную информацию о возможном риске для здоровья вследствие проведения исследований и представляли письменное согласие на участие в экспериментах до их начала. Поэтому перед началом каждого эксперимента кардиолог сообщал каждому испытуемому исчерпывающую информацию о бета-блокаторах, включая их роль в лечении различных сердечно-сосудистых заболеваний и возможные побочные эффекты. Меня удивляло то, что на протяжении 6 лет исследований наиболее серьезные побочные явления почти всегда отмечались у испытуемых, потреблявших плацебо.

Таким образом, решая, обладает ли вещество

чу Хотя эффект плацебо имеет психологичес- у кое происхождение, реакция организма на него вполне реальна. Это свидетельствует об эффективности психического состояния в изменении нашего физического состояния

294

свойствами улучшения работоспособности, ученый должен помнить, что наблюдаемый положительный эффект не обязательно доказывает, что данное вещество действительно обладает такими свойствами. Во всех исследованиях веществ, потенциально повышающих работоспособность, обязательно должна быть группа испытуемых, принимающих пла-цебо, чтобы можно было сопоставить реакции на проверяемое вещество с реакциями на плацебо.

ОГРАНИЧЕНИЯ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СРЕДСТВ

При оценке эффективности вещества, потенциально повышающего работоспособность, ученые обычно полагаются на лабораторные исследования. Очень часто научные исследования не в состоянии абсолютно точно ответить на поставленные вопросы. Например, успех на самом высоком уровне определяется долями секунды или десятыми дюйма, а лабораторные тесты не всегда позволяют выявить такие ничтожные различия.

Ученые могут быть весьма ограничены точностью своих приборов и методов. Для всех методов исследований характерен допустимый предел погрешности. Если полученные результаты попадают в этот предел, исследователь не может быть уверен, что результат - следствие действия проверяемого вещества. Результаты могут отражать ограничения методологии исследований. К сожалению, ввиду пофешностей в измерении, индивидуальных различий и вариабельности реакций испытуемых, вещество, потенциально повышающее работоспособность, должно продемонстрировать максимальный эффект, чтобы на основании научных тестов его смогли признать таким, которое действительно повышает работоспособность.

На точность также влияет место проведения тестирований. Мышечная деятельность в условиях лаборатории значительно отличается от осуществляемой в полевых условиях, поэтому результаты, полученные в лаборатории, не всегда достоверно отражают результаты, наблюдаемые в естественных условиях. В то же время в лабораторных исследованиях окружающие условия тщательно контролируются в отличие от исследований в полевых условиях, где ряд переменных - температура, влажность воздуха, ветер - могут повлиять на результаты. Тестирование веществ, потенциально повышающих работоспособность, должно проводиться как в лабораторных, так и полевых условиях.

Учитывая ограниченные возможности науки определять эффективность вещества, рассмотрим некоторые из соединений, предлагаемых для повышения работоспособности. Мы изучим три категории веществ:

1. Фармакологические средства.

2. Гормональные средства.

3. Физиологические средства.

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Многочисленные фармакологические средства или препараты предлагаются в качестве улучшающих работоспособность. Международный олимпийский комитет (МОК), Олимпийский комитет США, Международная любительская федерация легкой атлетики (ИААФ) и Национальная студенческая спортивная ассоциация (НССА) публикуют обширные списки запрещенных веществ, большинство из которых представляют собой фармакологические средства. Каждый спортсмен, тренер и врач команды должны знать, какие препараты прописаны и потребляются спортсменом. Причем необходимо регулярно проверять, не включены ли они в списки запрещенных препаратов , поскольку последний часто изменяется. Спортсмены дисквалифицировались, лишались медалей, наград и призов в результате положительной реакции на запрещенное вещество. Во многих случаях препарат использовали для лечения какого-либо недомогания.

Мы рассмотрим только те средства, которые подвергались специальной проверке. Это

Алкоголь;

Амфетамины;

Бета-блокаторы;

Диуретические средства;

Марихуана;

Никотин.

АЛКОГОЛЬ

Употребление алкоголя в качестве стимулятора - проблема номер один в США в настоящее время. Его можно рассматривать как продукт питания или питательное вещество, поскольку он обеспечивает энергию (7 ккалт~ 1), и в то же время как антипитательное вещество, так как он "вмешивается" в метаболизм других питательных веществ. Алкоголь справедливо называют лекарственным средством, ввиду его супрессорного воздействия на ЦНС. С психологической точки зрения алкоголь вызывает двухступенчатую реакцию: первоначальное возбуждение с последующим угнетением .

