Kuten tiedetään, punasolut (GR) kuljettavat happea kudoksiin ja kestävyysurheiluun, kuten pyöräilyyn, murtomaahiihtoon jne.
Viimeisin strategia perustuu erytropoietiinin (EPO) rooliin luuytimen stimuloimisessa punasolujen tuottamiseksi (GR)
Dopingina käytetään rekombinanttia ihmisen EPO: ta (rHuEPO) ja niihin liittyviä aineita (esim. Darbepoietiini ).
EPO: lla on suhteellisen lyhyt elin elimistössä, kun taas sen stimuloiva vaikutus voi kestää jopa kaksi viikkoa
Erytropoietiinin historia
- 1905 Carnot ja Deflandre olettivat, että humoraalinen tekijä, jota he kutsuivat hemopoietiiniksi, säätelivät punasolujen tuotantoa
- 1936 Hjort osoitti ja vahvisti tämän tekijän olemassaolon
- 1950 Reissmann osoitti, että tekijägeenin ilmentymistä säädettiin happipaineella
- 1977 Miyake onnistui puhdistamaan ihmisen erytropoietiinia
1985 Lin ja Jacobs kloonasivat erytropoietiinigeenin ja kehittivät transfektoidun solulinjan (CHO-solut), jotka kykenivät tuottamaan rekombinanttia ihmisen erytropoietiinia
- 1989 EPO-reseptorin kloonaus
- 2000 darbepoetiinin synteesi
Erythropoiesis ja hypoksia
Erytropoieesia (uusien punasolujen tuotanto) ohjataan hyvin herkällä palautejärjestelmällä, jossa munuaisten tasolla oleva anturi havaitsee muutoksia hapen saannissa.
Mekanismi perustuu heterodimeerisen transkriptiotekijän (Hypoxia-indusoituva tekijä, HIF-1) (HIF-la ja HIF-1β) läsnäoloon, joka lisää erytropoietiinigeenin ilmentymistä.
HIF-la on epästabiili hapen läsnä ollessa ja prolyylihydroksylaasi hajoaa nopeasti von Hippel-Lindau -proteiinin avulla.
Hypoksian aikana propyylihydroksylaasi on inaktiivinen, koska HIF-1a kerääntyy aktivoimalla erytropoietiinin ilmentymistä, joka stimuloi erytroidiprenitorien nopeaa laajentumista.
Ihmisen erytropoietiini
Erytropoietiini on proteiini, joka koostuu 193 aminohaposta (mutta ensimmäiset 27 jakautuvat erittymisen aikana)
Sitä tuottavat pääasiassa munuaisten peritubulaariset interstitiaaliset solut kromosomissa 7 olevan geenin hallinnassa.
Erytropoietiini sitoutuu hematopoieettisen kudoksen (luuytimen) tasolla erittymisen jälkeen erytroidisten esisolujen pinnalla olevaan reseptoriin (EPO-R) ja se on sisäistetty
Anemian tai hypoksemian läsnä ollessa EPO-synteesi kasvaa nopeasti yli 100 kertaa ja näin ollen kasvattaa medulaaristen progenitorisolujen selviytymistä, lisääntymistä ja kypsymistä myös apoptoosin inhiboinnin (ohjelmoidun solukuoleman) avulla.
Normaalit veren EPO-tasot ovat noin 2-25 mU / ml, mutta ne voivat nousta 100-1000 kertaa vasteena hypoksiaan
Happianturimekanismi johtaa EPO: n tuotannon keskeyttämiseen, kun punasolujen lukumäärä ja / tai hapen syöttö kudoksiin palaa tasapainoon
Palautemekanismi takaa RBC: n riittävän tuotannon anemian ja kudoshypoksian estämiseksi, mutta ei liian korkeaksi, jotta se johtaisi polytytemiaan, jolla on liiallinen viskositeetti ja siitä johtuvat kardiovaskulaariset riskit.
Polykytemiaa johtava EPO: n ylituotanto (toissijainen erottaminen todellisesta tai primaarisesta polytyremiasta: myeloproliferatiivinen häiriö, jossa kloonit lisääntyvät, riippumatta EPO: sta, sekä solujen että granulosyyttien ja verihiutaleiden kasvusta) voivat johtua sydän- tai repiratorioista. korkeudesta alkaen EPO: n tuotantopaikan verenvirtaushaitoista EPO: ta tuottavista kasvaimista.
