doping

Genetická doping - IGF-1, myostatin, růstový hormon, dopingový test

Geny související s růstem a regenerací svalů

Růst a regenerace svalové tkáně lze dosáhnout buď zvýšením exprese genů, které mají stimulační účinek, jako je růstový faktor podobný inzulínu (IGF-1), nebo inhibicí genů, které obvykle působí jako represory. procesy růstu, například myostatin.

Svalová IGF-1 (mIGF-1) : Specifická svalová izoforma růstového faktoru podobného inzulínu (mIGF-1) hraje velmi důležitou roli ve svalové regeneraci. Gen IGF-1 má za úkol opravit svaly, když podstoupí mikroskopické trauma během cvičení.

Protein IGF-1 produkovaný genem způsobuje růst svalů stimulací vývoje jeho rezervních kmenových buněk. Vlákna se opravují a rostou a nacházejí se s více myofibrily než před lézí. Stop signál pro růst je dán jiným proteinem, myostatinem. Vložení extra IGF-1 genu by umožnilo obejít rovnovážný mechanismus, což by vyvolalo svalovou hypertrofii a nekontrolovaný růst vláken. Ve skutečnosti transgenní myši mIGF-1 vykazují selektivní hypertrofii svalů trupu a končetin (o 23, 3% více svalové hmoty) a zvýšení svalové síly (o 14, 4% více); Navíc zavedení genu mIGF-1 do poškozených končetin do myších modelů in vivo vede k nápravě poškození svalů. Vedlejší účinky, které by léčba mIGF-1 mohla dlouhodobě vyvolat, však nejsou známy.

Myostatin : Myostatin je protein objevený v roce 1997 během studií buněčné diferenciace a proliferace. Abychom pochopili, co je jeho skutečnou funkcí, byly myši spojeny, ve kterých byl inhibován gen kódující myostatin.

Homozygotní potomci (nositelé obou mutovaných genů) vykazovali lepší svalový vývoj ve srovnání s heterozygotními myšmi (nosiče pouze jednoho mutovaného genu) a normálními. Velikost těla byla o 30% vyšší, sval byl hypertrofický a hmotnost byla 2 až 3krát vyšší než u přirozených morčat. Pozdější histologická analýza ukázala zvýšení jak velikosti jednotlivých svalových buněk (hypertrofie), tak jejich počtu (hyperplazie). Současně došlo k mírnému poklesu tukové tkáně, zatímco plodnost a délka života zůstala téměř beze změny.

V roce 2004, kdy studoval pětileté německé dítě s abnormální silou a vývojem svalové hmoty, byla poprvé u lidí identifikována přítomnost mutace v genu, který kóduje myostatin. Vliv na fenotypovou expresi byl identický s vlivem pozorovaným u laboratorních myší a ve studovaných plemenech skotu, takže svalová síla dítěte byla podobná, ne-li vyšší než u dospělého. Velmi zajímavým aspektem je, že matka dítěte, od níž zdědil jednu ze dvou mutovaných alel, byla profesionálním sprinterem a že někteří z jeho předků si pamatují na svou mimořádnou sílu.

Myostatin je protein, který proto interaguje s rozvojem svalů a inhibuje jej; je hlavně produkován buňkami kosterního svalstva a jeho působení je regulováno přítomností inhibitoru zvaného follistatin. Čím vyšší je hladina follistatinu, tím nižší jsou hladiny myostatinu, tím větší je svalový vývoj. Zdá se, že follistatin je schopen interakce se satelitními buňkami stimulací proliferace nových svalových buněk (hyperplazie). Obvykle je nárůst svalové hmoty způsoben pouze zvýšením velikosti buněk (hypertrofie), zatímco mírná hyperplazie se může vyskytnout pouze v určitých případech (svalová poranění).

V poslední době se při inhibici myostatinového přístupu při léčbě svalových dystrofických onemocnění ve zvířecích modelech objevil zvláštní zájem; byly provedeny intraperitoneální injekce inhibitoru myostatinu a specifické delece genu myostatinu, což vedlo ke zlepšení svalového dystrofického onemocnění. Současný výzkum se zaměřuje na studium a rozvoj těchto potenciálů, ale stále existuje mnoho hypotéz a málo jistot. Studie o roli myostatinu v lidském těle jsou málo, často nesouhlasné a stále čekají na potvrzení. Svalový růst je ve skutečnosti výsledkem jemné rovnováhy mezi anabolickými a katabolickými faktory a jedním hormonem, genem nebo určitou látkou, která nestačí k jeho významnému ovlivnění. Pro potvrzení tohoto stavu existují v literatuře studie, které ukazují, že nejsou žádné významné rozdíly v množství svalové hmoty mezi normálními jedinci a jinými osobami s nedostatkem myostatinu.

Růstový hormon (somatotropin - GH): GH nebo somatotropní hormon je protein (lineární peptid složený z 191 aminokyselin) produkovaný somatotropními buňkami přední hypofýzy. Má pulzativní sekreci, s častějšími a širšími vrcholy v prvních hodinách spánku.

Sportovní aktivita představuje silný stimul pro sekreci růstového hormonu. Během dlouhodobých cvičení je pozorován sekreční vrchol mezi 25. a 60. minutou, zatímco v případě anaerobního úsilí je tento vrchol zaznamenán mezi koncem 5. a 15. minuty zotavení.