Предполагаемые положительные воздействия

Некоторые спортсмены употребляют алкоголь в основном ввиду его психологического воздействия. Полагают, что он повышает уверенность в себе, успокаивает нервы. Некоторые спортсмены считают, что алкоголь снижает заторможенность и делает спортсменов более раскованными.

С физиологической точки зрения многие рассматривают алкоголь как хороший источник уг-

295

леводов. Кроме того, утверждают, что он снижает болевые ощущения и устраняет дрожание мышц. Свойства алкоголя устранять дрожание мышц и снимать волнение делает его, казалось бы, незаменимым препаратом для спортсменов, занимающихся стрельбой, однако его применение в этих видах спорта запрещено .

Доказанные воздействия

К сожалению, о влиянии различных доз алкоголя на спортивную деятельность известно немного. Алкогольная интоксикация приводит к непредсказуемым результатам, влияние же употребления небольших доз алкоголя непосредственно перед соревнованием или во время него пока не изучено.

Полевые исследования воздействия употребления алкоголя во время соревнования не проводились. В лабораторных исследованиях рассматривали влияние малых и средних доз алкоголя на

следующие психомоторные качества: скорость простой реакции; скорость выбора реакции (испытуемый должен выбрать соответствующую реакцию); скорость; продолжительность движения;

сенсорно-двигательную координацию и обработку информации. Результаты исследований показывают, что употребление алкоголя не улучшает, а ухудшает большинство психомоторных функций, связанных со спортивной деятельностью . Хотя спортсмены могут чувствовать себя более уверенно, у них нарушаются скорость реакции, координация, движение и мышление. Небольшие дозы алкоголя нарушают психомоторные качества, но спортсмены часто этого не замечают, полагая, что их мышечная деятельность улучшилась.

Результаты тщательно контролированных исследований также показали, что употребление алкоголя не оказывает никакого положительного влияния на силу, мощность, скорость, местную мышечную и кардиореспираторную выносливость.

Алкоголь и спорт с позиции Американского колледжа спортивной медицины

В последнее время возникла проблема, обусловленная увеличением количества спортсменов, которые становятся алкоголиками в результате неразборчивого употребления алкогольных напитков. Несомненно, это - не результат использования алкоголя в качестве средства, повышающего работоспособность, а следствие возросшей популярности алкогольных напитков в современном обществе. Во многих профессиональных командах во всех видах спорта в настоящее время организовываются специальные программы реабилитации с участием профессиональных специалистов для лечения спортсменов, злоупотребляющих алкоголем или различными препаратами. Американский колледж спортивной медицины (АКСМ) в 1982 г. опубликовал официальное заявление "Использование алкоголя в спорте", которое представляет собой краткое изложение литературных данных по этой проблеме, а также общих рекомендаций, касающихся употребления и злоупотребления алкогольными напитками [I]. Заявление АК-СМ завершалось следующими выводами:

1. Алкоголь пагубно влияет на ряд психомоторных качеств: скорость реакции, согласованность действий руки - глаза, точность, равновесие и сложную координацию.

2. Алкоголь незначительно влияет на ме

таболические или физиологические функции, имеющие большое значение для мышечной деятельности, такие, как обмен энергии, МПК, ЧСС, систолический объем крови, сердечный выброс, мышечный кровоток, артериовеноз-ная разность содержания кислорода, дыхательная динамика. Употребление алкоголя может нарушать терморегуляцию при продолжительной нагрузке в условиях низкой температуры окружающей среды.

3. Алкоголь не увеличивает, а может уменьшать силу, мощность, местную мышечную выносливость, скорость и выносливость сердечно-сосудистой системы.

4. Алкоголь - это средство, которым наиболее злоупотребляют в США, основная причина различных несчастных случаев и их последствий. Кроме того, научно установлено, что продолжительное чрезмерное употребление алкоголя вызывает патологические изменения в печени, сердце, мозгу и мышцах, что может привести к потере трудоспособности и смерти.

5. Необходимы серьезные меры, направленные на доведение до сведения спортсменов, тренеров, преподавателей физического воспитания, врачей, спортивной и широкой общественности действия алкоголя на мышечную деятельность, а также проблем, связанных с чрезмерным потреблением алкоголя.

