физиологија

ЕПО (еритропоетин) и допинг

Као што је познато, црвена крвна зрнца (ГР) носе кисеоник до ткива и спортове издржљивости, као што су бициклизам, скијашко трчање, итд.

Стога су дуго времена истраживане стратегије за повећање производње РБЦ како би се побољшао спортски учинак

Најновија стратегија је заснована на улози еритропоетина (ЕПО) у стимулацији коштане сржи да производи црвене крвне ћелије (ГР)

Као допинг користе се рекомбинантни хумани ЕПО (рХуЕПО) и сродне супстанце (нпр. Дарбепоетин ).

ЕПО има релативно кратак живот у телу, док његов стимулативни ефекат може да траје до две недеље

Историја еритропоетина

  • 1905. Царнот и Дефландре су претпоставили да хуморални фактор, који су назвали хемопоиетин, регулише производњу црвених крвних зрнаца

  • 1936 Хјорт је показао и потврдио постојање овог фактора

  • 1950. Реиссманн је показао да је експресија гена фактора регулисана притиском кисеоника

  • 1977. Мииаке је успео да очисти хумани еритропоетин

    1985. Лин и Јацобс клонирали су еритропоетински ген и развили трансфектирану станичну линију (ЦХО ћелије) способну да производе рекомбинантни хумани еритропоетин

  • 1989 клонирање ЕПО рецептора

  • 2000 синтеза дарбепоетина

Еритропоеза и хипоксија

Еритропоеза (производња нових црвених крвних зрнаца) контролише веома осетљив систем повратних информација, у којем сензор на нивоу бубрега опажа промене у снабдевању кисеоником.

Механизам се заснива на присуству хетеродимерног транскрипционог фактора (Хипоксија-индуцибилни фактор, ХИФ-1) (ХИФ-1α и ХИФ-1β) који повећава експресију гена еритропоетина.

ХИФ-1а је нестабилан у присуству кисеоника и брзо се разграђује са пролил-хидроксилазом уз допринос вон Хиппел-Линдау протеина

За време хипоксије пропил хидроксилаза је неактивна, па се ХИФ-1а акумулира активирањем експресије еритропоетина који стимулише брзо ширење еритроидних прогенитора.

Хуман еритропоетин

Еритропоетин је протеин састављен од 193 аминокиселине (али првих 27 се раздвајају током секреције)

Настаје углавном перитубуларним интерстицијским ћелијама бубрега, под контролом гена лоцираног на хромозому 7.

Након излучивања, еритропоетин, на нивоу хематопоетског ткива (коштане сржи), везује се за рецептор (ЕПО-Р) који се налази на површини еритроидних прогенитора и интернализује се

У присуству анемије или хипоксемије, синтеза ЕПО се убрзано повећава за више од 100 пута и последично повећава преживљавање, пролиферацију и сазревање медуларних прогениторских ћелија и кроз инхибицију апоптозе (програмирана смрт ћелије).

Нормални нивои ЕПО у крви су око 2-25 мУ / мл, али се могу повећати 100-1000 пута као одговор на хипоксију

Механизам сензора кисеоника доводи до прекида производње ЕПО када се број црвених крвних зрнаца и / или снабдевање кисеоником ткивима врати у равнотежу

Механизам повратне спреге обезбеђује адекватну производњу РБЦ како би се спречила анемија и хипоксија ткива, али не и превисока да би довела до полицитемије са прекомерном вискозношћу крви и последичним кардиоваскуларним ризицима.

Прекомерна производња ЕПО-а која доводи до полицитемије (секундарно се разликује од праве или примарне полицитемије: мијелопролиферативни поремећај где клонови пролиферирају, независно од ЕПО-а, прогениторских ћелија са и ГР и гранулоцитним и тромбоцитним растом) могу да потичу од срчаних или репираторних болести од висине, од препрека протока крви на месту производње ЕПО, од тумора који производе ЕПО.

У секундарној полицитемији, нивои ЕПО су генерално високи, али могу бити нормални и због повећаног промета

Познато је да генетске разлике између спортиста могу бити елемент у основи различитих перформансних капацитета

Могуће генетске разлике могу укључивати еритропоезу уопште и посебно еритропоетин

Пример је прича о финском скијашу Ееро Мантиранти, двострукој златној медаљи на Олимпијским играма 1964. године у Иннсбруцку

Рођен је са Епо генском мутацијом (израженом на нивоу рецептора) која је повећала његов транспортни капацитет О2 са црвеним крвним зрнцима за 25-50%.

Ово парафизиолошко стање могло би се репродуковати манипулацијом гена

Број рецептора за ЕПО варира у различитим ћелијама црвених ћелија. Максимум се јавља у ЦФУ-Е, број се смањује са прогресијом диференцијације и сазревања еритроцитних ћелија. Зрели еритроцити немају ЕПО рецепторе

ЕПО рецептори су такође идентификовани на миоцитима, ендотелијалним ћелијама, ЦНС, јајницима и тестисима

Сматра се да ЕПО има физиолошку улогу у развоју срца и мозга

ЕПО штити срчана и нервна ткива од упале и исхемијског оштећења: и директном стимулацијом живчаних и срчаних ћелија и индиректно мобилизацијом ендотелних прогениторских ћелија, чиме се промовише нео-васкуларизација

Ексогени еритропоетини

Хумани рекомбинантни еритропоетин (епоетин, рХуЕПО)

Приказане су само незнатне разлике (на нивоу ланаца угљених хидрата) у поређењу са физиолошким ЕПО, које се ипак рефлектују на хемијско и физичко понашање молекула, на пример, постоје разлике у електричном набоју.

За ергогене сврхе, рХуЕПО се користи са ињекцијама сваких 2-3 дана, током 3-4 недеље, у комбинацији са препаратима гвожђа. У ствари, у условима стимулације еритропоетином, постаје неопходно да се синтетише хемоглобин код спортиста са много већом стопом него нормално и то захтева адекватно снабдевање гвожђем да би се одржала ефикасност еритропоетика. Пола живота 8, 5 сати

Када се достигне фаза одржавања, унос се може одвијати при нижим дозама, које је теже идентификовати у допинг контролама

дарбепоетин

Стабилнији од ЕПО-а, са дужим полу-животом (25.3 сати) и већом ефикасношћу; Лакше се може препознати због структурних карактеристика које се разликују од ендогеног људског производа и до мањег клиренса

Терапијска употреба еритропоетина (епоетин; Епрек®, Глобурен®, Неорецормон®; дарбепоетин: Аранесп®, Неспо®)

  • Анемија у току хроничне бубрежне инсуфицијенције

  • Зидовудинска анемија (анти-ХИВ)

  • "Рефракторна" анемија

  • Пост-карциномска пост-хемотерапијска анемија

  • Патолошки недостаци ЕПО

  • мијелом

  • Миелодиспластиц синдромес

Истраживање еритропоетина у брзом и континуираном развоју:

Производи који опонашају активност ЕПО-а

Мали пептиди или непептидна једињења која се могу везати, активирајући их на ЕПО рецепторе (Сциенце 1996; 273: 458. Проц Натл Ацад Сци УСА 1999; 96: 12156)

Недавно, на пример, у ин витро експериментима, показано је да хемолимфа свилене бубе инхибира апоптозу ћелија које производе ЕПО повећавајући производњу ЕПО 5 пута (Биотецхнол Биоенг 2005; 91: 793)

Проблеми ЕПО тестова

Индиректне мјере за ЕПО

Мерење густине црвених крвних зрнаца (хематокрит изражен као проценат), нивоа хемоглобина, броја ретикулоцита

Код цикличних мјерења хематокрита веће од 50% доводи до суспензије. МОК је сумњив на вредности изнад 50%

Међународна скијашка федерација наметнула је границу хемоглобина од 18, 5 г / дл код мушкараца и 16, 5 г / дл код жена, ако је пронађена пре трке, такмичар не може учествовати да би сачувао своје здравље.

Треба напоменути да вредности хематокрита и хемоглобина могу варирати од спортисте до спортисте и као одговор на исту вежбу. Идеално је имати хематолошки профил током времена сваког спортисте:

анкете за идентификацију употребе ЕПО прошириле су се на разне спортове и очигледно на Олимпијаду

Марцо Пантани је дисквалификован из Гиро д'Италиа за хематокритну вредност од 52%

Године 2003. Кенијски тркач Бернард Лагат (други најбољи пут икада на 1500 м) био је позитиван (потрага за рХуЕПО у урину) за преузимање ЕПО-а прије Свјетског атлетског првенства у Паризу (на које није могао учествовати) међутим, накнадна контра-анализа га је очистила. Овај случај је показао потребу за тражењем поузданијих тестова.

Недавно је развијена нова директна изоелектрична метода (са добрим резултатима) за разликовање егзогеног ЕПО-а од ендогена у узорцима урина, развијених у француској лабораторији Цхатенаи-Малабри (Натуре 2000; 405: 635; Анал Биоцхем). 2002; 311: 119; Цлин Цхем 2003; 49: 901). Било је могуће открити егзогени ЕПО чак и након 3 дана узимања

Нежељене реакције из егзогеног еритропоетина

Артеријска хипертензија (инциденца 1-30%). Механизам није сасвим јасан, ЕПО има вазоконстрикторско дјеловање, а хронична изложеност такођер узрокује отпорност на вазодилатацијско дјеловање душиковог оксида. Коначно, ЕПО промовише раст глатких мишићних ћелија у крвним судовима са васкуларним ремоделирањем и хипертрофијом која може допринети одржавању хипертензије [Ам Ј Киднеи Дис 1999; 33: 821-8])

Бол у костима (не тешка, пролазна, висока инциденца = 40%)

Конвулзије (за брзо повећање вискозности крви и губитак хипоксичне вазодилатације са последичним повећањем васкуларне резистенције)

главобоља

Тромбоемболијски феномени (ЕП, ИМА, мождани удар), сви се односе на хипервискозитет крви

Пост-третманска анемија због смањене ендогене производње ЕПО

Чиста аплазија црвене серије (формирање анти-ЕПО антитела?)

Миелопролиферативни поремећаји (студије на животињама, дугорочни третмани?)

Оштећење еритропоетина као допинг

Подаци о нежељеним реакцијама горе наведеног еритропоетина потичу скоро искључиво из терапијских третмана код пацијената са основним болестима

Нема студија о оштећењу еритропоетина који се користи као допинг на здравим спортистима

Испитивање спортиста које је добило ЕПО током 6 недеља показало је значајно повећање систолног притиска као одговор на субмаксималну вежбу

Број смртних случајева између белгијских и холандских бициклиста између 1987. и 1990. био је повезан са употребом ЕПО-а ( Гамбрелл и Ломбардо. Дроге и допинг: крвни допинг и рекомбинантни хумани еритропоетин. У: Меллион, МБ (ед.) : Тајне спортске медицине Пхиладелпхиа: Ханлеи & Белфус, 1994, стр.

Није погрешно мислити да се нежељене реакције код пацијената могу појавити и код здравих спортиста, чак и ако имају мању учесталост.