Seperti diketahui, sel darah merah (GR) membawa oksigen ke jaringan dan olahraga ketahanan, seperti bersepeda, ski lintas negara, dll., Kebutuhan oksigen sangat tinggi.
Strategi terbaru didasarkan pada peran erythropoietin (EPO) dalam merangsang sumsum tulang untuk menghasilkan sel darah merah (GR)
Sebagai doping, EPO manusia rekombinan (rHuEPO) dan zat terkait (misalnya darbepoietin ) digunakan
EPO memiliki umur yang relatif singkat di dalam tubuh sementara efek stimulasinya dapat bertahan hingga dua minggu
Sejarah erythropoietin
- 1905 Carnot dan Deflandre berhipotesis bahwa faktor humoral, yang mereka sebut hemopoietin, mengatur produksi sel darah merah
- 1936 Hjort menunjukkan dan mengkonfirmasi keberadaan faktor ini
- 1950 Reissmann menunjukkan bahwa ekspresi gen faktor diatur oleh tekanan oksigen
- 1977 Miyake berhasil memurnikan erythropoietin manusia
1985 Lin dan Jacobs mengkloning gen erythropoietin dan mengembangkan garis sel transfected (sel CHO) yang mampu menghasilkan erythropoietin manusia rekombinan
- Kloning reseptor EPO 1989
- 2000 sintesis darbepoetin
Erythropoiesis dan hipoksia
Erythropoiesis (produksi sel darah merah baru) dikendalikan oleh sistem umpan balik yang sangat sensitif, di mana sensor di tingkat ginjal merasakan perubahan dalam pasokan oksigen.
Mekanisme ini didasarkan pada adanya faktor transkripsi heterodimerik (faktor yang diinduksi hipoksia, HIF-1) (HIF-1α dan HIF-1β) yang meningkatkan ekspresi gen erythropoietin.
HIF-1α tidak stabil dengan adanya oksigen dan cepat terdegradasi oleh prolyl-hidroksilase dengan kontribusi protein von Hippel-Lindau
Selama hipoksia propil hidroksilase tidak aktif sebagai hasilnya HIF-1α terakumulasi dengan mengaktifkan ekspresi erythropoietin yang merangsang ekspansi cepat dari progenitor eritroid.
Erythropoietin manusia
Erythropoietin adalah protein yang terdiri dari 193 asam amino (tetapi 27 asam amino pertama terbelah selama sekresi)
Ini diproduksi terutama oleh sel interstitial ginjal peritubular, di bawah kendali gen yang terletak pada kromosom 7.
Setelah sekresi, erythropoietin, pada tingkat jaringan hematopoietik (sumsum tulang), berikatan dengan reseptor (EPO-R) yang terletak di permukaan progenitor eritroid dan diinternalisasi
Di hadapan anemia atau hipoksemia, sintesis EPO cepat meningkat lebih dari 100 kali dan akibatnya meningkatkan kelangsungan hidup, proliferasi dan pematangan sel progenitor meduler juga melalui penghambatan apoptosis (kematian sel terprogram)
Kadar EPO darah normal sekitar 2-25 mU / ml, tetapi dapat meningkat 100-1000 kali sebagai respons terhadap hipoksia
Mekanisme sensor oksigen menyebabkan terganggunya produksi EPO ketika jumlah sel darah merah dan / atau pasokan oksigen ke jaringan kembali ke kesetimbangan.
Mekanisme umpan balik memastikan produksi sel darah merah yang memadai untuk mencegah anemia dan hipoksia jaringan, tetapi tidak terlalu tinggi untuk menyebabkan polisitemia dengan viskositas darah yang berlebihan dan risiko kardiovaskular yang diakibatkannya.
Overproduksi EPO yang mengarah ke polycythemia (sekunder dibedakan dari benar atau primer polycythemia: kelainan mieloproliferatif di mana klon berkembang biak, tidak tergantung pada EPO, sel-sel progenitor dengan GR dan granulosit dan pertumbuhan trombosit) dapat berasal dari penyakit jantung atau penyakit reproduksi., dari ketinggian, dari penghalang aliran darah di lokasi produksi EPO, dari tumor penghasil EPO.
