Jak wiadomo, czerwone krwinki (RBC) transportują tlen do tkanek, a w sportach wytrzymałościowych, takich jak jazda na rowerze, narciarstwo biegowe itp., zapotrzebowanie na tlen jest bardzo wysokie.
Dlatego od pewnego czasu badano strategie zwiększenia produkcji krwinek czerwonych w celu poprawy wyników sportowych.
Najnowsza strategia opiera się na roli erytropoetyny (EPO) w stymulowaniu szpiku kostnego do produkcji czerwonych krwinek (RBC).
Jako doping stosuje się rekombinowaną ludzką EPO (rHuEPO) i substancje pokrewne (np. darbepoetyna).
EPO ma stosunkowo krótki czas życia w organizmie, a jego stymulujący efekt może trwać do dwóch tygodni
d „tlen1985 Lin i Jacobs sklonowali gen erytropoetyny i opracowali transfekowaną linię komórkową (komórki CHO) zdolną do wytwarzania rekombinowanej ludzkiej erytropoetyny
Erytropoeza i niedotlenienie
Erytropoeza (produkcja nowych czerwonych krwinek) jest kontrolowana przez bardzo czuły system sprzężenia zwrotnego, w którym czujnik na poziomie nerek wykrywa zmiany w dopływie tlenu.
Mechanizm opiera się na obecności heterodimerycznego czynnika transkrypcyjnego (Hypoxia-inducible factor, HIF-1) (HIF-1α i HIF-1β), który zwiększa ekspresję genu erytropoetyny.
HIF-1α jest niestabilny w obecności tlenu i jest szybko degradowany przez hydroksylazę prolilową z udziałem białka von Hippel-Lindau.
Podczas hipoksji hydroksylaza propylowa jest nieaktywna, w związku z czym HIF-1α gromadzi się, aktywując ekspresję erytropoetyny, która stymuluje szybką ekspansję komórek progenitorowych erytroidów.
(ale pierwsze 27 są oddzielone podczas wydzielania).
Wytwarzany jest głównie przez komórki śródmiąższowe okołokanalikowe nerki pod kontrolą genu zlokalizowanego na chromosomie 7.
Po sekrecji erytropoetyna w tkance krwiotwórczej (szpiku kostnym) wiąże się z receptorem (EPO-R) zlokalizowanym na powierzchni komórek progenitorowych erytroidów i ulega internalizacji.
W obecności niedokrwistości lub hipoksemii synteza EPO gwałtownie wzrasta ponad 100-krotnie, a w konsekwencji zwiększa przeżycie, proliferację i dojrzewanie komórek progenitorowych szpiku kostnego również poprzez hamowanie apoptozy (programowanej śmierci komórki).
Normalny poziom EPO we krwi wynosi około 2-25 mU/ml, ale może wzrosnąć 100-1000-krotnie w odpowiedzi na niedotlenienie.
Mechanizm czujnika tlenu prowadzi do przerwania produkcji EPO, gdy liczba czerwonych krwinek i/lub dopływ tlenu do tkanek powraca do równowagi
Mechanizm sprzężenia zwrotnego zapewnia odpowiednią produkcję krwinek czerwonych, aby zapobiec anemii i niedotlenieniu tkanek, ale nie za wysokie, aby prowadzić do czerwienicy z nadmierną lepkością krwi i wynikającym z tego ryzykiem sercowo-naczyniowym.
Nadprodukcja EPO prowadząca do czerwienicy (wtórna do odróżnienia od czerwienicy prawdziwej lub pierwotnej: zaburzenia mieloproliferacyjnego, w którym klony komórek progenitorowych niezależnych od EPO namnażają się ze wzrostem zarówno erytrocytów, jak i granulocytów i płytek krwi) może być wynikiem chorób serca lub układu oddechowego, z wysokości , z utrudnień przepływu krwi do miejsca wytwarzania EPO, z guzów wytwarzających EPO.