Sekundaarisessa polytyytemiassa EPO-tasot ovat yleensä korkeita, mutta ne voivat myös olla normaaleja lisääntyneen liikevaihdon vuoksi
On tunnettua, että urheilijoiden väliset geneettiset erot voivat olla erilaisten suorituskyvyn perusta
Esimerkkinä on suomalaisen hiihtäjä Eero Mäntyrannan tarina, kaksinkertainen kultamitali Innsbruckin 1964 olympialaisissa
Hän syntyi Epo-geenimutaatiolla (ilmaistuna reseptorin tasolla), joka lisäsi hänen O2-kuljetuskapasiteettiaan punasoluilla 25-50%.
Tämä parafysiologinen tila voidaan toistaa geenin manipuloinnin avulla
EPO: n reseptorien määrä vaihtelee punasolulinjan eri soluissa. Maksimi esiintyy CFU-E: ssä, määrä pienenee erytrosyyttisolujen erilaistumisen ja kypsymisen myötä. Aikuisilla erytrosyyteillä ei ole EPO-reseptoreita
EPO-reseptoreita on myös identifioitu myosyytteihin, endoteelisoluihin, keskushermostoon, munasarjoihin ja kiveksiin
EPO: lla uskotaan siten olevan fysiologinen rooli sydämen ja aivojen kehityksessä
EPO suojaa sydän- ja hermokudoksia tulehdukselta ja iskeemisiltä vaurioilta: sekä hermo- että sydänsolujen suoran stimulaation kautta ja epäsuorasti mobilisoimalla endoteelisolujen soluja, mikä edistää neovaskularisaatiota
Eksogeeniset erytropoietiinit
Ihmisen rekombinantti erytropoietiini (epoietiini, rHuEPO)
Siinä on vain vähäisiä eroja (hiilihydraattiketjujen tasolla) verrattuna fysiologiseen EPO: han, joka kuitenkin heijastaa molekyylin kemiallista ja fysikaalista käyttäytymistä, esimerkiksi sähkövarauksessa on eroja
Ergogeenisiin tarkoituksiin rHuEPOa käytetään injektiona 2-3 päivän välein, 3-4 viikon ajan, yhdistettynä rautavalmisteisiin. Itse asiassa erytropoietiinin stimuloinnin olosuhteissa on välttämätöntä syntetisoida hemoglobiinia urheilijoilla paljon korkeammalla nopeudella kuin normaalisti, ja tämä vaatii riittävän raudan saannin erytropoieettisen tehokkuuden ylläpitämiseksi. Puoliintumisaika 8, 5 tuntia
Kun ylläpitovaihe on saavutettu, saanti voi tapahtua pienemmillä annoksilla, joita on vaikeampi tunnistaa dopingvalvonnassa
darbepoetiini
Vakaampi kuin EPO, jolla on pidempi puoliintumisaika (25, 3 tuntia) ja suurempi tehokkuus; se on helpommin tunnistettavissa johtuen rakenteellisista ominaisuuksista, jotka ovat erilaisia kuin endogeeninen ihmisen tuote ja alempi puhdistuma
Erytropoietiinin (epoetiini; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetiini: Aranesp®, Nespo®) terapeuttinen käyttö
- Anemia kroonisen munuaisten vajaatoiminnan aikana
- Zidovudiinianemia (anti-HIV)
- "Tulenkestävä" anemia
- Syöpää jälkeinen kemoterapian anemia
- EPO: n patologiset puutteet
- myelooma
- Myelodysplastiset oireyhtymät
Erytropoietiinin tutkiminen nopeassa ja jatkuvassa kehityksessä:
Tuotteet, jotka jäljittelevät EPO: n toimintaa
Pienet peptidit tai ei-peptidiset yhdisteet, jotka voivat sitoutua, aktivoida niitä EPO-reseptoreihin (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Viime aikoina esimerkiksi in vitro -kokeissa on osoitettu, että silkkiäistoukkien hemolymfi estää EPO: ta tuottavien solujen apoptoosia lisäämällä EPO: n tuotantoa 5-kertaiseksi (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
EPO-testien ongelmat
Epäsuorat toimenpiteet EPO: lle
Punasolujen tiheyden mittaus (hematokriitti prosentteina ilmaistuna), hemoglobiinitasot, retikulosyyttien määrä