Se stejnou fyzickou námahou je sekrece GH větší:

  • u žen než u mužů
  • u mladých lidí ve srovnání se staršími subjekty
  • v sedavém srovnání s trénovanými

Sekrece GH během cvičení je ovlivněna:

  • INTENSITY "

Významná odezva GH na cvičení je již pozorována u cvičení s nízkou intenzitou (50% VO2max) a stává se maximálně kolem anaerobního prahu (70% VO2max). Další zvýšení intenzity nezpůsobuje významné zvýšení sekrečního píku. Největší odezva GH na fyzickou námahu je pozorována při cvičeních s velkou poptávkou po anaerobní glykolýze as masivní produkcí laktátu (např. Stavba těla). Sekrece GH je nepřímo úměrná době zotavení a přímo úměrná trvání cvičení.

  • TRÉNINK

Odpověď GH na cvičení je nepřímo úměrná stupni tréninku. Při stejné intenzitě cvičení vyškolená osoba produkuje mnohem méně GH než subjekt s deconditioned, protože laktidemie (kvóta laktátu v oběhu) je nižší.

Účinky GH jsou částečně přímé, jako je diabetogenní a lipolytický účinek, a částečně zprostředkované podobnými inzulínovými faktory: Inzulinový růstový faktor (IGF-1, IGF-2).

  • TEPLOTA

Odezva v sekreci GH na změnu teploty prostředí je přímo úměrná poklesu teploty samotné.

Osa GH-IGF působí fyziologicky na metabolismus glukózy, což způsobuje hyperglykémii; na protidovém metabolismu, zvýšení buněčné absorpce aminokyselin a urychlení transkripce a translace mRNA, čímž se zvýší proteinový anabolismus a rozvoj svalových hmot; konečně také působí na metabolismus lipidů, což způsobuje lipolýzu se zvýšením těl volných mastných kyselin a ketonů.

Existuje mnoho vedlejších účinků spojených s podáváním vysokého množství GH: myopatie, periferní neuropatie, retence tekutin, edém, syndrom karpálního tunelu, artralgie, parestézie, gynekomastie, benigní intrakraniální hypertenze s papilémem a bolestí hlavy, akutní pankreatitida, intolerance glukózy plazmatické zvýšení cholesterolu a triglyceridů, arteriovenózní onemocnění, kardiomegálie a kardiomyopatie. Účinky muskuloskeletální a srdeční činnosti spojené s podáváním GH mohou být ireverzibilní, často i po odejmutí hormonu. Je také důležité si uvědomit, že da GH může vyvolat tvorbu novotvarů, zejména v tlustém střevě, kůži a krvi.

Strategie pro odhalování genetického dopingu

Po zařazení genetického dopingu Světovou antidopingovou agenturou (AMA) do seznamu zakázaných látek a metod následovalo obtížné vyvinout metody pro jeho detekci, protože transgen i exprimovaný protein by byly s největší pravděpodobností nerozeznatelné od jejich endogenních protějšků.

Ideální vzorek pro detekci genetického dopingu by měl být snadno dostupný u vzorků, které nepoužívají invazivní přístup; průzkum by navíc měl odrážet nejen situaci v době stažení, ale i situaci v předchozím období. Tělesné tekutiny (krev, moč a sliny) splňují první bod, proto by se měla vyvinutá metodika vztahovat alespoň na jeden z těchto vzorků. Metody detekce by měly být specifické, citlivé, poměrně rychlé, potenciálně nákladově efektivní a měly by umožnit rozsáhlou analýzu.

Právní důsledky spojené s použitím jakékoli metody, která umožňuje sledování dopingu u sportovců, jsou takové, že pokud je to možné, bude vždy upřednostňována přímá metoda, která jednoznačně identifikuje dopingovou látku, než nepřímou metodu, která měří změnu, ke které došlo v průběhu tréninku. buněk, tkání nebo celého těla v důsledku dopingu. Co se týče genetického dopingu, detekce transgenu, transgenního proteinu nebo samotného vektoru by byla přímým přístupem, ale možnost použití tohoto typu přístupu je minimální, jako v případě detekce zakázaných peptidových hormonů, jako je erytropoetin a somatotropin. Nepřímý přístup (biologický pas) místo toho poskytuje určitou spolehlivost výsledků testů založených na statistickém modelu, a proto je otevřenější právní kontrole. Dosud nebylo dosaženo dohody mezi významnými osobnostmi sportovní komunity, pokud jde o přijatelnou úroveň spolehlivosti.

bibliografie:

  • Mechanismus působení Vanadia: inzulín-mimetikum nebo činidlo zvyšující inzulin? [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct; 78 (10): 829-47]
  • Vanadium a diabetes: pankreatické a periferní inzulinomimetické vlastnosti - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
  • Vliv vanadia na regionální využití glukózy v mozku u potkanů ​​- Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 srpen; 54 (2): 407-9]
  • Inhibice glukoneogeneze vanadem a metforminem v tubulích ledvin-kortexu izolovaných z kontrolních a diabetických králíků - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 1. dubna; 63 (7): 1371-82].