В единичных публикациях середины 80-х, начала 90-х годов ХХ столетия сообщалось о возможности повышения физической работоспособности с помощью методов низкоэнергетического лазерного воздействия [В.М.Инюшин, 1985; С.Е.Павлов с соавт., 1992]. С использованием методов велоэргометрии и газометрии доказана возможность повышения отдельных показателей работоспособности у тренирующихся спортсменов-пловцов 15-17 лет в течение двух недель тренировок на фоне курсового низкоэнергетического ик-лазерного воздействия, по разработанной авторами методике [С.Е.Павлов с соавт., 1992; С.Е.Павлов, Т.Н.Кузнецова, 1997]. Позднее доказана высокая эффективность применения низкоэнергетических лазеров в спортивной подготовке пловцов [С.Е.Павлов, 1997, 1998 и др.; С.Е.Павлов, Т.Н.Павлова, 2010], футболистов и хоккеистов [С.Е.Павлов, Т.Н.Павлова, С.Родионов, В.А.Флеккель, 2007; С.Е.Павлов, А.С.Павлов, 2010; и др.]. Особый интерес представляет раскрытие частных и системных физиологических механизмов, обуславливающих эффекты действия низкоэнергетического лазерного излучения на организм человека.

Н.И.Волков (1969) к числу наиболее важных факторов, определяющих аэробную производительность человека, относит:

Анаэробную производительность определяют [И.В.Аулик, 1990]:

При любой функциональной активности организма энергия расходуется как на собственно поведенческую деятельность, так и на обеспечение пластических функций организма - биосинтез белков и нуклеиновых кислот. При этом максимум энергии направляется по наиболее мотивированному пути. Энергетическое обеспечение здесь играет роль регулятора функциональной активности различных физиологических 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. То есть, биохимическую основу мышечной деятельности составляет «ферментативная адаптация» к ней [Г.С.Васильченко, 1983].

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, процессов 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 [М.Т.Александров, 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 нейрогуморальные реакции: активизируется симпатоадреналовая и иммунная системы, увеличивается концентрация адаптивных гормонов, то есть возникает комплекс адаптационных и компенсаторных реакций в целостном организме. Под воздействием лазерного излучения происходят изменения, которые регистрируются на всех уровнях организации живой материи: субклеточном; клеточном; тканевом; органном; системном [М.А.Никулин с соавт., 1990; М.Т.Александров с соавт., 1992; и др.].

Однако раскрытие (пусть и многочисленных) частных реакций организма на действие низкоэнергетического лазерного излучения не дает оснований для создания эффективных методик применения лазерного излучения в качестве средства повышения специальной работоспособности и тренированности спортсменов. Это стало возможным только в связи с открытием системных механизмов и законов адаптации сложноорганизованных организмов [С.Е.Павлов, 2000]. В соответствии с этими законами, адаптация – системный процесс формирования конкретных поведенческих актов в конкретных средовых условиях, характеризующийся высокой степенью специфичности структурно-функциональных адаптационных изменений в организме [С.Е.Павлов, 2010]. Законы адаптации обуславливают необходимость абсолютно целенаправленного построения тренировочного процесса на всех этапах подготовки спортсменов. Физиологически обоснованная целенаправленность тренировочного процесса определяет «направление вектора» адаптационных изменений, а, следовательно, – специфику и «локализацию» восстановительных процессов в организме спортсмена, являющихся «материальным» основанием для повышения его специальной работоспособности и тренированности. Именно в соответствии с системными законами адаптации воздействующее на организм (неспецифическое - по сути) лазерное низкоэнергетическое излучение «участвует» в стимуляции или угнетении (в зависимости от дозы воздействия) тех или иных физиологических механизмов. Такое представление о «взаимосодействии» низкоэнергетического лазерного излучения с организмом позволило создать высокоэффективную методику использования лазерных терапевтических аппаратов в комплексе мероприятий по повышению специальной работоспособности, тренированности и спортивной результативности атлетов [С.Е.Павлов, Т.Н.Павлова, 2010; С.Е.Павлов, А.С.Павлов, 2010; Т.Н.Павлова, А.С.Павлов, С.Е.Павлов, П.В.Юшина, 2010; С.Е.Павлов, Т.Н.Павлова, 2011; и др.].