Лекарственное вещество (materia medica, substantia pharmaceutica) лекарственное средство , представляющее собой одно химическое соединение или химический элемент.

Большой медицинский словарь . 2000 .

Смотреть что такое "лекарственное вещество" в других словарях:

Лекарственное вещество - вещество, обладающее лечебными или профилактическими свойствами и предназначенное для изготовления лекарственных средств... Источник: ПРАВИЛА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ (GMP). ОСТ 42 510 98 (утв. Минздравом … Официальная терминология

лекарственное вещество - Вещество, обладающее лечебными или профилактическими свойствами и предназначенное для изготовления готовых лекарственных средств. [МУ 64 01 001 2002] Тематики производство лекарственных средств Обобщающие термины общие, специфические и прочие … Справочник технического переводчика

Лекарственные средства вещества или смеси веществ, применяемые для профилактики, диагностики, лечения заболеваний, предотвращения беременности, полученные из крови, плазмы крови, а также органов, тканей человека или животных, растений, минералов … Википедия

Лекарственное вещество (фармацевтическая субстанция) - вещество природного, синтетического или биотехнологического происхождения, обладающее биологической активностью и изменяющее состояние и функции организма и используемое для производства готовых лекарственных средств. (Положение о порядке… … Право Белоруссии: Понятия, термины, определения

Бетаблокатор, применяемое для лечения стенокардии. Назначается внутрь. Возможные побочные эффекты: затруднение дыхания, повышенная утомляемость, похолодание конечностей, нарушения сна. Торговые названия: эмкор (Етсог), монокор (Мопосог). Источник … Медицинские термины

Лекарственное средство - вещества, применяемые для профилактики, диагностики, лечения болезни, предупреждения беременности, полученные из крови, плазмы крови, а также из органов, тканей человека или животного, растений, минералов методами синтеза или с применением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Лекарственное средство для животных - Лекарственное средство для животных: вещество или смесь веществ природного, растительного, животного или синтетического происхождения, обладающее(ая) фармакологическим действием...

Термин «осознанные сновидения» был придуман Фредериком ван Эйденом. Осознанность обычно начинается посреди сна, когда сновидец осознает, что опыт не происходит в физической реальности, а является сном. Часто это осознание инициируется сновидцем, когда он замечает невозможное или маловероятное событие во сне, например, полет или встреча с умершим человеком. Иногда осознанность наступает и без какой-либо конкретной подсказки во сне; человек может внезапно осознать, что находится во сне. Меньшинство осознанных сновидений (согласно исследованиям Лабержа и его коллег, около 10%) являются результатом возвращения REM сна (со сновидениями) непосредственно после пробуждения с непрерывным рефлексирующим сознанием. Основное определение осознанного сновидения требует лишь осознания того, что вы спите. Однако, качество осознанности может сильно различаться. При высоком уровне осознанности, человек осознает, что все, что происходит во сне, происходит в его сознании, что нет никакой реальной опасности, и что он находится в своей постели и вскоре пробудится. При низком уровне осознанности, человек может до известной степени осознавать, что он спит, чего, возможно, будет достаточно для того, чтобы начать летать или чтобы изменить то, чем он занимается во сне, но недостаточно, чтобы понять, что люди во сне являются проявлением сна, что спящий не может получить никакого физического ущерба, или что он на самом деле находится в постели.

Вещества и сны

В описанных выше обстоятельствах, в данной области настоятельно рекомендуется разработать безопасный способ оказания помощи сновидцам для более частого достижения более высоких состояний осознанности в их сновидениях. Для этого могут использоваться нейромедиаторные модуляторы, такие как ингибиторы ацетилхолинэстеразы. Было предложено несколько веществ, повышающих вероятность осознанного сновидения, от витаминов до отпускаемых по рецепту лекарств. Есть несколько хороших научных исследований, подтверждающих эти утверждения. Осознанные сны очень зависят от эффекта плацебо; вера в то, что что-то будет стимулировать осознанный сон, очень эффективна. Многие отпускаемые по рецепту лекарства, а также марихуана и алкоголь, изменяют цикл сна, как правило, путем подавления быстрого сна. Это приводит к феномену под названием «ответная реакция REM», когда человек испытывает интенсивные длительные периоды REM после того, как вещество перестало действовать. Это может проявляться как кошмары или, возможно, как осознанные сновидения, поскольку мозг в этот момент очень активен. Наркотики из семейства ЛСД, включая псилоцибин и триптамины, фактически стимулируют REM сон (в дозах, достаточно малых, чтобы позволить спать), приводя к более длительным периодам REM. Из-за потенциально опасного и незаконного характера этих веществ, их использование не приветствуется.

