Jak je známo, červené krvinky (RBC) transportují kyslík do tkání a ve vytrvalostních sportech, jako je cyklistika, běh na lyžích atd., Jsou požadavky na kyslík velmi vysoké.
Nějakou dobu proto byly zkoumány strategie ke zvýšení produkce červených krvinek za účelem zlepšení sportovního výkonu.
Nejnovější strategie je založena na roli erytropoetinu (EPO) při stimulaci kostní dřeně k produkci červených krvinek (RBC).
Jako doping se používá rekombinantní lidský EPO (rHuEPO) a příbuzné látky (např. Darbepoietin).
EPO má v těle relativně krátkou životnost, zatímco jeho stimulační účinek může trvat až dva týdny
d "kyslík1985 Lin a Jacobs klonovali gen erytropoetinu a vyvinuli transfekovanou buněčnou linii (buňky CHO) schopné produkovat rekombinantní lidský erytropoetin
Erytropoéza a hypoxie
Erytropoéza (produkce nových červených krvinek) je řízena vysoce citlivým systémem zpětné vazby, ve kterém senzor na úrovni ledvin snímá změny v dodávce kyslíku.
Mechanismus je založen na přítomnosti heterodimerního transkripčního faktoru (Hypoxia-inducible factor, HIF-1) (HIF-1α a HIF-1β), který zvyšuje expresi genu pro erytropoetin.
HIF-1α je nestabilní v přítomnosti kyslíku a je rychle degradován prolylhydroxylázou za přispění von Hippel-Lindauova proteinu.
Během hypoxie je propylhydroxyláza neaktivní, v důsledku čehož se HIF-1α hromadí aktivací exprese erytropoetinu, která stimuluje rychlou expanzi erytroidních progenitorů.
(ale prvních 27 se oddělí během sekrece).
Je produkován hlavně peritubulárními intersticiálními buňkami ledvin, pod kontrolou genu umístěného na chromozomu 7.
Po sekreci se erytropoetin v hematopoetické tkáni (kostní dřeni) váže na receptor (EPO-R) umístěný na povrchu progenitorů erytroidů a je internalizován.
V přítomnosti anémie nebo hypoxémie se syntéza EPO rychle zvyšuje více než 100krát a následně zvyšuje přežití, proliferaci a zrání progenitorových buněk kostní dřeně také prostřednictvím inhibice apoptózy (programovaná buněčná smrt).
Normální hladiny EPO v krvi jsou přibližně 2–25 mU / ml, ale v reakci na hypoxii se mohou zvýšit 100–1 000krát.
Mechanismus kyslíkového senzoru vede k přerušení produkce EPO, když se počet červených krvinek a / nebo přísun kyslíku do tkání vrátí do rovnováhy
Mechanismus zpětné vazby zajišťuje adekvátní produkci červených krvinek, aby se zabránilo anémii a tkáňové hypoxii, ale není příliš vysoká, aby vedla k polycytémii s nadměrnou viskozitou krve a následnými kardiovaskulárními riziky.
Nadprodukce EPO vedoucí k polycytémii (sekundární je třeba odlišit od polycythemia vera nebo primární: myeloproliferativní porucha, kde klony progenitorových buněk nezávislé na EPO proliferují se zvýšením jak červených krvinek, tak granulocytů a krevních destiček) mohou být důsledkem srdečních nebo respiračních chorob, z nadmořské výšky z překážek průtoku krve do místa produkce EPO, z nádorů produkujících EPO.
U sekundární polycytémie jsou hladiny EPO obecně vysoké, ale mohou být také normální kvůli zvýšení jeho obratu.
Je známo, že genetické rozdíly existující mezi sportovci mohou být prvkem na základě různých výkonnostních kapacit.
Mezi možnými genetickými odlišnostmi se některé mohou týkat erytropoézy obecně a konkrétně erytropoetinu.
Jedním z příkladů je příběh finského běžce na lyžích Eera Mäntyranta, dvojnásobného zlatého medailisty na olympijských hrách 1964 v Innsbrucku.
Narodil se s mutací genu Epo (vyjádřenou na úrovni receptoru), která zvýšila jeho schopnost přenášet kyslík s červenými krvinkami o 25–50%.
Tento parafyziologický stav lze reprodukovat genovou manipulací.
Počet EPO receptorů se v různých buňkách erytrocytové linie liší.Maximum se vyskytuje v CFU-E, počet klesá s postupem diferenciace a zrání buněk erytrocytů EPO.
Receptory EPO byly také identifikovány na myocytech, endoteliálních buňkách, CNS, vaječnících a varlatech.
Předpokládá se, že EPO hraje fyziologickou roli ve vývoji srdce a mozku.
EPO chrání srdeční a nervové tkáně před zánětem a ischemickým poškozením: jak přímou stimulací nervových a srdečních buněk, tak nepřímo mobilizací endotelových progenitorových buněk, čímž podporuje neo-vaskularizaci.
