Както е известно, червените кръвни клетки (ГР) транспортират кислород до тъканите и спортовете за издръжливост, като колоездене, ски бягане и т.н., търсенето на кислород е много високо
Последната стратегия се основава на ролята на еритропоетина (ЕРО) за стимулиране на костния мозък за производство на червени кръвни клетки (GR).
Като допинг се използват рекомбинантни човешки ЕРО (rHuEPO) и свързани вещества (напр. Дарбепоетин ) \ t
EPO има сравнително кратък живот в тялото, докато стимулиращият му ефект може да продължи до две седмици
История на еритропоетина
- 1905 Карно и Дефландр предположиха, че хуморален фактор, който те наричат хемопоетин, регулира производството на червени кръвни клетки
- 1936 Hjort доказа и потвърди съществуването на този фактор
- 1950 Reissmann показа, че генната експресия на фактора се регулира от кислородното налягане
- 1977 г. Мияке успя да пречисти човешкия еритропоетин
1985 Lin и Jacobs клонират еритропоетиновия ген и развиват трансфектирана клетъчна линия (СНО клетки), способни да произвеждат човешки рекомбинантен еритропоетин.
- 1989 клониране на ЕРО рецептора
- 2000 синтез на дарбепоетин
Еритропоеза и хипоксия
Еритропоезата (производство на нови червени кръвни клетки) се контролира от много чувствителна система за обратна връзка, при която датчик на нивото на бъбрека усеща измененията в снабдяването с кислород.
Механизмът се основава на присъствието на транскрипционен фактор (хипокси-индуцируем фактор, HIF-1) хетеродимерен (HIF-1α и HIF-1β), който увеличава експресията на еритропоетиновия ген.
HIF-1α е нестабилен в присъствието на кислород и бързо се разгражда от пролил-хидроксилаза с приноса на протеина von Hippel-Lindau
По време на хипоксия, пропил-хидроксилазата е неактивна, вследствие на което HIF-1а се акумулира чрез активиране на експресията на еритропоетин, който стимулира бързото разширяване на еритроидни прогенитори.
Човешки еритропоетин
Еритропоетинът е протеин, съставен от 193 аминокиселини (но първите 27 се разрушават по време на секрецията)
Той се произвежда главно от перитубулните интерстициални клетки на бъбреците, под контрола на ген, разположен на хромозома 7.
След отделяне, еритропоетинът, на ниво хематопоетична тъкан (костен мозък), се свързва с рецептор (ЕРО-R), разположен на повърхността на еритроидни прогенитори и се интернализира.
При наличието на анемия или хипоксемия, синтезът на ЕРО се увеличава бързо повече от 100 пъти и следователно увеличава преживяемостта, пролиферацията и съзряването на медуларните прогениторни клетки също чрез инхибиране на апоптозата (програмирана клетъчна смърт).
Нормалните нива на ЕРО в кръвта са около 2-25 mU / mL, но могат да се увеличат 100-1000 пъти като отговор на хипоксия
Механизмът на кислородния сензор води до прекъсване на производството на ЕРО, когато броят на червените кръвни клетки и / или подаването на кислород към тъканите се връщат към равновесие
Механизмът за обратна връзка осигурява адекватна продукция на GR за предотвратяване на анемия и тъканна хипоксия, но не прекалено висока, за да доведе до полицитемия с прекомерен вискозитет на кръвта и последващи сърдечносъдови рискове.
ЕПО свръхпроизводство, водещо до полицитемия (вторично, за да се разграничи от истинската или първична полицитемия: миелопролиферативно разстройство, при което клонингите, независимо от ЕРО, от прогениторни клетки с повишаване на GR и гранулоцити и тромбоцити) могат да възникнат от сърдечни или рехабилитационни патологии от надморската височина, от запушване на кръвния поток до мястото на производство на ЕРО, от ЕПО-продуциращи тумори.
В полицитемията нивата на ЕРО са като цяло високи, но също така могат да бъдат нормални за увеличаване на оборота
Известно е, че генетичните различия между спортистите могат да бъдат елемент в основата на различните способности за изпълнение
Пример за това е историята на финландския бегач Ееро Мантъранта, двоен медал на Олимпийските игри в Инсбрук през 1964 г.
Той е роден с генна мутация на ЕРО (експресирана на рецепторно ниво), която увеличава транспортния си капацитет на O2 с червени кръвни клетки с 25-50%.
Това парафизиологично състояние може да бъде възпроизведено чрез генна манипулация
Броят на ЕРО рецепторите варира в различните клетки на еритроцитния род. Максималната е в CFU-E, броят им намалява с напредването на диференциацията и узряването на еритроцитните клетки. Зрелите еритроцити са свободни от рецептори за ЕРО
Рецептори за ЕРО също са идентифицирани върху миоцити, ендотелни клетки, ЦНС, яйчници и тестиси.
Смята се, че ЕПО има физиологична роля в развитието на сърцето и мозъка
EPO защитава сърдечните и нервните тъкани от възпаление и исхемично увреждане: както чрез директно стимулиране на нервни и сърдечни клетки, така и чрез косвено чрез мобилизиране на ендотелни прогениторни клетки, като по този начин насърчава нео-васкуларизация
Екзогенни еритропоетини
Човешки рекомбинантен еритропоетин (епоетин, rHuEPO)
Той представя само незначителни разлики (в въглехидратните вериги) в сравнение с физиологичното ЕРО, което обаче се отразява върху химичното и физическото поведение на молекулата, например има разлики в електрическия заряд.
