doping

Genetski doping - eritropoetin, PPARD, angiogeneza

Genski doping in kandidatni geni

Vsak fiziološki proces, povezan s proizvodnjo energije in gibanjem, se lahko šteje za potencialno tarčo genskega dopinga, katere cilj je doseči večjo športno učinkovitost.

Pravzaprav bi se gensko doping lahko uporabil za povečanje mišične moči in velikosti, za podaljšanje odpornosti na utrujenost, za pospeševanje hitrejšega okrevanja od mišično-skeletnih travm ali za zmanjšanje bolečin, povezanih s stresom.

Poleg tega je možnost genskega dopinga v primerjavi z drugimi oblikami farmakološkega dopinga še bolj privlačna zaradi dejstva, da je s trenutno uporabljenimi protidopinškimi kontrolami praktično nemogoče dokazati gensko doping.

Možni geni kandidati za gensko doping so bili razdeljeni v skupine glede na njihov učinek glede na procese, povezane s fizično zmogljivostjo; vendar so nekateri povezani z več kot eno skupino ob upoštevanju kompleksnih bioloških funkcij, v katere so vključeni.

Geni, povezani z vzdržljivostjo (vzdržljivostjo)

Eritropoetin : Učinkovitost v športu vzdržljivosti se lahko izvaja s povečanjem prenosa kisika v tkiva, na primer s povečanjem števila rdečih krvnih celic (ki vsebujejo hemoglobin, beljakovino, ki veže in prenaša kisik) v krvni obtok. Število rdečih krvnih celic, ki jih proizvaja telo (eritropoeza), se fino uravnava z eritropoetinom (EPO), glikoproteinom, ki ga sintetizira ledvica in minimalno v jetrih.

Eritropoetin, katerega produkcija je regulirana s koncentracijo kisika v krvi, je v interakciji s specifičnim receptorjem (EPOR), ki je prisoten v prekurzorskih celicah rdečih krvnih celic v kostnem mozgu. Visoke ravni cirkulirajočega EPO stimulirajo nastajanje rdečih krvnih celic in povzročijo povečanje hematokrita (odstotek krvnih celic v krvi: rdečih krvnih celic, belih krvnih celic in trombocitov) in celotnega hemoglobina. Končni učinek je povečanje prenosa kisika v tkiva.

Leta 1964 je severno finska smučarka Eero Mäntyranta naredila napore nasprotnikov, ko je osvojila dve olimpijski zlati medalji na igrah v Innsbrucku v Avstriji. Po nekaj letih je bilo dokazano, da je bil Mäntyranta nosilec redke mutacije v genu EPOR, ki je aktiviral celo v prisotnosti nizkih ravni EPO, s čimer se je povečala proizvodnja rdečih krvnih celic s posledičnim povečanjem prenosne zmogljivosti kisika. 25-50%.

Terapevtski potencial EPO in vsi dejavniki, ki spodbujajo proizvodnjo EPO, je povezan z zdravljenjem hude anemije; možnost uporabe tehnik genske terapije namesto dajanja rekombinantnega peptida, ki tako inducira spontano sintezo EPO v telesu, bi imela pozitivne učinke s kliničnega in gospodarskega vidika. V prvem kliničnem preskušanju je bilo uporabljeno gensko zdravljenje EPO pri bolnikih s kronično anemijo z odpovedjo ledvic, pri čemer je bil pristop ex vivo tisti, ki pa je dal omejene rezultate.

Druga ovira, ki jo je treba premagati, so številni neželeni učinki, povezani z uporabo EPO, ki so enaki tistim, ki predstavljajo največje tveganje za uporabo EPO pri športnikih. Povečanje rdečih krvnih celic zmanjša pretočnost krvi, kar poveča njen trdni ali korpuskularni del (hematokrit). To povečanje viskoznosti povzroči zvišanje krvnega tlaka (hipertenzija) in olajša nastajanje trombov, ki lahko, ko se oblikujejo, zaprejo krvne žile (tromboza). To tveganje se znatno poveča v primeru dehidracije, kot je običajno v dirkah za vzdržljivost. Najresnejši neželeni učinki te snovi vključujejo srčne aritmije, nenadno smrt in poškodbe možganov (možganska kap).

PPARD (peroksisom proliferator-aktivirani receptor delta ): študije na živalskem modelu so pokazale obstoj druge družine genov, ki lahko znatno povečajo atletske zmogljivosti, PPARD (peroksisomski proliferatorski aktivirani receptor delta) in alfa ko-aktivatorji in beta (PPARGC1A in PPARGC1B). Zlasti izraz PPARD je zmožen spodbujati prehod mišičnih vlaken iz tipa IIb v hitro krčenje (imenovano tudi bela, "hitro trzanje") do tistih tipa IIa (vmesni) in leče tipa I (imenovane tudi rdeče), "počasen trzaj"), kar se dogaja fiziološko po konstantni telesni vadbi. IIb vlakna se običajno zaposlijo med kratkimi vajami, ki zahtevajo veliko nevromuskularno napor. Aktivirajo se le takrat, ko je rekrutiranje počasnih vlaken največje. Počasna mišična vlakna (rdeča, tip I ali ST, od angleškega "počasnega trzaja") se namesto tega zaposlujejo v nizko intenzivnih, vendar dolgotrajnih mišičnih aktivnostih. Tanjša kot bela, rdeča vlakna ohranijo več glikogena in koncentrirajo encime, povezane z aerobno presnovo. Mitohondrije so številnejše in večje, tako kot število kapilar, ki vbrizgajo posamezno vlakno. Zmanjšana velikost slednjega olajša difuzijo kisika iz krvi v mitohondrije zaradi manjše razdalje med njimi. Ravno bogata vsebnost mioglobina in mitohondrije daje tem vlaknom rdečo barvo, iz katere izhaja njihovo ime.

Študije o modelu transgene miši ("maratonska miška"), ki presega PPARD, so pokazale veliko povečanje odpornosti na fizični napor, ne da bi se povečala mišična masa in sposobnost obvladovanja aerobne vadbe.

Identificirana je bila tudi sintetična spojina (GW501516), ki se je mogla vezati na PPARD receptor in jo aktivirati; kot taka bi zato lahko predstavljal možno doping sredstvo tudi pri ljudeh.

Geni, povezani z angiogenezo : Potencialni cilji genskega dopinga so tudi geni, ki pripadajo družinam vaskularnega endotelnega rastnega faktorja (VEGF), tkivnega rastnega faktorja (TGF) in hepatocitnega rastnega faktorja (HGF); izražanje teh genov je dejansko povezano s povečanjem angiogeneze (nastajanje novih krvnih žil).

Oblikovanje novih plovil pomeni, da je večja oskrba s krvjo, torej s kisikom, do srca, mišic, jeter in možganov, s posledičnim povečanjem odpornosti na fizični napor.

Stimulacija angiogeneze je koristna tudi v primerih dolgotrajne ishemije, kot je pri bolnikih z ishemijo miokarda; Klinična preskušanja, izvedena na teh bolnikih z in vivo intra-mišične ali intra-koronarne injekcije VEGF in FGF, so imela zelo pozitivne rezultate. Vendar obstaja več stranskih učinkov in tveganj, povezanih z gensko terapijo, ki stimulira angiogenezo, na primer povečano tveganje za induciranje razvoja neoplastičnih bolezni in poslabšanje retinopatije in ateroskleroze.