) s ohledem na fyziologický EPO, které se však odrážejí v chemickém a fyzikálním chování molekuly, například existují rozdíly v elektrickém náboji.Pro ergogenní účely se rHuEPO používá s injekčním podáváním každé 2-3 dny, po dobu 3-4 týdnů, spojené s přípravky železa.Ve skutečnosti je v podmínkách stimulace erytropoetinu nezbytné mít u sportovců syntetizován hemoglobin mnohem vyšší rychlostí, než je obvyklé, a to vyžaduje adekvátní přísun železa k udržení erytropoetické účinnosti. Poločas i.v. 8,5 hodiny.
Jakmile je dosaženo udržovací fáze, příjem může probíhat v nižších dávkách, které je obtížnější identifikovat při dopingových kontrolách.
Darbepoietin
Stabilnější než EPO, s delším poločasem (i.v. 25,3 hodin) a větší účinností; je snadněji identifikovatelný díky svým strukturálním vlastnostem odlišným od endogenního humánního produktu a díky nižší clearance
Terapeutické využití erytropoetinu (epoetin; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetin: Aranesp®, Nespo®)
- Anémie při chronickém selhání ledvin
- Zidovudinová anémie (anti-HIV)
- "Refrakterní" anémie
- Anémie po protinádorové chemoterapii
- Patologické nedostatky EPO
- Myelom
- Myelodysplastické syndromy.
Rychle a neustále se rozvíjející výzkum erytropoetinu:
Produkty, které napodobují aktivitu EPO
Malé peptidy nebo nepeptidové sloučeniny, které se mohou vázat jejich aktivací na receptory EPO (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Nedávno se například v experimentech in vitro ukázalo, že hemolymfa bource morušového inhibuje apoptózu buněk produkujících EPO zvýšením produkce EPO 5krát (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
(hematokrit vyjádřený v procentech), hladiny hemoglobinu, počet retikulocytůV cyklistice vede měření hematokritu nad 50% k pozastavení. Hodnoty nad 50% jsou podle MOV podezřelé
Mezinárodní lyžařská federace stanovila limit hemoglobinu 18,5 g / dl u mužů a 16,5 g / dl u žen, pokud byl nalezen před soutěží, sportovec se nemůže zúčastnit, aby si zachoval zdraví.
Je třeba zdůraznit, že hodnoty hematokritu a hemoglobinu se mohou u jednotlivých sportovců lišit a v reakci na stejné cvičení. Ideální je mít v průběhu času hematologický profil každého sportovce:
vyšetřování za účelem identifikace používání EPO se rozšířilo do různých sportů a samozřejmě na olympijské hry
Marco Pantani byl diskvalifikován z Tour po Itálii za hodnotu hematokritu 52%
V roce 2003 měl keňský běžec na střední trať Bernard Lagat (druhý nejlepší čas na 1500 m) pozitivní test (výzkum rHuEPO v moči) na příjem EPO před atletickým mistrovstvím světa v Paříži (kterého se nemohl zúčastnit) analýzy ho však vymazaly. Tento případ prokázal potřebu hledat spolehlivější testy.
Nedávno byla vyvinuta (s dobrými výsledky) nová přímá izoelektrická metoda k odlišení exogenního od endogenního EPO ve vzorcích moči, vyvinutá ve francouzské laboratoři Chatenay-Malabry (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Exogenní EPO bylo možné identifikovat i po 3 dnech od příjmu
(Incidence 1-30%). Mechanismus není zcela pochopen, „EPO má“ vazokonstrikční účinek a chronická expozice způsobuje odolnost vůči vazodilatačnímu účinku oxidu dusnatého. Nakonec EPO podporuje růst buněk hladkých svalů cév s vaskulární remodelací a hypertrofií, což může přispět k udržování hypertenze [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8]).
Bolest kostí (nezávažná, přechodná, vysoký výskyt = 40%).
Křeče (v důsledku rychlého zvýšení viskozity krve a ztráty hypoxické vazodilatace s následným zvýšením cévní rezistence).
Bolest hlavy.
Tromboembolické jevy (PE, MI, mrtvice), všechny související s hyperviskozitou krve.
Anémie po léčbě v důsledku snížené produkce endogenního EPO.
Čistá aplázie červených krvinek (tvorba protilátek proti EPO?).
Myeloproliferativní poruchy (studie na zvířatech, dlouhodobá léčba?).
Poškození erytropoetinem jako doping
Údaje o výše uvedených nežádoucích účincích erytropoetinu pocházejí téměř výhradně z terapeutických léčeb u pacientů se základními chorobami
Neexistují žádné studie o poškození erytropoetinu používaného jako doping u zdravých sportovců
Studie sportovců, kterým byl podáván EPO po dobu 6 týdnů, zjistila významné zvýšení systolického krevního tlaku v reakci na sub-maximální cvičení.
Počet úmrtí mezi belgickými a nizozemskými cyklisty v letech 1987 až 1990 souvisí s používáním EPO (Gambrell a Lombardo. Drogy a doping: doping krve a rekombinantní lidský erytropoetin. In: Mellion, M.B. (ed.): Tajemství sportovní medicíny. Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, s. 130-3)
Není špatné si myslet, že nežádoucí účinky pozorované u pacientů se mohou vyskytnout i u zdravých sportovců, i když s nižším výskytem.