Pada polisitemia sekunder, kadar EPO umumnya tinggi, tetapi mungkin juga normal karena peningkatan turnover
Diketahui bahwa perbedaan genetik yang ada antara atlet dapat menjadi elemen di dasar kapasitas kinerja yang berbeda
Contohnya adalah kisah pemain ski lintas negara Finlandia Eero Mäntyranta, medali emas ganda di Olimpiade 1964 di Innsbruck
Ia dilahirkan dengan mutasi gen Epo (diekspresikan pada tingkat reseptor) yang meningkatkan kapasitas angkut O2 dengan sel darah merah sebesar 25-50%.
Kondisi paraphisiologis ini dapat direproduksi melalui manipulasi gen
Jumlah reseptor untuk EPO bervariasi dalam sel yang berbeda dari garis sel merah. Maksimum terjadi pada CFU-E, jumlahnya berkurang dengan perkembangan diferensiasi dan pematangan sel eritrosit. Eritrosit dewasa tidak memiliki reseptor EPO
Reseptor EPO juga telah diidentifikasi pada miosit, sel endotel, CNS, ovarium dan testis
EPO, oleh karena itu, dianggap memiliki peran fisiologis dalam perkembangan jantung dan otak
EPO melindungi jaringan jantung dan saraf dari peradangan dan kerusakan iskemik: baik melalui stimulasi langsung sel saraf dan jantung dan secara tidak langsung dengan memobilisasi sel progenitor endotel, sehingga mempromosikan neo-vaskularisasi
Erythropoietins eksogen
Erythropoietin rekombinan manusia (epoietin, rHuEPO)
Ini hanya menyajikan sedikit perbedaan (pada tingkat rantai karbohidrat) dibandingkan dengan EPO fisiologis, yang bagaimanapun mencerminkan perilaku kimia dan fisik molekul, misalnya ada perbedaan dalam muatan listrik.
Untuk tujuan ergogenik, rHuEPO digunakan dengan injeksi setiap 2-3 hari, selama 3-4 minggu, dikombinasikan dengan preparat besi. Bahkan, dalam kondisi stimulasi oleh erythropoietin, menjadi perlu untuk mensintesis hemoglobin pada atlet pada tingkat yang jauh lebih tinggi dari biasanya dan ini membutuhkan pasokan zat besi yang memadai untuk menjaga efisiensi erythropoietic. Setengah hidup 8, 5 jam
Setelah fase pemeliharaan tercapai, asupan dapat dilakukan pada dosis yang lebih rendah, yang lebih sulit untuk diidentifikasi dalam kontrol doping
darbepoetin
Lebih stabil daripada EPO, dengan waktu paruh lebih lama (25, 3 jam) dan kemanjuran yang lebih besar; lebih mudah diidentifikasi karena karakteristik struktural yang berbeda dari produk manusia endogen dan pembersihan yang lebih rendah
Penggunaan terapeutik dari eritropoietin (epoetin; Eprex®, Globuren®, Neorecormon®; darbepoetin: Aranesp®, Nespo®)
- Anemia dalam perjalanan gagal ginjal kronis
- Anemia AZT (anti-HIV)
- Anemia "refrakter"
- Anemia pasca kemoterapi pasca kanker
- Defisiensi patologis EPO
- myeloma
- Sindrom Myelodysplastic
Penelitian tentang erythropoietin dalam perkembangan cepat dan berkelanjutan:
Produk yang meniru aktivitas EPO
Senyawa peptida kecil atau non-peptida yang dapat mengikat, mengaktifkannya, ke reseptor EPO (Science 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Baru-baru ini, misalnya, dalam eksperimen in-vitro, telah ditunjukkan bahwa hemolymph ulat sutera menghambat apoptosis sel-sel penghasil EPO dengan meningkatkan produksi EPO 5 kali lipat (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
Masalah tes EPO
Tindakan tidak langsung untuk EPO
Pengukuran kepadatan sel darah merah (hematokrit dinyatakan dalam persentase), kadar hemoglobin, jumlah retikulosit
Dalam bersepeda pengukuran hematokrit lebih besar dari 50% mengarah ke suspensi. Nilai di atas 50% dicurigai oleh IOC
Federasi Ski Internasional telah memberlakukan batas hemoglobin 18, 5 g / dL pada pria dan 16, 5 g / dL pada wanita, jika ditemukan sebelum perlombaan atlet tidak dapat berpartisipasi untuk menjaga kesehatannya.