За ергогенни цели rHuEPO се използва с инжекции веднъж на всеки 2-3 дни, в продължение на 3-4 седмици, свързани с препарати от желязо. В действителност, при условия на стимулиране с еритропоетин, става необходимо да се синтезира хемоглобин при атлети при много по-висока честота, отколкото обикновено и това изисква адекватно снабдяване с желязо за поддържане на еритропоетичната ефективност. Период на полуразпад и 8, 5 часа
След като веднъж е постигната поддържащата фаза, тя може да се осъществи при по-ниски дози, което е по-трудно да се установи при допингови контроли
дарбепоетин
По-стабилен от ЕРО, с по-дълъг полуживот (25.2 часа) и по-голяма ефикасност; той е по-лесно разпознаваем за структурни характеристики, различни от ендогенния човешки продукт и за по-ниския клирънс
Терапевтични приложения на еритропоетин (епоетин, Eprex®, Globuren®, Neorecormon®, дарбепоетин: Aranesp®, Nespo®)
- Анемия при хронична бъбречна недостатъчност
- Зидовудин анемия (анти-HIV)
- "Огнеупорна" анемия
- Анти-туморна анемия след химиотерапия
- Патологични недостатъци на ЕРО
- миелом
- Миелодиспластични синдроми
Изследвания на еритропоетина при бързо и непрекъснато развитие:
Продукти, които имитират ЕРО активността
Малки пептиди или непептидни съединения, които могат да се свързват с ЕРО рецептори чрез тяхното активиране (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Напоследък, например, при in vitro експерименти, хемолимфата на копринената буба е доказано, че инхибира апоптозата на ЕРО-продуциращи клетки чрез увеличаване на производството на ЕРО с 5 пъти (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
Проблеми с теста за ЕПВ
Косвени мерки за ЕПВ
Измерване на плътността на червените кръвни клетки (хематокрит, изразен като процент), нива на хемоглобина, брой на ретикулоцитите
При циклиране измерванията на хематокрита над 50% водят до суспензия. Стойностите над 50% се подозират от МОК
Международната ски федерация е наложила граница на хемоглобина от 18, 5 g / dL при хора и 16, 5 g / dL при жени, ако е открита преди състезанието, спортистът не може да участва, за да запази здравето си
Трябва да се отбележи, че стойностите на хематокрита и хемоглобина могат да варират от спортист до спортист и в отговор на същото упражнение. Идеалното е да имаш хематологичен профил във времето на всеки спортист:
разследванията за идентифициране на употребата на ЕПВ се разпространиха в различни спортове и разбира се Олимпийските игри
Марко Пантани е дисквалифициран от Giro d'Italia за хематокритна стойност от 52%
През 2003 г. кенийският бегач за средно разстояние Бернар Лагат (второто най-добро време досега на 1500 м) беше положителен (изследване на rHuEPO в урината) за набиране на ЕПО преди Световното първенство по лека атлетика в Париж (което той не можеше да присъства) последващият анализ, обаче, го изчисти. Този случай показа необходимостта от търсене на по-надеждни тестове.
Наскоро е разработен нов изоелектричен метод (с добри резултати) за разграничаване на екзогенния ЕРО от проби от ендогенни урини, разработени във френската лаборатория на Шатенай-Малабри (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem). 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Възможно е да се идентифицира екзогенен ЕРО дори след 3 дни от приемането му
Нежелани реакции от екзогенен еритропоетин
Артериална хипертония (Честота 1-30%). Механизмът не е напълно изяснен, ЕРО има вазоконстриктивно действие и хроничното излагане предизвиква резистентност към вазодилатационното действие на азотния оксид. Накрая, ЕРО промотира растежа на гладките мускулни клетки на съдове с васкуларно ремоделиране и хипертрофия, които могат да допринесат за поддържането на хипертония [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Костна болка (не-тежка, преходна, висока честота = 40%)
Гърчове (за бързо повишаване на вискозитета на кръвта и загуба на хипоксична вазодилатация с последващо повишаване на съдовата резистентност)
главоболие
Тромбоемболични явления (ЕР, IMA, инсулт), всички свързани с хипервискозитет на кръвта
Анемия след третиране за понижено ендогенно производство на ЕРО
Чиста аплазия на червената серия (образуване на анти-ЕРО антитела?)
Миелопролиферативни нарушения (проучвания при животни, дългосрочно лечение?)
Увреждане от еритропоетина като допинг
Данните за нежеланите реакции на еритропоетина, изброени по-горе, произтичат почти изцяло от терапевтично лечение при пациенти с основни заболявания
Няма проучвания за увреждане на еритропоетина, използван като допинг върху здрави спортисти
Проучване върху спортисти, получили ЕПВ за 6 седмици, показва значително повишаване на систоличното кръвно налягане в отговор на субмаксимално упражнение
Броят на смъртните случаи между белгийските и холандските велосипедисти между 1987 и 1990 г. е свързан с употребата на ЕПВ ( Gambrell и Lombardo). Лекарства и допинг: кръвен допинг и рекомбинантен човешки еритропоетин В: Mellion, MB (ed.) : Тайните на спортната медицина Филаделфия: Ханли и Белфус, 1994, стр. 130-3)
Не е погрешно да се мисли, че нежеланите реакции, подчертани при пациенти, могат да се появят и при здрави спортисти, дори и с по-ниска честота.