Ацетилхолин и осознанные сновидения

В научной литературе известно, что ацетилхолин и его агонист, а также ацетилхолинэстераза и ее ингибиторы / антагонисты могут влиять на REM и в сам процесс сна 14). Дж. А. Хобсон в своей книге 1988 года «The Dreaming Brain» говорит: «Холинергические механизмы ствола головного мозга вызывают сон и сновидение». Также было обнаружено, что микроинъекция ацетилхолинового агониста карбахола в определенных участках мозга, таких как варолиев мост, вызывает длительные периоды быстрого сна, и что многие из нейронов, критичных для REM сна, реагируют на ацетилхолин. Ни Хобсон, ни другие ученые не обсуждали возможность изменения холинергических уровней с помощью ингибиторов ацетилхолинэстеразы в качестве средства усиления восстановления памяти и осознанности. Исторически сложилось так, что существует много культур, в которых, предположительно, были обнаружены вещества, встречающиеся в природе, которые каким-то образом изменяют осознание сновидений. Одно из таких веществ, калея казатеччи или «Dream Weed», согласно статье Лилиана Маягойтии и др., опубликованной в 1986 году в «Журнале этнофармакологии», является «растением, используемым индейцами хунтальского происхождения в Мексике для получения божественных сообщений во сне». Нейроактивные вещества из этой травы являются сесквитерпеновыми лактонами и, насколько известно в настоящее время, не связаны с ингибированием ацетилхолинэстеразы или её ингибиторами.

Травы и растения

Как древние методики, так и современная популярная медицина приписывают «онейрогенные» или «снотворные» свойства многочисленным травам и другим природным веществам, включая такие травы, как валериана, полынь, маллейн, кава кава, китта Крита, зверобой, сальвия дивинорум, Scutellaria Indica, корень солодки, вербен, жасмин, жимолость, капуста, пчелиная пыльца, кошачья мята, хмель, скуликап, мимоза, лаванда, дамиана, сантания сомнифера, пассифлора, ромашка, кардамон, готу кола, гинкго билоба, ибогаин, вербена, роза, корица, календула, мускатный орех, мята перечная, падуб, тысячелистник и анис. Имеется мало научных данных, поддерживающих эти предполагаемые эффекты.

DMAE

Другие добавки и / или лекарства, которые также, как утверждают, связаны с осознанностью, включают витамины В, мелатонин, DMAE и психоделик декстрометорфан. Некоторые из этих веществ могут вызывать привыкание, быть ядовитыми и / или незаконными. Lotsof, в патенте США № 4499096, выданном 12 февраля 1985 года, излагает «Быстрый метод для прерывания синдрома наркотической зависимости» с помощью лекарственного средства Ибогаин. Согласно патенту, этот препарат индуцирует «усиление сновидений или галлюцинаторный эффект». Этот заявленный «онейрогенный» эффект обусловлен тем, что он вызывает поведение сновидения, при этом перспектива эго остается относительно нетронутой. Как говорится в патенте, скорее это галлюцинаторный эффект, а не эффект осознанного сновидения. Однако из-за этих галлюцинаторных и других побочных эффектов, этот препарат является незаконным в США и, таким образом, не является желательным средством улучшения качества сна. Этот препарат также не считается связанным с ингибиторами ацетилхолинэстеразы или «препаратами, улучшающими умственные способности». DMAE (2-диметиламиноэтанол) представляет собой химическое вещество, которое было предложено для лечения ряда состояний, поражающих мозг и центральную нервную систему. Предполагается, что он работает за счет увеличения производства нейротрансмиттера ацетилхолина, хотя это не было доказано. Считается, что DMAE, улучшает память и настроение, улучшает интеллектуальное функционирование. Есть несколько хороших клинических исследований, подтверждающих это утверждение. Такие вещества известны как «холинергические» из-за того, что они повышают уровень ацетилхолина. Они традиционно используются для лечения таких заболеваний, как слабоумие Альцгеймера, поздняя дискинезия и хорея Хантингтона. Поскольку DMAE считается холинергическим, он был предложен для лечения этих нарушений, хотя плацебо-контролируемые исследования дали по существу отрицательные результаты. Продолжаются споры о том, увеличивает ли DMAE уровень ацетилхолина. Тем не менее, Sergio, W. заявил в августом издании медицинских гипотез 1988 года в статье: «Использование DMAE (2- диметиламиноэтанола) для индукции осознанных сновидений», субъективо дало ему и его жене испытать повышение осознанности во сне. Из статьи неясно, в какой степени его предполагаемые результаты вытекают из ответа плацебо или какого-либо специфического или холинергического эффекта.

