Как известно, красные кровяные тельца (эритроциты) транспортируют кислород к тканям, и в видах спорта на выносливость, таких как езда на велосипеде, беговые лыжи и т. Д., Потребность в кислороде очень высока.
Поэтому в течение некоторого времени изучались стратегии увеличения производства эритроцитов с целью улучшения спортивных результатов.
Самая последняя стратегия основана на роли эритропоэтина (ЭПО) в стимуляции выработки в костном мозге эритроцитов (эритроцитов).
Рекомбинантный человеческий EPO (rHuEPO) и родственные вещества (например, дарбэпоэтин) используются в качестве допинга.
ЭПО имеет относительно короткую продолжительность жизни в организме, в то время как его стимулирующий эффект может длиться до двух недель.
d "кислород1985 Лин и Джейкобс клонировали ген эритропоэтина и разработали трансфицированную клеточную линию (клетки СНО), способную продуцировать рекомбинантный эритропоэтин человека.
Эритропоэз и гипоксия
Эритропоэз (производство новых красных кровяных телец) контролируется высокочувствительной системой обратной связи, в которой датчик на уровне почек определяет изменения в подаче кислорода.
Механизм основан на присутствии гетеродимерного фактора транскрипции (фактора, индуцируемого гипоксией, HIF-1) (HIF-1α и HIF-1β), который увеличивает экспрессию гена эритропоэтина.
HIF-1α нестабилен в присутствии кислорода и быстро разрушается пролилгидроксилазой с участием белка фон Хиппеля-Линдау.
Во время гипоксии пропилгидроксилаза неактивна, следовательно, HIF-1α накапливает, активируя экспрессию эритропоэтина, который стимулирует быстрое распространение эритроидных предшественников.
(но первые 27 отщепляются во время секреции).
Он вырабатывается в основном перитубулярными интерстициальными клетками почек под контролем гена, расположенного на хромосоме 7.
После секреции эритропоэтин в кроветворной ткани (костном мозге) связывается с рецептором (EPO-R), расположенным на поверхности эритроидных предшественников, и интернализуется.
При анемии или гипоксемии синтез ЭПО быстро увеличивается более чем в 100 раз и, следовательно, увеличивает выживаемость, пролиферацию и созревание клеток-предшественников костного мозга также за счет ингибирования апоптоза (запрограммированной гибели клеток).
Нормальный уровень ЭПО в крови составляет около 2-25 мЕд / мл, но может увеличиваться в 100-1000 раз в ответ на гипоксию.
Механизм датчика кислорода приводит к прерыванию выработки ЭПО, когда количество эритроцитов и / или снабжение тканей кислородом возвращается к равновесию.
Механизм обратной связи обеспечивает адекватное производство эритроцитов для предотвращения анемии и гипоксии тканей, но не слишком высокое, чтобы привести к полицитемии с чрезмерной вязкостью крови и, как следствие, сердечно-сосудистыми рисками.
Избыточное производство ЭПО, ведущее к полицитемии (вторичное, чтобы отличить истинную полицитемию или первичное: миелопролиферативное заболевание, при котором ЭПО-независимые клоны клеток-предшественников размножаются с увеличением как эритроцитов, так и гранулоцитов и тромбоцитов), может быть результатом сердечных или респираторных заболеваний с высоты. , от препятствий кровотоку к месту продукции EPO, от опухолей, продуцирующих EPO.
При вторичной полицитемии уровни ЭПО обычно высоки, но они также могут быть нормальными из-за увеличения его оборота.
Известно, что генетические различия, существующие между спортсменами, могут быть элементом, лежащим в основе разной работоспособности.
Среди возможных генетических различий некоторые могут касаться эритропоэза в целом и, в частности, эритропоэтина.
Одним из примеров является история финского лыжника Ээро Мянтюранта, двукратного золотого призера Олимпийских игр 1964 года в Инсбруке.
Он родился с мутацией гена Epo (выраженной на уровне рецепторов), которая увеличила его способность переносить кислород с эритроцитами на 25-50%.
Это парафизиологическое состояние можно воспроизвести с помощью генных манипуляций.
Количество рецепторов ЭПО варьируется в разных клетках эритроцитарной линии.Максимум наблюдается в КОЕ-Э, число уменьшается по мере дифференцировки и созревания эритроцитарных клеток.
Рецепторы ЭПО также были идентифицированы в миоцитах, эндотелиальных клетках, ЦНС, яичниках и семенниках.
Следовательно, считается, что ЭПО играет физиологическую роль в развитии сердца и мозга.
ЭПО защищает сердечную и нервную ткани от воспаления и ишемического повреждения: как посредством прямой стимуляции нервных и сердечных клеток, так и косвенно, путем мобилизации эндотелиальных клеток-предшественников, способствуя, таким образом, неоваскуляризации.
