Рекомбинантный эритропоэтин в профессиональном спорте

Эритропоэтин (ЭПО) - это эндогенный гормон гликопротеиновой природы, синтезируемый в специфических эпителиальных клетках почек, при снижении концентрации кислорода в крови. Этот гормон является основным регулятором эритропоэза у человека и других животных. Почки играют главную роль в его синтезе, поскольку они секретируют около 90% всего эритропоэтина организма (в печени синтезируется только около 10% ЭПО).

Период полураспада эритропоэтина после попадания в кровоток оценивается в 6-8 часов. Синтезируемые молекулы эритропоэтина переносятся кровью в костный мозг. Замечено увеличение скорости новых циркулирующих эритроцитов, продуцируемых костным мозгом, в течение 1-2 дней после повышения уровня ЭПО в плазме.

Синтетическая форма эритропоэтина - рекомбинантный ЭПО человека (рЭПО) успешно применяется в медицинской практике, улучшая качество жизни пациентов, которые постоянно нуждаются в переливании крови или при анемии из-за хронической почечной недостаточности. В спорте, в то же время, рЭПО используется в качестве искусственного способа увеличения концентрации эритроцитов в крови. Аэробные упражнения связаны с выполнением интенсивных упражнений в течение длительного периода времени. Способность выполнять такие тренировки тесно связана с количеством кислорода, который может транспортироваться в мышцы. Применение рЭПО повышает количество доставляемого кислорода к тканям, что приводит к эффективности спортивных результатов.

Коммерческие формы рекомбинантного эритропоэтина.

Сравнения, проведенные среди разных партий эпоэтина альфа и эпоэтина бета, показали разную биологическую активность между ними из-за разных значений, найденных для отношения относительной активности in vivo/ in vitro для каждой из этих форм, причем значения для бета выше, чем для альфа. Интересно отметить сообщение добровольцев об ощущении боли при использовании альфа-формы (56%) по сравнению с бета-формой (5,6%) после подкожного введения. 

Любопытный факт. Начальная веха для генетического производства искусственного ЭПО был высокоочищенный препарат белка, который получали путем выделения и очистки гормона от 2,5 тонн мочи пациентов с апластической анемией.

ОПАСНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ рЭПО В СПОРТЕ

Огромная опасность использования рекомбинантного эритропоэтина в спорте - это смертельные последствия от слишком большого количества эритроцитов в крови. Если они превышают определенный уровень, кровь начинает закупоривать и сгущаться в артериях. Что в итоге приводит к смерти того органа. Есть вероятность, что вы можете потерять конечность, перенести инсульт или перенести сердечный приступ. В дополнение обезвоживание, которое очень распространенно после напряженных физических упражнений на спортивных соревнованиях, также увеличивает риск возникновения тромбоза.

Самым ярким и широко освещаемым случаем допинга был в 1998 году, когда обнаружили ампулы с рЭПО в квартирах элитных велосипедистов. После проблем со здоровьем от незаконного использования рЭПО, некоторые спортсмены признались, что использовали данный гормональный препарат. Так обстоит дело с велосипедистом, у которого за два месяца до соревнований появились сильная головная боль, тошнота, рвота и светобоязнь. Ему поставили диагноз идиопатическая внутричерепная гипертензия, не реагирующая на стандартное лечение. Медицинское обследование и лабораторные тесты предположили использование рЭПО. Предположение подтвердилось после признания спортсменом факта применения рекомбинантного эритропоэтина.

Использование эритропоэтина в спорте было запрещено Международным олимпийским комитетом в 1987 г.

ТОП-7 лабораторных маркеров применения рЭПО.

В течение многих лет исследовали, как решить проблему невозможности обнаружения рЭПО, поскольку это структурно сложное химическое вещество с высокой молекулярной массой, присутствующее в биологических жидкостях, имеет огромную схожесть со своей эндогенной формой. Ниже описываются ТОП-7 косвенных лабораторных маркеров применения рЭПО.

• В 1997 году Международный союз велосипедистов проводил выборочные анализы крови перед каждым соревнованием. Тест включал измерение уровня гематокрита и установил, что спортсмены мужского пола с показателем гематокрита более 50% и спортсменки с гематокритом выше 47% не могут участвовать в соревнованиях на том основании, что это будет для них «опасным для здоровья». Действительно, гематокрит - это физиологическая переменная, тесно связанная с повышением работоспособности при физической нагрузке. Исследование, проведенное с подкожным введением рЭПО, выявило увеличение гематокрита.

• Затем Международный союз велосипедистов принял в качестве дополнительного критерия, позволяющего спортсменам участвовать в соревнованиях - уровень гемоглобина в сыворотке крови не более 170 г/л. Международная федерация лыжного спорта также ввела процедуры запрета для спортсменов и установила ограничение для гемоглобина не более 185 г/л. Портативные гематологические анализаторы и центрифуги были постоянным инструментом на спортивной арене, чтобы гарантировать, что установленные пределы не были превышены.

• Ретикулоцитоз (RET) и макроцитоз (MacroR) в периферической крови отражает усиление активности костного мозга как после секреции эндогенного эритропоэтина и, так и после введения рЭПО. Таким образом, ретикулоциты и макроциты имеют более высокий потенциал в качестве параметров, указывающих на злоупотребление препаратами, поскольку их реакция с точки зрения концентрации в сыворотке довольно пропорциональна количеству рЭПО в сыворотке. Другими параметрами, которые рассматривались как потенциальные маркеры использования рЭПО, были:

• Повышение концентрации растворимого рецептора трансферрина (STR).

• Увеличение отношения - концентрация растворимого рецептора трансферрина / ферритин сыворотки. Это соотношение, однако, не может использоваться в качестве полноценного маркера, так как дополнительная добавка железа имеет тенденцию уравновешивать это соотношение путем повышения уровня ферритина. Смертельные случаи, связанные с допингом, произошли в начале 90-х годов, когда профессиональные голландские велосипедисты, соревнующиеся в Европе, умерли в состоянии покоя, некоторые из них во время сна, из-за необъяснимой остановки сердца. Доказательства использования рЭПО были обнаружены после анализа крови итальянских профессиональных велосипедистов, который показал перегрузку сывороточным железом, сравнимую с таковой у пациентов с наследственным гемохроматозом. Уровни ферритина у этих велосипедистов были аномально высокими, что было явным признаком внутривенного введения железа вместе с рЭПО.

• Когда добавки железа маскируют соотношение STR/ферритин, увеличение концентрации гипохромных эритроцитов (HYPO-He) является лучшим маркером введения рекомбинантного эритропоэтина.

• После введения высоких доз рЭПО концентрация STR увеличивается не более чем в 5 раз по сравнению с базальным уровнем. Однако было видно, что мРНК, которая представляет этот рецептор, увеличивается примерно в 40 раз. Эта информация говорит о том, что в ближайшем будущем будет возможно развернуть наблюдения в направлении оценки генетических маркеров эритроида для выявления злоупотребления рЭПО в спорте.

А что будет в будущем?

Вполне вероятно, однако, что в будущем на Олимпийских играх обладателем медали будет генетически модифицированный спортсмен. Методы генетической терапии используются в медицине для экспериментального лечения заболеваний, и недобросовестные спортсмены могут это использовать. На экспериментальной основе трансфекция гена, кодирующего эритропоэтин, использовалась при лечении анемий и заболеваний почек.

Источник:

Bento R. M. A., Damasceno L. M. P., Aquino Neto F. R. Recombinant human erythropoietin in sports: a review //Revista Brasileira de Medicina do Esporte. – 2003. – Т. 9. – №. 3. – С. 181-190.