Прочие устройства

Также хорошо известен в данной области патент США. № 5,507,716, присужденный Лабержу и коллегам 16 апреля 1996 года, для оборудования и методов, используемых для возбуждения осознанных сновидений у спящих людей. В этом патенте было использовано устройство, помогающее людям достичь осознанных сновидений посредством обнаружения и контроля движений глаз и головы спящих людей, где активность движения глаз при отсутствии движения головы используется для указания наличия REM-сна. Применяя сенсорные стимулы к спящим в REM-сне, можно дать им понять, что они спят. Keith M. T. Hearne проиллюстрировал и описал свой респираторный измерительный прибор в 1983 г. (Pat. №4.420.001). Его устройство ощущало изменения температуры дыхания человека в дыхательном проходе или в потоках воздуха в дыхательный канал и из него. Термисторы использовались в электрической цепи для определения температурных изменений дыхания человека. Когда скорость этих изменений температуры достигала высокого заданного уровня, сигналы, созданные в электрической цепи, инициировали слышимый звук, чтобы помочь вызвать спящего человека из неприятного сна, пробудив его или помочь ему войти в состояние осознанного сновидения.

Ингибиторы аетилхолинэстеразы

Ни в одном из приведенных выше описаний не описывается способ усиления осознанного сновидения, включающий введение класса ингибиторов ацетилхолинэстеразы. Применение терапевтических агентов для лечения болезни Альцгеймера, таких как донепизил (Aricept®), ривастигмин (Exelon®), галантамин (Reminyl®, Nivalin®), такрин и гуперзин, приводит к низкой частоте побочных эффектов, таких как бессонница и желудочно-кишечные симптомы, в то же время, эти препараты значительно улучшают когнитивную осознанность сновидений, ясность, саморефлексию, запоминание, контроль, причудливость и визуальную яркость. Новый патент относится к области осозанных сновидений и к улучшению воспроизведения сновидений и осознанности сновидений посредством улучшения памяти, включая класс веществ, которые включают ингибиторы ацетилхолинэстеразы (AChEls). Осознанное сновидения подразумевает сновидение, в котором вы знаете, что спите. Ингибиторы AChE (AchEl) ингибируют нормальную метаболическую инактивацию ацетилхолина (ACh) путем ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы (AChE), что приводит к накоплению Ach. AchEl наиболее часто используются для улучшения памяти, особенно у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера. Ach хорошо известно также, что он играет важную роль в REM, и поэтому предлагается для улучшения сновидений и осознанности. При исследовании эффективности донепизила (Aricept®) в качестве средства для улучшения осознанного сновидения и когнитивной ясности во время сна REM у нормальных пациентов, был проведен следующий эксперимент со следующими результатами: рандомизированное двойное слепое, плацебо-контролируемое кроссоверное исследование было выполнено с десятью нормальными добровольцами, отобранными благодаря своей хорошей памяти и интересу к осознанному сновидению (7 мужчин, 3 женщины в возрасте 22-55 лет). Пациентам необходимо было собирать данные о содержании сновидений и демонстрировать другие самоотчетные меры в течение трех ночей, разделенных периодом выведения лекарства из организма, по меньшей мере, одной неделей. Перед сном они принимали капсулы, содержащие 0 (плацебо), 5 или 10 мг десепила, с уравновешенным порядком трех доз. После каждого спонтанного пробуждения в течение трех ночей, Ss оценивали содержание сна по ряду мер, включая странность, сложность и интенсивность, аффект, когнитивную осознанность, ясность и контроль. Они также оценивали качество сна, бессонницу и степень любого неблагоприятного воздействия. Девять из 10 Ss (90%) сообщали об одном или нескольких осознанных сновидениях в ночи эксперимента, и только один S сообщал об осознанном сновидении при приеме плацебо ночь. Когнитивная ясность, осознанность, отзыв, контроль, причудливость и визуальная яркость были значительно повышены с помощью донепизила по сравнению с плацебо. Эффекты, как правило, были связаны с дозой доэпизила 10 мг, давая значительно более высокие уровни этих переменных, чем доза 5 мг, что, в свою очередь, давало значительные повышения по сравнению с плацебо. Вероятность осознанного сновидения для этих трех состояний увеличилась с 0,031 для плацебо, до 0,429 для 5 мг допилпила и 0,754 для 10 мг пипетила. Коэффициент соотношения шансов для дозы 10 мг по сравнению с плацебо составил 24,3 (p <0,001). Донепизил также был связан со значительно повышенной частотой паралича сна и 40% -ным увеличением оценочного времени сна в ночное время (176 против 126 мин в течение ночи 9,0 ч, р <0,05). Частота нежелательных явлений, особенно легкой бессонницы и желудочно-кишечных симптомов, была низкой и, в основном, ассоциировалась с более высокой дозой (два пациента сообщили о тошноте и один – о рвоте). Таким образом, по сравнению с плацебо, дозы Donepizil 5 и 10 мг значительно улучшают самооценку когнитивной ясности, саморефлексии и осознанности во сне. Эти эффекты могут быть дополнительно усилены комбинацией ингибиторов ацетилхолинэстеразы с ацетилхолиновыми предшественниками, агонистами и / или вызывающими осознанность электронными устройствами. Помимо данных, полученных с помощью пипецила, мы имеем данные на Exelon® (ривастигмин, доза 6-12 мг) и Галантамин (Reminyl®, Nivalin® 8-16 мг). Оба препарата работают так же хорошо, как Aricept®), но имеют меньшее количество побочных эффектов. Также был протестирован гиперзин с многообещающими результатами, но до сих пор не разработали соответствие дозы с Aricept® (но 5 мг донепизила более эффективны, чем 150 мкг гиперзина).