Perlu dicatat bahwa nilai hematokrit dan hemoglobin dapat bervariasi dari atlet ke atlet dan sebagai respons terhadap latihan yang sama. Yang ideal adalah memiliki profil hematologi dari waktu ke waktu setiap atlet:
survei untuk mengidentifikasi penggunaan EPO telah meluas ke berbagai olahraga dan jelas untuk Olimpiade
Marco Pantani didiskualifikasi dari Giro d'Italia karena nilai hematokrit 52%
Pada tahun 2003 pelari jarak menengah Kenya Bernard Lagat (waktu terbaik kedua dalam 1500 m) adalah positif (mencari rHuEPO dalam urin) untuk mengambil EPO sebelum Kejuaraan Atletik Dunia di Paris (di mana ia tidak bisa berpartisipasi) Namun, analisis balik selanjutnya membuatnya bersih. Kasus ini menunjukkan perlunya mencari tes yang lebih andal.
Baru-baru ini, metode isoelektrik langsung baru telah dikembangkan (dengan hasil yang baik) untuk membedakan EPO eksogen dari endogen dalam sampel urin, yang dikembangkan di laboratorium Prancis Chatenay-Malabry (Nature 2000; 405: 635; Anal Biochem 2002; 311: 119; Clin Chem 2003; 49: 901). Dimungkinkan untuk mendeteksi EPO eksogen bahkan setelah 3 hari asupan
Efek samping dari erythropoietin eksogen
Hipertensi arteri (insidensi 1-30%). Mekanismenya tidak sepenuhnya jelas, EPO memiliki aksi vasokonstriktor dan paparan kronis juga menyebabkan resistensi terhadap aksi vasodilatasi nitrat oksida. Akhirnya, EPO mempromosikan pertumbuhan sel-sel otot polos dalam pembuluh dengan remodeling vaskular dan hipertrofi yang dapat berkontribusi pada pemeliharaan hipertensi [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Nyeri tulang (tidak parah, sementara, insiden tinggi = 40%)
Konvulsi (untuk peningkatan cepat dalam viskositas darah dan hilangnya vasodilatasi hipoksia yang berakibat pada peningkatan resistensi pembuluh darah)
sakit kepala
Fenomena tromboemboli (EP, IMA, stroke), semuanya terkait dengan hiperviskositas darah
Anemia pasca perawatan untuk penurunan produksi EPO endogen
Aplasia murni dari seri merah (pembentukan antibodi anti-EPO?)
Gangguan mieloproliferatif (studi pada hewan, perawatan jangka panjang?)
Kerusakan eritropoietin sebagai doping
Data tentang reaksi buruk erythropoietin yang tercantum di atas berasal hampir secara eksklusif dari perawatan terapeutik pada pasien dengan penyakit yang mendasarinya
Tidak ada penelitian tentang kerusakan erythropoietin yang digunakan sebagai doping pada atlet yang sehat
Sebuah studi atlet yang diberikan EPO selama 6 minggu menunjukkan peningkatan signifikan dalam tekanan sistolik sebagai respons terhadap latihan sub-maksimal
Jumlah kematian antara pengendara sepeda Belgia dan Belanda antara 1987 dan 1990 terkait dengan penggunaan EPO ( Gambrell dan Lombardo. Obat-obatan dan doping: doping darah dan erythropoietin manusia rekombinan. Dalam: Mellion, MB (ed.) : Rahasia kedokteran olahraga. Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, hlm. 130-3)
Tidak salah untuk berpikir bahwa reaksi merugikan yang disorot pada pasien juga dapat terjadi pada atlet yang sehat bahkan jika dengan insiden yang lebih rendah.
