Jak je známo, červené krvinky (GR) přenášejí kyslík do tkání a vytrvalostní sporty, jako je cyklistika, běžecké lyžování atd., Požadavky na kyslík jsou velmi vysoké
Nejnovější strategie je založena na úloze erytropoetinu (EPO) při stimulaci kostní dřeně k produkci červených krvinek (GR)
Jako doping se používá rekombinantní lidský EPO (rHuEPO) a příbuzné látky (např. Darbepoietin )
EPO má relativně krátký život v těle, zatímco jeho stimulační účinek může trvat až dva týdny
Historie erytropoetinu
- 1905 Carnot a Deflandre předpokládali, že humorální faktor, který nazývali hemopoietin, reguloval produkci červených krvinek
- 1936 Hjort prokázal a potvrdil existenci tohoto faktoru
- 1950 Reissmann ukázal, že exprese faktorového genu byla regulována tlakem kyslíku
- 1977 Miyakeovi se podařilo očistit lidský erytropoetin
1985 Lin a Jacobs klonovali gen erytropoetinu a vyvinuli transfekovanou buněčnou linii (CHO buňky), která je schopna produkovat rekombinantní lidský erytropoetin.
- 1989 klonování receptoru EPO
- 2000 syntéza darbepoetinu
Erytropoie a hypoxie
Erytropoéza (produkce nových červených krvinek) je řízena velmi citlivým systémem zpětné vazby, ve kterém senzor na úrovni ledvin vnímá změny v dodávce kyslíku.
Mechanismus je založen na přítomnosti heterodimerního transkripčního faktoru (faktor indukovatelný hypoxií, HIF-1) (HIF-1a a HIF-1p), který zvyšuje expresi genu pro erytropoetin.
HIF-1α je nestabilní v přítomnosti kyslíku a je rychle degradován prolylhydroxylázou za přispění proteinu von Hippel-Lindau
Během hypoxie propylhydroxylázy je neaktivní, v důsledku čehož se HIF-1a akumuluje aktivací exprese erytropoetinu, který stimuluje rychlou expanzi erytroidních progenitorů.
Lidský erytropoetin
Erytropoetin je protein složený z 193 aminokyselin (ale prvních 27 je rozděleno během sekrece)
Je produkován hlavně peritubulárními intersticiálními buňkami ledvin, pod kontrolou genu umístěného na chromozomu 7.
Po sekreci se erytropoetin na úrovni hematopoetické tkáně (kostní dřeně) váže na receptor (EPO-R) umístěný na povrchu progenitorů erytroidních buněk a je internalizován.
V přítomnosti anémie nebo hypoxémie se syntéza EPO rychle zvyšuje více než 100krát a následně zvyšuje přežití, proliferaci a zrání buněk medulárního progenitoru také prostřednictvím inhibice apoptózy (programovaná buněčná smrt).
Normální hladiny EPO v krvi jsou kolem 2-25 mU / ml, ale mohou být 100-1000krát vyšší než odpověď na hypoxii
Mechanismus kyslíkového senzoru vede k přerušení výroby EPO, když se počet červených krvinek a / nebo přívod kyslíku do tkání vrátí do rovnováhy.
Mechanismus zpětné vazby zajišťuje adekvátní produkci erytrocytů pro prevenci anémie a tkáňové hypoxie, ale ne příliš vysoký, aby vedl k polycytemii s nadměrnou viskozitou krve a následnými kardiovaskulárními riziky.
Nadprodukce EPO, která vede k polycytemii (sekundární, která se má odlišit od pravé nebo primární polycytemie: myeloproliferativní porucha, kde klony proliferují, nezávisle na EPO, progenitorových buněk s GR a růstem granulocytů a krevních destiček) může pocházet ze srdečních nebo repiratorních onemocnění, z nadmořské výšky, z překážek průtoku krve v místě produkce EPO, z nádorů produkujících EPO.
U sekundární polycytémie jsou hladiny EPO obecně vysoké, ale mohou být také normální v důsledku zvýšeného obratu
Je známo, že genetické rozdíly existující mezi sportovci mohou být prvkem na základě různých výkonnostních kapacit
Příkladem je příběh finského běžkaře Eera Mäntyranta, dvojité zlaté medaile na olympijských hrách v roce 1964 v Innsbrucku
Narodil se s mutací genu Epo (vyjádřenou na úrovni receptoru), což zvýšilo jeho transportní kapacitu O2 u červených krvinek o 25-50%.
