Seperti yang diketahui, sel-sel darah merah (GR) membawa oksigen ke tisu dan sukan ketahanan, seperti berbasikal, bermain ski merentas desa, dan lain-lain. Permintaan oksigen sangat tinggi
Strategi terbaru adalah berdasarkan peranan eritropoietin (EPO) dalam merangsang sumsum tulang untuk menghasilkan sel darah merah (GR)
Sebagai doping, EPO manusia rekombinan (rHuEPO) dan bahan yang berkaitan (contohnya darbepoietin ) digunakan
EPO mempunyai kehidupan yang agak singkat di dalam badan manakala kesan merangsangnya boleh berlangsung sehingga dua minggu
Sejarah erythropoietin
- 1905 Carnot dan Deflandre membuat hipotesis bahawa faktor humoral, yang mereka sebut hemopoietin, mengawal pengeluaran sel-sel darah merah
- 1936 Hjort menunjukkan dan mengesahkan kewujudan faktor ini
- 1950 Reissmann menunjukkan bahawa faktor gen faktor dikawal oleh tekanan oksigen
- 1977 Miyake berjaya memurnikan erythropoietin manusia
1985 Lin dan Jacobs mengklonkan gen erythropoietin dan mengembangkan sel sel transfected (sel CHO) yang mampu menghasilkan erythropoietin manusia rekombinan
- 1989 klon reseptor EPO
- 2000 sintesis darbepoetin
Erythropoiesis dan hipoksia
Erythropoiesis (pengeluaran sel darah merah baru) dikawal oleh sistem maklum balas yang sangat sensitif, di mana sensor pada tahap buah pinggang melihat perubahan dalam bekalan oksigen.
Mekanisme ini didasarkan pada kehadiran faktor transkripsi heterodimer (faktor Hypoxia-inducible, HIF-1) (HIF-1α dan HIF-1β) yang meningkatkan ekspresi gen erythropoietin.
HIF-1α tidak stabil dengan kehadiran oksigen dan dengan cepat dihancurkan oleh prolyl-hydroxylase dengan sumbangan protein von Hippel-Lindau
Semasa hypoxia propyl hydroxylase tidak aktif sebagai hasil HIF-1α berkumpul dengan mengaktifkan ungkapan erythropoietin yang merangsang perkembangan pesat leluhur erythroid.
Erythropoietin manusia
Erythropoietin adalah protein yang terdiri daripada 193 asid amino (tetapi 27 pertama dipecahkan semasa rembesan)
Ia dihasilkan terutamanya oleh sel interstitial peritubular buah pinggang, di bawah kawalan gen yang terletak pada kromosom 7.
Selepas rembesan, erythropoietin, pada tahap tisu hematopoietik (sumsum tulang), mengikat kepada reseptor (EPO-R) yang terletak di permukaan leluhur erythroid dan diawali
Dengan kehadiran anemia atau hipoksemia, sintesis EPO dengan cepat meningkat lebih dari 100 kali dan seterusnya meningkatkan kelangsungan hidup, proliferasi dan kematangan sel-sel progenitor medullary juga melalui perencatan apoptosis (kematian sel yang diprogram)
Tahap EPO darah normal adalah sekitar 2-25 mU / ml, tetapi boleh meningkat 100-1000 kali sebagai tindak balas kepada hipoksia
Mekanisme sensor oksigen mengarahkan untuk mengganggu pengeluaran EPO apabila jumlah sel darah merah dan / atau pembekalan oksigen ke tisu kembali ke keseimbangan
Mekanisme umpan balik memastikan pengeluaran RBC yang mencukupi untuk mencegah anemia dan hipoksia tisu, tetapi tidak terlalu tinggi untuk menyebabkan polikythemia dengan kelikatan darah yang berlebihan dan risiko kardiovaskular yang timbul.
Pengeluaran EPO yang membawa kepada polikythemia (sekunder untuk dibezakan daripada polycythemia benar atau utama: gangguan myeloproliferatif di mana klon berkembang biak, bebas daripada EPO, sel progenitor dengan GR dan granulosit dan pertumbuhan platelet) boleh didapati daripada penyakit jantung atau penyakit pernafasan, dari ketinggian, dari penghalang aliran darah di tapak pengeluaran EPO, dari tumor penghasil EPO.