W czerwienicy wtórnej poziomy EPO są na ogół wysokie, ale mogą być również normalne ze względu na wzrost jej obrotu.
Wiadomo, że różnice genetyczne występujące między sportowcami mogą być elementem leżącym u podstaw różnych możliwości wyczynowych.
Wśród możliwych różnic genetycznych niektóre mogą dotyczyć erytropoezy ogólnie, a konkretnie erytropoetyny.
Jednym z przykładów jest historia fińskiego narciarza biegowego Eero Mäntyranta, podwójnego złotego medalisty Igrzysk Olimpijskich w 1964 roku w Innsbrucku.
Urodził się z mutacją genu Epo (wyrażoną na poziomie receptora), która zwiększyła jego zdolność przenoszenia tlenu z czerwonymi krwinkami o 25-50%.
Ten stan parafizjologiczny można odtworzyć poprzez manipulację genami.
Liczba receptorów EPO jest różna w różnych komórkach linii erytrocytów, maksimum występuje w CFU-E, liczba ta maleje wraz z postępem różnicowania i dojrzewania komórek erytrocytów EPO.
Receptory EPO zostały również zidentyfikowane na miocytach, komórkach śródbłonka, OUN, jajniku i jądrach.
Dlatego uważa się, że EPO odgrywa fizjologiczną rolę w rozwoju serca i mózgu.
EPO chroni tkanki serca i nerwów przed zapaleniem i uszkodzeniem niedokrwiennym: zarówno poprzez bezpośrednią stymulację komórek nerwowych i sercowych, jak i pośrednio poprzez mobilizację komórek progenitorowych śródbłonka, promując w ten sposób neowaskularyzację.
) w odniesieniu do fizjologicznej EPO, które jednak znajdują odzwierciedlenie w chemicznym i fizycznym zachowaniu cząsteczki, na przykład istnieją różnice w ładunku elektrycznym.W celach ergogenicznych rHuEPO stosuje się w postaci wstrzyknięć co 2-3 dni, przez 3-4 tygodnie, w połączeniu z preparatami żelaza. W rzeczywistości, w warunkach stymulacji erytropoetyny, konieczna staje się synteza hemoglobiny u sportowców w znacznie wyższym tempie niż zwykle, a to wymaga odpowiedniej podaży żelaza w celu utrzymania wydajności erytropoetycznej. Okres półtrwania dożylnie 8,5 godziny.
Po osiągnięciu fazy podtrzymującej przyjmowanie może odbywać się w niższych dawkach, które są trudniejsze do zidentyfikowania podczas kontroli antydopingowej.
Darbepoietin
Bardziej stabilny niż EPO, z dłuższym okresem półtrwania (i.v. 25,3 godziny) i większą skutecznością; łatwiej go zidentyfikować ze względu na jego cechy strukturalne odmienne od endogennego produktu ludzkiego i ze względu na niższy klirens
Zastosowania terapeutyczne erytropoetyny (epoetyna; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetyna: Aranesp®, Nespo®)
- Niedokrwistość w przewlekłej niewydolności nerek
- Niedokrwistość zydowudynowa (przeciw HIV)
- Niedokrwistość „ogniotrwała”
- Niedokrwistość po chemioterapii przeciwnowotworowej
- Patologiczne niedobory EPO
- Szpiczak
- Zespoły mielodysplastyczne.
Szybko i stale rozwijające się badania nad erytropoetyną:
Produkty naśladujące działalność EPO
Małe peptydy lub związki niepeptydowe, które mogą wiązać się, aktywując je, z receptorami EPO (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Ostatnio, na przykład, w eksperymentach in vitro wykazano, że hemolimfa jedwabnika hamuje apoptozę komórek wytwarzających EPO poprzez 5-krotne zwiększenie produkcji EPO (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
(hematokryt wyrażony w procentach), poziom hemoglobiny, liczba retikulocytówW kolarstwie pomiary hematokrytu powyżej 50% prowadzą do zawieszenia, wartości powyżej 50% są podejrzewane przez MKOl
Międzynarodowa Federacja Narciarska nałożyła limit hemoglobiny na 18,5 g / dl u mężczyzn i 16,5 g / dl u kobiet, jeśli zostanie stwierdzony przed zawodami, zawodnik nie może brać udziału, aby zachować zdrowie.