Другие вещества

Кроме того, имеются сообщения об успешном применении никотиновых патчей. В научных литературных исследованиях также имеются данные, показывающих запуск / усиление REM-сна при приеме ареколина. Следует отметить, что изменение REM, эффекты, влияющие на увеличение осознанности, могут быть вызваны рядом нейрофизиологических эффектов, вызванных этими «ноотропными веществами», помимо ингибирования ацетилхолинэстеразы. Они включают в себя: 1. Применение холинергического агониста (например, никотина). 2. Использование агониста мускариновых рецепторов: препаратов, которые имитируют эффект ACh на мускариновые рецепторы: Inc: мускариновые (M1), M2 и никотиновые агонисты. (такие как ареколин или реколин, агонист мускариновых рецепторов) 3. Использование антагониста пресинаптических рецепторов для активации остальных нейронов ацетилхолина. (То, есть у крыс десенсибилизирующие олигонуклеотидные последовательности, которые блокируют мускариновые M2 (но не M4) рецепторы, увеличивая внеклеточный уровень ацетилхолина. Этот эффект (десенсибилизирующие нуклеотидные последовательности комплементарны к последовательности РНК-мессенджера. Когда десенсибилизирующие ДНК или РНК добавляются в клетку, они связываются со специфическим мессенджером РНК молекулы и инактивируют его. 4. Использование аллостерических модуляторов (таких как аллостерически потенцирующие лиганды) ацетилхолина и никотиновых рецепторов (препараты, которые взаимодействуют с рецептором через сайты связывания, отличные от тех, которые применяются для ацетилхолина и никотиновых агонистов и антагонистов). Другие стратегии потенцирования функции ацетилхолина для улучшения осознанности сновидения, включая использование других классов соединений, работающих аналогичным образом, должны быть очевидными для специалистов в данной области.т отметить, что изменение REM, эффекты, влияющие на увеличение осознанности, могут быть вызваны рядом нейрофизиологических эффектов, вызванных этими «ноотропными веществами», помимо ингибирования ацетилхолинэстеразы. Они включают в себя:

Применение холинергического агониста (например, никотина).