Dalam polycythemia menengah, tahap EPO biasanya tinggi, tetapi mungkin juga normal disebabkan peningkatan perolehan
Adalah diketahui bahawa perbezaan genetik yang ada di antara atlet dapat menjadi elemen di dasar kemampuan kinerja yang berbeza
Contohnya adalah kisah jurulatih negara Finland Finland Eero Mäntyranta, pingat emas dua kali pada Sukan Olimpik 1964 di Innsbruck
Beliau dilahirkan dengan mutasi gen Epo (dinyatakan pada tahap reseptor) yang meningkatkan keupayaan pengangkutan O2nya dengan sel darah merah sebanyak 25-50%.
Keadaan paraphysiological ini boleh diterbitkan semula melalui manipulasi gen
Bilangan reseptor untuk EPO berbeza-beza dalam sel-sel yang berlainan di sel sel merah. Maksimum berlaku dalam CFU-E, jumlahnya berkurang dengan perkembangan pembedahan dan pematangan sel-sel erythrocyte. Erythrocyte matang tidak mempunyai reseptor EPO
Reseptor EPO juga telah dikenalpasti pada mitosis, sel endothelial, SSP, ovari dan testis
Oleh itu, EPO dianggap mempunyai peranan fisiologi dalam perkembangan jantung dan otak
EPO melindungi tisu jantung dan saraf daripada keradangan dan kerosakan iskemia: kedua-duanya melalui rangsangan langsung saraf dan sel-sel jantung dan secara tidak langsung dengan menggerakkan sel-sel progenitor endothelial, sekali gus mempromosikan neo-vascularization
Erythropoietins eksogen
Erythropoietin recombinant manusia (epoietin, rHuEPO)
Ia membentangkan hanya sedikit perbezaan (di peringkat rantai karbohidrat) berbanding dengan EPO fisiologi, yang bagaimanapun mencerminkan kelakuan kimia dan fizikal molekul, contohnya terdapat perbezaan dalam cas elektrik
Untuk tujuan ergogenic, rHuEPO digunakan dengan suntikan setiap 2-3 hari, selama 3-4 minggu, digabungkan dengan persiapan besi. Malah, dalam keadaan rangsangan oleh erythropoietin, diperlukan untuk mensintesis hemoglobin pada atlet pada kadar lebih tinggi daripada biasa dan ini memerlukan bekalan besi yang mencukupi untuk mengekalkan kecekapan erythropoietic. Separuh hayat 8.5 jam
Apabila fasa penyelenggaraan dicapai, pengambilan boleh berlaku pada dos yang lebih rendah, yang lebih sukar untuk mengenal pasti dalam kawalan doping
darbepoetin
Lebih stabil daripada EPO, dengan separuh hayat lebih lama (25.3 jam) dan keberkesanan yang lebih besar; ia lebih mudah dikenalpasti kerana ciri-ciri struktur yang berbeza daripada produk manusia dalaman dan pelepasan yang lebih rendah
Penggunaan terapeutik erythropoietin (epoetin; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetin: Aranesp®, Nespo®)
- Anemia semasa kegagalan buah pinggang kronik
- Anemia Zidovudine (anti-HIV)
- "Anemia refraktori"
- Anemia post-kanser selepas kanser
- Kekurangan patologi EPO
- myeloma
- Sindrom Myelodysplastic
Penyelidikan mengenai erythropoietin dalam perkembangan pesat dan berterusan:
Produk yang meniru aktiviti EPO
Peptida kecil atau sebatian bukan peptida yang boleh mengikat, mengaktifkannya, kepada reseptor EPO (Sains 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Contohnya, dalam eksperimen in vitro, telah ditunjukkan bahawa hemolymph cacing menghalang apoptosis sel penghasil EPO dengan meningkatkan pengeluaran EPO 5 kali ganda (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
Masalah ujian EPO
Langkah-langkah tidak langsung untuk EPO
Pengukuran kepadatan sel darah merah (hematokrit dinyatakan sebagai peratusan), kadar hemoglobin, kiraan reticulocyte
Dalam pengukuran hematokrit berbasikal lebih besar daripada 50% menyebabkan penggantungan. Nilai melebihi 50% disyaki oleh IOC
Persekutuan Ski Antarabangsa telah mengenakan had hemoglobin sebanyak 18.5 g / dL pada lelaki dan 16.5 g / dL pada wanita, jika didapati sebelum perlumbaan, atlet tidak boleh mengambil bahagian untuk memelihara kesihatannya
Perlu diingat bahawa nilai hematokrit dan hemoglobin mungkin berbeza dari atlet kepada atlet dan sebagai tindak balas kepada latihan yang sama. Yang ideal ialah mempunyai profil hematologi sepanjang masa setiap atlet:
kaji selidik untuk mengenal pasti penggunaan EPO telah diperluaskan kepada pelbagai sukan dan jelas kepada Sukan Olimpik
Marco Pantani dibatalkan daripada Giro d'Italia untuk nilai hematokrit sebanyak 52%
Pada tahun 2003, pelari jarak jauh Kenya, Bernard Lagat (masa kedua terbaik dalam 1500 m) adalah positif (mencari rHuEPO di dalam air kencing) untuk mengambil EPO sebelum Kejohanan Athletics Dunia di Paris (yang dia tidak boleh menyertai) Walau bagaimanapun, analisis kaunter seterusnya dihapuskannya. Kes ini telah menunjukkan keperluan untuk mencari ujian yang lebih dipercayai.
Baru-baru ini, kaedah isoelektrik langsung yang baru telah dibangunkan (dengan hasil yang baik) untuk membezakan EPO eksogen dari endogen dalam sampel air kencing, yang dibangunkan di makmal Perancis Chatenay-Malabry (Nature 2000; 405: 635; Biochem dubur 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Ia adalah mungkin untuk mengesan eksogen EPO walaupun selepas 3 hari pengambilan
Reaksi buruk daripada erythropoietin eksogen
Hipertensi arteri (kejadian 1-30%). Mekanisme ini tidak sepenuhnya jelas, EPO mempunyai tindakan vasoconstrictor dan pendedahan kronik juga menyebabkan ketahanan terhadap tindakan vasodilasi oksida nitrat. Akhirnya, EPO menggalakkan pertumbuhan sel-sel otot yang licin dalam kapal dengan pembentukan semula vaskular dan hipertrofi yang boleh menyumbang kepada penyelenggaraan tekanan darah tinggi [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Kesakitan tulang (tidak teruk, sementara, insiden tinggi = 40%)
Kejang-kejang (untuk peningkatan pesat dalam kelikatan darah dan kehilangan vasodilasi hipoksik dengan peningkatan akibat rintangan vaskular)
sakit kepala
Fenomena thromboembolic (EP, IMA, stroke), semua berkaitan dengan hipertrosis darah
Anemia selepas rawatan untuk pengeluaran EPO endogen yang berkurangan
Aplasia tulen siri merah (pembentukan antibodi anti-EPO?)
Gangguan myeloproliferatif (kajian haiwan, rawatan jangka panjang?)
Kerosakan Erythropoietin sebagai doping
Data mengenai tindak balas buruk erythropoietin yang disenaraikan di atas mendapat hampir semata-mata daripada rawatan terapeutik pada pesakit dengan penyakit asas
Tiada kajian mengenai kerosakan erythropoietin yang digunakan sebagai doping pada atlet yang sihat
Kajian atlet yang diberi EPO selama 6 minggu menunjukkan peningkatan ketara dalam tekanan sistolik sebagai tindak balas terhadap latihan sub-maksimal
Jumlah kematian antara penunggang basikal Belgium dan Belanda antara tahun 1987 dan 1990 adalah berkaitan dengan penggunaan EPO ( Gambrell dan Lombardo.) Dadah dan doping: doping darah dan erythropoietin manusia rekombinan Dalam: Mellion, MB (ed.) : Rahsia perubatan sukan Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, ms 130-3)
Tidak salah untuk berfikir bahawa tindak balas buruk yang ditonjolkan pada pesakit mungkin juga berlaku pada atlet yang sihat walaupun dengan kejadian yang lebih rendah.