Należy podkreślić, że wartości hematokrytu i hemoglobiny mogą się różnić w zależności od sportowca i w odpowiedzi na to samo ćwiczenie. Ideałem jest posiadanie profilu hematologicznego każdego sportowca w czasie:
badania mające na celu zidentyfikowanie wykorzystania EPO rozszerzyły się na różne sporty i oczywiście na igrzyska olimpijskie
Marco Pantani został zdyskwalifikowany z Tour of Italy za wartość hematokrytu 52%
W 2003 roku kenijski biegacz średniodystansowy Bernard Lagat (drugi najlepszy czas w historii na 1500 m) uzyskał pozytywny wynik (badania rHuEPO w moczu) na spożycie EPO przed Mistrzostwami Świata w Lekkoatletyce w Paryżu (w których nie mógł brać udziału) kolejny kontr- analizy jednak go oczyściły. Ten przypadek pokazał potrzebę poszukiwania bardziej wiarygodnych testów.
Niedawno opracowano nową bezpośrednią metodę izoelektryczną (z dobrymi wynikami) w celu odróżnienia egzogennych od endogennych EPO w próbkach moczu, opracowaną we francuskim laboratorium Chatenay-Malabry (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119; Clin Chem 2003;49:901). Egzogenną EPO można było zidentyfikować nawet po 3 dniach od spożycia
(Przypadki 1-30%). Mechanizm nie jest w pełni zrozumiały, „EPO ma" działanie zwężające naczynia, a przewlekła ekspozycja powoduje oporność na rozszerzające naczynia działanie tlenku azotu. Wreszcie, EPO promuje wzrost komórek mięśni gładkich naczyń z przebudową i przerostem naczyń, co może przyczyniać się do utrzymanie nadciśnienia [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8]).
Ból kości (niesilny, przemijający, wysoka częstość występowania = 40%).
Drgawki (z powodu szybkiego wzrostu lepkości krwi i niedotlenienia utraty naczyń krwionośnych z wynikającym z tego wzrostem oporu naczyniowego).
Bół głowy.
Zjawiska zakrzepowo-zatorowe (PE, MI, udar), wszystkie związane z nadmierną lepkością krwi.
Niedokrwistość po leczeniu z powodu zmniejszonej endogennej produkcji EPO.
Aplazja czystej krwinek czerwonych (tworzenie przeciwciała anty-EPO?).
Zaburzenia mieloproliferacyjne (badania na zwierzętach, leczenie długoterminowe?).
Uszkodzenia spowodowane erytropoetyną jako doping
Wymienione powyżej dane dotyczące działań niepożądanych erytropoetyny pochodzą prawie wyłącznie z leczenia pacjentów z chorobami podstawowymi
Nie ma badań dotyczących szkodliwości erytropoetyny stosowanej jako doping u zdrowych sportowców
Badanie sportowców, którym przez 6 tygodni podawano EPO, wykazało znaczny wzrost skurczowego ciśnienia krwi w odpowiedzi na ćwiczenia submaksymalne.
Liczba zgonów wśród rowerzystów belgijskich i holenderskich w latach 1987-1990 została powiązana ze stosowaniem EPO (Gambrell i Lombardo. Narkotyki i doping: doping krwi i rekombinowana ludzka erytropoetyna. W: Mellion, M.B. (red.): Tajemnice medycyny sportowej. Filadelfia: Hanley i Belfus, 1994, s. 130-3)
Nie jest błędem sądzić, że działania niepożądane obserwowane u pacjentów mogą również wystąpić u zdrowych sportowców, chociaż z mniejszą częstością.