Использование агониста мускариновых рецепторов: препаратов, которые имитируют эффект ACh на мускариновые рецепторы: Inc: мускариновые (M1), M2 и никотиновые агонисты. (такие как ареколин или реколин, агонист мускариновых рецепторов)

Использование антагониста пресинаптических рецепторов для активации остальных нейронов ацетилхолина. (То, есть у крыс десенсибилизирующие олигонуклеотидные последовательности, которые блокируют мускариновые M2 (но не M4) рецепторы, увеличивая внеклеточный уровень ацетилхолина. Этот эффект (десенсибилизирующие нуклеотидные последовательности комплементарны к последовательности РНК-мессенджера. Когда десенсибилизирующие ДНК или РНК добавляются в клетку, они связываются со специфическим мессенджером РНК молекулы и инактивируют его.

Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans , обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество - пептид дельфтибактин - избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания - бактерий Cupriavidus metallidurans , которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.

При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus , обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР - реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.

Экстремофилы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей, называются металлотолерантными организмами . Для бактерий, населяющих поверхность золотых самородков, характерным условием среды является высокая концентрация ионов золота Au 3+ , которые токсичны для живых организмов. Поэтому каждый вид таких бактерий обладает механизмом защиты от присутствующих в больших количествах токсичных ионов золота. Так, для грамотрицательной бактерии Cupriavidus metallidurans , одного из двух преобладающих видов микроорганизмов в биопленках на золоте, механизм защиты уже был известен: эти организмы поглощают ионы Au 3+ и обезвреживают их, превращая в нетоксичное нерастворимое золото, гранулы которого накапливаются в цитоплазме бактерии (то есть происходит его биоминерализация ).

Говоря о биоминерализации, учёные имеют в виду способность живых организмов к образованию минералов, причём слово «минерал» в данном контексте понимается достаточно широко (см. обзор: Steve Weiner, Patricia M. Dove. An Overview of Biomineralization Processes and the Problem of the Vital Effect , PDF, 1,58 Мб). Биоминерализация - это в том числе биогенное образование самородков, металлических руд и т. п. В последние годы появилось много интересных исследований в этой области, что отчасти связано с развитием микроскопических методов. Учёные увидели, что многие руды содержат в себе остатки клеток бактерий (см.: Wang et al., 2011. Molecular biomineralization: toward an understanding of the biogenic origin of polymetallic nodules, seamount crusts, and hydrothermal vents), что может говорить о биогенном происхождении этих руд (месторождений никеля, меди и т. п.) (см. также новость Месторождения цинка возникли благодаря бактериям , «Элементы», 19.06.07). А на поверхности многих руд и самородков были обнаружены растущие бактериальные плёнки.

Другой вид, живущий на золоте, - грамотрицательная бактерия Delftia acidovorans , - до сих пор был практически не исследован и механизм его защиты от избытка ионов золота не был известен даже в общих чертах. Изучением этого загадочного микроорганизма и занялись канадские ученые из Университета Западной Онтарио и Университета Макмастера .

В первую очередь необходимо было выяснить, где происходит восстановление ионов золота: снаружи или внутри клеток. Для этого исследуемые бактерии вырастили на питательной среде, а затем залили раствором солей золота Au 3+ . Вокруг бактерий образовался темный осадок нерастворимого золота, что говорило о том, что ионы золота эти микроорганизмы восстанавливают снаружи от себя (рис. 2). Когда тот же опыт проделали с Cupriavidus metallidurans , нерастворимого золота вокруг бактерий не образовывалось, так как эти микроорганизмы восстанавливают золото внутри своих клеток.

Поскольку оказалось, что Delftia acidovorans восстанавливает золото снаружи своих клеток, исследователи предположили, что для этих целей бактерия выделяет во внешнюю среду какое-то специальное вещество. Необходимо было выявить гены Delftia acidovorans , ответственные за синтез этого вещества. Важной зацепкой служило то, что у Cupriavidus metallidurans , которая восстанавливает золото внутри своих клеток и потому не выделяет для этой цели специальных веществ наружу, таких генов быть не должно было.

Как правило, для «настройки» условий внешней среды бактерии используют низкомолекулярные вещества особой структуры - либо поликетиды , либо нерибосомные пептиды . Полекитеды - это сложные органические вещества, которые синтезируются специальными ферментами из небольших молекул органических кислот. Нерибосомные пептиды, в отличие от обычных пептидов, синтезируются, как это ясно из названия, не рибосомами , а особыми ферментами, каждый из которых может синтезировать только один тип пептида.