Hematokriittimittauksissa yli 50% johtaa suspensioon. IOC epäilee yli 50 prosentin arvoja
Kansainvälinen hiihtoliitto on asettanut miesten hemoglobiiniarvon 18, 5 g / dl ja naisille 16, 5 g / dl, jos urheilija ei löydy ennen kilpailua, hän ei voi osallistua terveytensä säilyttämiseen
On huomattava, että hematokriitti- ja hemoglobiiniarvot voivat vaihdella urheilijalta ja vastaavasti samaan harjoitukseen. Ihanteellinen on, että jokaisella urheilijalla on ajan myötä hematologinen profiili:
EPO: n käytön tunnistamista koskevat tutkimukset ovat ulottuneet erilaisiin urheilulajeihin ja ilmeisesti olympialaisiin
Marco Pantani hylättiin Giro d'Italiasta, jonka hematokriittiarvo oli 52%
Vuonna 2003 Kenian keskitien juoksija Bernard Lagat (toiseksi paras aika 1500 m: ssä) oli positiivinen (rHuEPO: n etsiminen virtsasta) EPO: n ottamiseksi ennen Pariisin maailman yleisurheilun mestaruuskilpailuja (johon hän ei voinut osallistua) myöhempi vasta-analyysi kuitenkin selvitti hänet. Tämä tapaus on osoittanut tarvetta etsiä luotettavampia testejä.
Viime aikoina on kehitetty uusi suora isoelektrinen menetelmä (hyvillä tuloksilla) eksogeenisen EPO: n erottamiseksi endogeenistä virtsanäytteissä, jotka on kehitetty Ranskan Chatenay-Malabryn laboratoriossa (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119, Clin Chem 2003, 49: 901). Eksogeenisen EPO: n havaitseminen oli mahdollista myös 3 päivän kuluttua
Eksogeenisen erytropoietiinin haittavaikutukset
Arteriaalinen hypertensio (esiintyvyys 1-30%). Mekanismi ei ole täysin selvä, EPO: lla on vasokonstriktorivaikutus ja krooninen altistus aiheuttaa myös vastustuskykyä typpioksidin verisuonia laajentavalle vaikutukselle. Lopuksi EPO edistää sileiden lihassolujen kasvua verisuonten uudistumista ja hypertrofiaa sisältävissä verisuonissa, jotka voivat edistää verenpainetaudin ylläpitoa [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Luukipu (ei vakava, ohimenevä, suuri esiintyvyys = 40%)
Kouristukset (veren viskositeetin nopea nousu ja hypoksisen vasodilaation häviäminen verisuoniresistenssin lisääntyessä)
päänsärky
Tromboemboliset ilmiöt (EP, IMA, aivohalvaus), jotka kaikki liittyvät veren hyperviscosityyn
Hoidon jälkeinen anemia vähentynyt endogeeninen EPO-tuotanto
Punaisen sarjan puhdas aplasia (anti-EPO-vasta-aineen muodostuminen?)
Myeloproliferatiiviset häiriöt (eläinkokeet, pitkäaikaiset hoidot)?
Erytropoietiinin vauriot dopingina
Tiedot yllä luetelluista erytropoietiinin haittavaikutuksista johtuvat lähes yksinomaan hoidettavista hoidoista potilailla, joilla on taustalla olevia sairauksia
Terveillä urheilijoilla dopingina käytettävän erytropoietiinin vaurioita ei ole tutkittu
Tutkimus urheilijoille, joille annettiin EPO: ta 6 viikon ajan, osoitti systolisen paineen merkittävää nousua vasteena maksimaaliselle liikunnalle
Belgian ja Hollannin pyöräilijöiden välisten kuolemien määrä vuosina 1987-1990 liittyi EPO: n käyttöön ( Gambrell ja Lombardo. Huumeet ja doping: veren doping ja rekombinantti ihmisen erytropoietiini. In: Mellion, MB (toim.) : Urheilulääketieteen salaisuudet Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, s. 130-3)
Ei ole väärin ajatella, että potilaiden korostamat haittavaikutukset voivat esiintyä myös terveillä urheilijoilla, vaikka niiden esiintyvyys olisi pienempi.