) по отношению к физиологическому ЭПО, которые, однако, отражаются на химическом и физическом поведении молекулы, например, существуют различия в электрическом заряде.Для эргогенных целей rHuEPO используется в виде инъекций каждые 2-3 дня в течение 3-4 недель, связанных с препаратами железа.Фактически, в условиях стимуляции эритропоэтином становится необходимым, чтобы гемоглобин синтезировался у спортсменов с гораздо более высокой скоростью, чем обычно, и это требует достаточного количества железа для поддержания эритропоэтической эффективности. Период полураспада i.v. 8,5 часов.
По достижении поддерживающей фазы прием может происходить в более низких дозах, которые труднее определить при допинг-контроле.
Дарбэпоэтин
Более стабилен, чем ЭПО, с более длительным периодом полураспада (в / в 25,3 часа) и большей эффективностью; его легче идентифицировать из-за его структурных характеристик, отличных от эндогенного человеческого продукта, и из-за его более низкого клиренса
Терапевтическое применение эритропоэтина (эпоэтин; Эпрекс®, Глобурен®, Неорекормон®; дарбэпоэтин: Аранесп®, Неспо®)
- Анемия при хронической почечной недостаточности
- Зидовудиновая анемия (анти-ВИЧ)
- «Рефрактерная» анемия
- Анемия после противоопухолевой химиотерапии
- Патологические недостатки ЭПО
- Миелома
- Миелодиспластические синдромы.
Быстро и постоянно развивающиеся исследования эритропоэтина:
Продукты, имитирующие активность ЭПО
Небольшие пептиды или непептидные соединения, которые могут связываться, активируя их, с рецепторами ЕРО (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Недавно, например, в экспериментах in vitro было показано, что гемолимфа тутового шелкопряда ингибирует апоптоз клеток, продуцирующих ЭПО, за счет увеличения продукции ЭПО в 5 раз (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
(гематокрит в процентах), уровень гемоглобина, количество ретикулоцитовПри езде на велосипеде измерения гематокрита выше 50% приводят к суспензии. IOC подозревает, что значения выше 50%.
Международная федерация лыжного спорта установила лимит гемоглобина 18,5 г / дл для мужчин и 16,5 г / дл для женщин, если до соревнований спортсмен не может участвовать, чтобы сохранить свое здоровье.
Следует подчеркнуть, что значения гематокрита и гемоглобина могут варьироваться от спортсмена к спортсмену и в ответ на одно и то же упражнение. В идеале необходимо иметь гематологический профиль каждого спортсмена с течением времени:
Исследования по выявлению использования EPO распространились на различные виды спорта и, очевидно, на Олимпийские игры.
Марко Пантани был дисквалифицирован из Тура Италии из-за гематокрита 52%.
В 2003 году кенийский бегун на средние дистанции Бернар Лагат (второй лучший результат за всю историю на 1500 м) дал положительный результат (исследование rHuEPO в моче) на потребление EPO перед чемпионатом мира по легкой атлетике в Париже (в котором он не мог участвовать). анализы, однако, его прояснили. Этот случай продемонстрировал необходимость поиска более надежных тестов.
Недавно был разработан новый прямой изоэлектрический метод (с хорошими результатами) для отличия экзогенного от эндогенного ЭПО в образцах мочи, разработанный во французской лаборатории Шатене-Малабри (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Выявить экзогенный ЭПО удалось даже через 3 дня после приема.
(Заболеваемость 1-30%). Механизм до конца не изучен: «ЭПО обладает» сосудосуживающим действием, а хроническое воздействие вызывает сопротивление сосудорасширяющему действию оксида азота. Наконец, ЭПО способствует росту гладкомышечных клеток сосудов с ремоделированием и гипертрофией сосудов, что может способствовать поддержание гипертонии [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8]).
Боль в костях (нетяжелая, преходящая, высокая частота = 40%).
Судороги (из-за быстрого увеличения вязкости крови и гипоксической вазодилатации с последующим увеличением сосудистого сопротивления).
Головная боль.
Тромбоэмболические явления (ПЭ, ИМ, инсульт), связанные с повышенной вязкостью крови.
Анемия после лечения из-за снижения выработки эндогенного ЭПО.
Чистая аплазия эритроцитов (образование антител против ЭПО?).
Миелопролиферативные заболевания (исследования на животных, длительное лечение?).
Повреждение от эритропоэтина в виде допинга
Перечисленные выше данные о побочных реакциях эритропоэтина получены почти исключительно в результате терапевтического лечения пациентов с основными заболеваниями.
Нет исследований о вреде эритропоэтина, используемого в качестве допинга, на здоровых спортсменах.
Исследование спортсменов, которым давали ЭПО в течение 6 недель, показало значительное повышение систолического артериального давления в ответ на субмаксимальные упражнения.
Число смертей среди бельгийских и голландских велосипедистов в период с 1987 по 1990 год было связано с использованием ЭПО (Гамбрелл и Ломбардо. Наркотики и допинг: допинг крови и рекомбинантный эритропоэтин человека. В: Mellion, M.B. (ред.): Секреты спортивной медицины. Филадельфия: Hanley & Belfus, 1994, стр. 130-3)
Не будет ошибкой думать, что побочные реакции, наблюдаемые у пациентов, могут возникать и у здоровых спортсменов, хотя и в меньшей степени.