Предположив, что соединение, восстанавливающее золото, у Delftia acidovorans относится к одному из этих типов химических веществ, исследователи начали поиск генов, кодирующих ферменты для их синтеза. С помощью компьютерного анализа генома Delftia acidovorans ученым удалось выявить кластер генов, которые могли кодировать ферменты для синтеза поликетидов или ферменты для синтеза нерибосомных пептидов. Чтобы выявить, действительно ли эти гены имеют отношение к восстановлению золота, исследователи «выключали» их работу путем вставок небольших фрагментов ДНК в последовательность гена.

Обнаружилось, что после «отключения» одного из генов, кодирующих нерибосомную пептид-синтетазу, - этот ген назвали delG - бактерии перестают образовывать вокруг себя осадок нерастворимого золота, даже если ионов золота вокруг них очень много. Значит, именно этот пептид, который обычно образовывался при нормальной работе гена, кодирующего пептид-синтетазу, и восстанавливал золото вокруг бактерий. Таким образом исследователи открыли ген, защищающий бактерии Delftia acidovorans от избытка ионов золота. При нормальной работе этого гена образуется нерибосомная пептид-синтетеза - фермент, который синтезирует пептид, выделяющийся из бактерии и переводящий золото вокруг нее в нерастворимую безвредную форму.

Сравнив содержание экстрактов из бактерий с «выключенным» и «включенным» геном delG , исследователи выявили пептид, который отсутствует у первых и присутствует в значительных концентрациях у вторых. После выделения и очистки этого пептида его структуру удалось установить методами масс-спектрометрии и ЯМР . Пептид получил название дельфтибактин (delftibactin, рис. 3).

Чтобы подтвердить защитную функцию найденного пептида, исследователи вырастили бактерии с «выключенными» генами delG , добавили раствор солей золота, а также дельфтибактин. При избытке солей золота в среде рост бактерий подавлялся, но через некоторое время после добавления дельфтибактина нормальный рост бактерий восстанавливался, что говорило о том, что токсическое воздействие ионов золота устранено.

Авторы изучили свойства этого интересного пептида. Выяснилось, что он способен работать в присутствии солей других металлов, помимо золота (рис. 4). Дельфтибактин успешно работает при высоких концентрациях ионов железа, причем восстанавливает в таких условиях преимущественно золото. Специфичность достигается благодаря тому, что дельфтибактин образует комплексы с ионами металлов, и именно под размер иона золота он «подходит» лучше всего.

С помощью ЯМР-анализа была установлена структура комплексов дельфтибактина с ионами металлов (роль ионов металла выполняли ионы галлия; золото нельзя было использовать, так как с ним дельфтибактин быстро соосаждается, и образуется много нерастворимого материала, что существенно затруднило бы анализ методом ЯМР). Комплексы дельфтибактина с галлием (рис. 6) осаждали золото на порядок хуже, чем чистый дельфтибактин (рис. 5), что подтверждало гипотезу о том, что галлий связывается с теми же группами дельфтибактина, с которыми могло бы связаться золото, и что структура комплексов дельфтибактина с этими двумя металлами сходная. При образовании комплекса с ионом металла молекула дельфтибактина изгибается и связывается с ионом при помощи сразу нескольких боковых групп. После того, как ион связался с молекулой дельфтибактина, может происходить его восстановление. Оставалось выяснить, по какому механизму оно происходит.

При исследовании различных вариантов дельфтибактина из разных штаммов Delftia acidovorans исследователи обнаружили вариант, отличающийся от основного наличием дополнительной метильной группы у одного из центров связывания металла (этот вариант назвали дельфтибактин В). От наиболее распространенного дельфтибактина А этот вариант отличался пониженной реакционной способностью. Эта находка выявила, какая из частей молекулы дельфтибактина восстанавливает золото. Авторы предположили, что восстановление происходит посредством окислительного декарбоксилирования - это объясняет, почему молекула с более реакционноспособной формамидной группой лучше восстанавливает золото, чем молекула с ацетамидной группой (рис. 7).

Авторы данного исследования прошли большой путь от полного незнания того, как Delftia acidovorans защищается от избытка ионов золота в окружающей среде, до открытия соединения, осаждающего золото, и выяснения механизма работы этого соединения. Дельфтибактин - первый обнаруженный секретируемый метаболит, который защищает бактерий от растворимого золота и способствует его биоминерализации (рис. 1). Авторы отмечают, что найденное соединение осаждает золото из раствора его солей намного быстрее и эффективнее, чем известные ранее соединения с подобными свойствами (например, цитрат), и надеются, что их открытие найдет практические применения.

Похожие статьи: