Doping genetik dan gen calon
Apa-apa proses fisiologi yang berkaitan dengan pengeluaran dan pergerakan tenaga boleh dipertimbangkan sebagai sasaran potensi doping genetik, yang bertujuan untuk mencapai prestasi sukan yang lebih tinggi.
Tambahan pula, prospek doping genetik, berbanding dengan lain-lain bentuk doping farmakologi, bahkan lebih menarik disebabkan oleh hakikat bahawa dengan kawalan anti-doping semasa digunakan, adalah mustahil untuk membuktikan bahawa terdapat doping genetik.
Calon gen yang mungkin untuk doping genetik telah dibahagikan kepada kumpulan berdasarkan kesannya berhubung dengan proses yang berkaitan dengan prestasi fizikal; Walau bagaimanapun, ada yang berkaitan dengan lebih daripada satu kumpulan yang mempertimbangkan fungsi biologi kompleks di mana mereka terlibat.
Gen berkaitan dengan ketahanan (ketahanan)
Erythropoietin : Prestasi dalam sukan ketahanan dapat dilaksanakan dengan meningkatkan pengangkutan oksigen ke tisu, misalnya dengan meningkatkan jumlah sel darah merah (yang mengandung hemoglobin, protein yang mengikat dan mengangkut oksigen) ke dalam peredaran. Bilangan sel darah merah yang dihasilkan oleh badan (erythropoiesis) dikawal dengan halus oleh erythropoietin (EPO), glikoprotein yang disintesis oleh buah pinggang dan sedikit oleh hati.
Erythropoietin, yang pengeluarannya dikawal oleh kepekatan oksigen dalam darah, berinteraksi dengan reseptor tertentu (EPOR) yang ada di sel-sel prekursor sel darah merah di sumsum tulang. Tahap pengedaran EPO yang tinggi merangsang pengeluaran sel darah merah dan mengakibatkan peningkatan hematokrit (peratusan unsur korpuskular dalam darah: sel darah merah, sel darah putih dan platelet) dan jumlah hemoglobin. Kesan terakhir ialah peningkatan pengangkutan oksigen ke tisu.
Pada tahun 1964, jurulatih Finland Utara, Eero Mäntyranta membuat usaha para lawan tidak berguna dengan memenangi dua pingat emas Olimpik di Sukan Olimpik di Innsbruck, Austria. Selepas beberapa tahun, menunjukkan bahawa Mäntyranta adalah pembawa mutasi jarang dalam gen EPOR yang menjadikannya aktif walaupun di hadapan paras EPO yang rendah, dengan itu meningkatkan pengeluaran sel darah merah dengan peningkatan kapasiti pengangkutan oksigen 25-50%.
Potensi terapeutik EPO dan semua faktor yang merangsang pengeluaran EPO adalah berkaitan dengan rawatan anemia yang teruk; kemungkinan menggunakan teknik terapi gen dan bukannya mentadbir peptida rekombinan, dengan demikian mendorong sintesis spontan EPO di dalam badan, akan memberi kesan positif dari pandangan klinikal dan ekonomi. Percubaan klinikal pertama yang menggunakan terapi gen EPO pada pesakit dengan anemia kegagalan buah pinggang kronik, dengan pendekatan ex vivo yang bagaimanapun memberikan hasil yang terhad.
Halangan lain untuk diatasi diwakili oleh banyak kesan sampingan yang dikaitkan dengan penggunaan EPO, yang sama yang membentuk risiko terbesar pentadbiran EPO dalam atlet. Peningkatan sel darah merah menurunkan ketidakstabilan darah, meningkatkan bahagian pepejal atau korpuskular (hematokrit). Peningkatan kelikatan ini menyebabkan peningkatan tekanan darah (hipertensi) dan memudahkan pembentukan trombi yang, sekali terbentuk, boleh menyebabkan pembuluh darah (trombosis). Risiko ini meningkat dengan ketara sekiranya berlaku dehidrasi, seperti biasa dalam perlakuan ketahanan. Kesan sampingan yang paling serius dalam bahan ini termasuk aritmia jantung, kematian mendadak dan kerosakan otak (strok).
PPARD (delta penerima reseptor diaktifkan peroxisome proliferator ): kajian model haiwan menunjukkan kewujudan satu lagi gen keluarga yang dapat meningkatkan prestasi olahraga dengan ketara, PPARD (delta reseptor diaktifkan peroksisom proliferator) dan penggerak alpha dan beta (PPARGC1A dan PPARGC1B). Ekspresi PPARD khususnya dapat mempromosikan laluan gentian otot dari jenis IIb hingga kontraksi cepat (juga disebut putih, "berkedut cepat") kepada jenis IIa (perantaraan) dan jenis I lensa (juga dipanggil merah, "berkeringat perlahan"), yang mana berlaku secara fisiologi mengikut senaman fizikal yang berterusan. Gentian IIb biasanya direkrut semasa latihan pendek yang memerlukan usaha neuromuskular yang besar. Mereka hanya diaktifkan apabila pengambilan gentian berkurang lambat adalah maksimum. Serat gentian otot yang perlahan (merah, jenis I atau ST, dari bahasa Inggeris "berkedut perlahan"), sebaliknya direkrut dalam tindakan otot yang berkeinginan rendah tetapi tahan lama. Tipis daripada putih, serat merah mengekalkan lebih banyak glikogen dan menumpukan enzim yang berkaitan dengan metabolisme aerobik. Mitokondria lebih banyak dan lebih besar, sama seperti bilangan kapilari yang menyuntik serat tunggal. Saiz yang dikurangkan ini memudahkan penyebaran oksigen dari darah ke mitokondria, kerana jarak yang lebih kecil di antara mereka. Ia adalah kandungan yang banyak dari myoglobin dan mitokondria yang memberikan serat ini warna merah mereka, dari mana nama mereka berasal.
Kajian mengenai model tetikus transgenik ("tetikus maraton") yang menyatakan bahawa PPARD telah menunjukkan peningkatan besar dalam penentangan terhadap usaha fizikal, tanpa terdapat peningkatan dalam jisim otot dan keupayaan untuk menangani latihan aerobik.
Sebatian sintetik (GW501516) juga dikenal pasti yang dapat mengikat reseptor PPARD dan mengaktifkannya; Oleh itu, ia boleh mewakili ejen doping yang mungkin juga pada manusia.
Gen yang berkaitan dengan angiogenesis : Bidang potensi doping genetik juga merupakan gen yang dipunyai oleh keluarga faktor pertumbuhan endothelial vaskular (VEGF), faktor pertumbuhan tisu (TGF) dan faktor pertumbuhan hepatosit (HGF); ungkapan gen ini sebenarnya berkaitan dengan kenaikan angiogenesis (pembentukan saluran darah baru).
Pembentukan kapal-kapal baru bermakna terdapat bekalan darah yang lebih besar, dan oleh itu oksigen, ke jantung, otot, hati dan otak, dengan peningkatan daya tahan rintangan terhadap usaha fizikal.
Stimulasi angiogenesis juga berguna dalam keadaan iskemia berpanjangan, seperti pada pesakit dengan iskemia miokardium; Ujian klinikal yang dilakukan pada pesakit-pesakit yang menggunakan suntikan intra-otot atau intra-koronari vivo VEGF dan FGF mempunyai hasil yang sangat positif. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa kesan sampingan dan risiko yang berkaitan dengan terapi gen merangsang angiogenesis, contohnya peningkatan risiko mendorong perkembangan penyakit neoplastik dan memburuknya retinopati dan aterosklerosis.