Tento parafyziologický stav může být reprodukován genovou manipulací
Počet receptorů pro EPO se liší v různých buňkách červené buněčné linie. Maximální hodnota se vyskytuje u CFU-E, počet klesá s progresí diferenciace a zrání buněk erytrocytů. Zralé erytrocyty nemají receptory EPO
Receptory EPO byly také identifikovány na myocytech, endotelových buňkách, CNS, vaječnících a varlatech
Předpokládá se tedy, že EPO má fyziologickou úlohu 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 se podporuje neo-vaskularizace
Exogenní erytropoetiny
Lidský rekombinantní erytropoetin (epoetin, rHuEPO)
Představuje pouze nepatrné rozdíly (na úrovni sacharidových řetězců) ve srovnání s fyziologickým EPO, které však odrážejí chemické a fyzikální chování molekuly, například rozdíly v elektrickém náboji
Pro ergogenní účely se rHuEPO používá s injekcemi každé 2-3 dny, po dobu 3-4 týdnů, v kombinaci s preparáty železa. Ve skutečnosti, v podmínkách stimulace erytropoetinem, to stane se nezbytné syntetizovat hemoglobin u atletů u mnohem vyšší rychlosti než normálně a toto vyžaduje adekvátní zásobu železa udržovat erytropoetickou účinnost. Poločas životnosti 8, 5 hodiny
Po dosažení udržovací fáze může být příjem prováděn při nižších dávkách, které je obtížnější identifikovat v dopingových kontrolách
darbepoetin
Stabilnější než EPO, s delším poločasem (25, 3 hodiny) a vyšší účinností; je snadněji identifikovatelný v důsledku strukturních charakteristik odlišných od endogenního lidského produktu a nižší clearance
Terapeutické využití erytropoetinu (epoetin; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetin: Aranesp®, Nespo®)
- Anémie v průběhu chronického selhání ledvin
- Zidovudinová anémie (anti-HIV)
- "Refraktérní" anémie
- Postchemická anémie po rakovině
- Patologické nedostatky EPO
- myelomu
- Myelodysplastické syndromy
Výzkum erytropoetinu v rychlém a průběžném vývoji:
Produkty, které napodobují činnost EPO
Malé peptidy nebo nepeptidové sloučeniny, které se mohou vázat, aktivovat na receptory EPO (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Nedávno, například v experimentech in vitro, bylo prokázáno, že hemolymfy bource morušového inhibují apoptózu buněk produkujících EPO zvýšením produkce EPO 5krát (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
Problémy testů EPO
Nepřímá opatření pro EPO
Měření hustoty červených krvinek (hematokrit vyjádřený v procentech), hladiny hemoglobinu, počet retikulocytů
Při cyklickém měření hematokritu více než 50% vede k suspenzi. Hodnoty nad 50% jsou podezřelé z IOC
Mezinárodní lyžařská federace stanovila limit hemoglobinu 18, 5 g / dL u mužů a 16, 5 g / dL u žen, pokud se sportovec před závodem nemohl zúčastnit ochrany svého zdraví
Je třeba poznamenat, že hodnoty hematokritu a hemoglobinu se mohou lišit od sportovce ke sportovci a v reakci na stejné cvičení. Ideální je mít hematologický profil v průběhu času každého sportovce:
průzkumy k identifikaci použití EPO se rozšířily na různé sporty a samozřejmě na olympijské hry
Marco Pantani byl diskvalifikován z Giro d'Italia na hodnotu hematokritu 52%.
V roce 2003 byl keňský běžec na střední vzdálenosti Bernard Lagat (druhý nejlepší čas v historii 1500 m) pozitivní (pátrání po rHuEPO v moči) za převzetí EPO před mistrovstvím světa v atletice v Paříži (k němuž se nemohl zúčastnit) nicméně, následující pult-analýza vyčistila jej. Tento případ ukázal, že je třeba hledat spolehlivější testy.
V poslední době byla vyvinuta nová přímá isoelektrická metoda (s dobrými výsledky) k rozlišení exogenního EPO od endogenu ve vzorcích moči, vyvinutých ve francouzské laboratoři Chatenay-Malabry (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Exogenní EPO bylo možné detekovat i po 3 dnech příjmu
Nežádoucí účinky exogenního erytropoetinu
Arteriální hypertenze (incidence 1-30%). Mechanismus není zcela jasný, EPO má vazokonstrikční účinek a chronická expozice také způsobuje rezistenci vůči vazodilatačnímu účinku oxidu dusnatého. Konečně EPO podporuje růst buněk hladkého svalstva v cévách s vaskulární remodelací a hypertrofií, které mohou přispět k udržení hypertenze [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Bolest kostí (není závažná, přechodná, vysoká incidence = 40%)
Křeče (pro rychlé zvýšení viskozity krve a ztrátu hypoxické vazodilatace s následným zvýšením vaskulární rezistence)
bolest hlavy
Tromboembolické jevy (EP, IMA, mrtvice), to vše souvisí s hyperviskozitou krve
Pooperační anémie pro snížení endogenní produkce EPO
Čistá aplasie červené řady (tvorba anti-EPO protilátek?)
Myeloproliferativní poruchy (studie na zvířatech, dlouhodobá léčba?)
Poškození erytropoetinu jako dopingu
Výše uvedené údaje o nežádoucích účincích erytropoetinu vyplývají téměř výhradně z léčebných postupů u pacientů se základními onemocněními
Neexistují studie o poškození erytropoetinu používaného jako doping na zdravých sportovcích
Studie atletů, kteří dostávali EPO po dobu 6 týdnů, ukázala významný vzrůst systolického tlaku v reakci na sub-maximální výkon
Počet úmrtí mezi belgickými a nizozemskými cyklisty v letech 1987 až 1990 se týkal používání EPO ( Gambrell a Lombardo. Léky a doping: krevní doping a rekombinantní lidský erytropoetin. In: Mellion, MB (ed.) : Tajemství sportovní medicíny, Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, str. 130-3)
Není nesprávné domnívat se, že nežádoucí účinky, které jsou u pacientů pozorovány, se mohou vyskytnout iu zdravých sportovců, i když mají nižší incidenci.
