ντοπάρισμα

Γενετικό ντόπινγκ - IGF-1, μυοστατίνη, αυξητική ορμόνη, δοκιμή ντόπινγκ

Τα γονίδια σχετίζονται με την ανάπτυξη των μυών και την αναγέννηση

Η ανάπτυξη και αναγέννηση του μυϊκού ιστού μπορεί να επιτευχθεί είτε με αύξηση της έκφρασης γονιδίων που έχουν διεγερτική δράση, όπως ο ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας (IGF-1), είτε με αναστολή γονιδίων που συνήθως λειτουργούν ως καταστολείς διεργασίες ανάπτυξης, για παράδειγμα μυοστατίνη.

Μυϊκός IGF-1 (mIGF-1) : Η ειδική μυϊκή ισομορφή του ινσουλινοειδούς αυξητικού παράγοντα (mIGF-1) παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην αναγέννηση των μυών. Το γονίδιο IGF-1 έχει το καθήκον να επιδιορθώνει το μυ, όταν υφίσταται μικροσκοπικό τραύμα κατά τη διάρκεια της άσκησης.

Η πρωτεΐνη IGF-1, που παράγεται από το γονίδιο, προκαλεί μυϊκή ανάπτυξη διεγείροντας την ανάπτυξη των εφεδρικών βλαστοκυττάρων. Η ίνα επισκευάζει και αναπτύσσεται, βρίσκοντας τον εαυτό της με περισσότερα μυοϊμπρίλια από ό, τι πριν από τη βλάβη. Το σήμα διακοπής για την ανάπτυξη δίνεται από άλλη πρωτεΐνη, μυοστατίνη. Η εισαγωγή ενός επιπλέον γονιδίου IGF-1 θα επιτρέψει την εξάλειψη του μηχανισμού ισορροπίας, προκαλώντας μυϊκή υπερτροφία και ανεξέλεγκτη ανάπτυξη ινών. Στην πραγματικότητα, τα διαγονιδιακά ποντίκια mIGF-1 εμφανίζουν εκλεκτική υπερτροφία των μυών του κορμού και των άκρων (23, 3% περισσότερη μυϊκή μάζα) και αύξηση της μυϊκής δύναμης (14, 4% περισσότερο). Επιπλέον, η εισαγωγή του γονιδίου mIGF-1 στα κατεστραμμένα άκρα σε in vivo μοντέλα ποντικού έχει ως αποτέλεσμα την αποκατάσταση της μυϊκής βλάβης. Ωστόσο, οι παρενέργειες που θα μπορούσε να προκαλέσει μακροπρόθεσμα η θεραπεία με mIGF-1 δεν είναι γνωστές.

Μυοστατίνη : Η μυοστατίνη είναι μια πρωτεΐνη που ανακαλύφθηκε το 1997 κατά τη διάρκεια μελετών κυτταρικής διαφοροποίησης και πολλαπλασιασμού. Για να κατανοηθεί ποια είναι η πραγματική λειτουργία του, ποντίκια ζευγαρώθηκαν στα οποία αναστέλλεται το γονίδιο που κωδικοποιεί τη μυοστατίνη.

Ο ομόζυγος απόγονος (φορέας αμφοτέρων των μεταλλαγμένων γονιδίων) έδειξε ανώτερη μυϊκή ανάπτυξη σε σύγκριση με ετερόζυγα ποντίκια (φορείς μόνο ενός μεταλλαγμένου γονιδίου) και φυσιολογικά. Το μέγεθος του σώματος ήταν 30% υψηλότερο, ο μυς ήταν υπερτροφικός και το βάρος ήταν 2 ή 3 φορές μεγαλύτερο από ό, τι στα φυσικά ινδικά χοιρίδια. Η μεταγενέστερη ιστολογική ανάλυση έδειξε αύξηση τόσο στο μέγεθος των μεμονωμένων μυϊκών κυττάρων (υπερτροφία) όσο και στον αριθμό τους (υπερπλασία). Ταυτόχρονα, παρατηρήθηκε ελαφρά μείωση στον λιπώδη ιστό, ενώ η γονιμότητα και η διάρκεια ζωής παρέμειναν σχεδόν αμετάβλητες.

Το 2004, μελετώντας ένα 5χρονο γερμανό παιδί με ανώμαλη αντοχή και ανάπτυξη μυϊκής μάζας, εντοπίστηκε για πρώτη φορά στον άνθρωπο η παρουσία μίας μετάλλαξης στο γονίδιο που κωδικοποιεί τη μυοστατίνη. Η επίδραση στη φαινοτυπική έκφραση ήταν πανομοιότυπη με αυτή που παρατηρήθηκε σε εργαστηριακά ποντίκια και στις εξεταζόμενες φυλές βοοειδών, έτσι ώστε η μυϊκή δύναμη του παιδιού ήταν παρόμοια αν όχι και υψηλότερη από αυτή ενός ενήλικα. Μια πολύ ενδιαφέρουσα πτυχή είναι ότι η μητέρα του παιδιού, από την οποία κληρονόμησε ένα από τα δύο μεταλλαγμένα αλλήλια, ήταν επαγγελματίας σπρίντερ και ότι κάποιοι από τους προγόνους του θυμούνται για την εξαιρετική τους δύναμη.

Η μυοστατίνη είναι μια πρωτεΐνη η οποία επομένως αλληλεπιδρά με την ανάπτυξη των μυών, αναστέλλοντας την. παράγεται κυρίως από κύτταρα σκελετικών μυών και η δράση της ρυθμίζεται από την παρουσία ενός αναστολέα που ονομάζεται φολλιστατίνη. Όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο της φολλιστατίνης, τόσο χαμηλότερα είναι τα επίπεδα μυοστατίνης, τόσο μεγαλύτερη είναι η μυϊκή ανάπτυξη. Φαίνεται ότι η φολλιστάτη είναι ικανή να αλληλεπιδρά με δορυφορικά κύτταρα διεγείροντας τον πολλαπλασιασμό των νέων μυϊκών κυττάρων (υπερπλασία). Κανονικά η αύξηση της μυϊκής μάζας οφείλεται μόνο στην αύξηση του μεγέθους των κυττάρων (υπερτροφία), ενώ μια ελαφρά υπερπλασία μπορεί να εμφανιστεί μόνο σε συγκεκριμένες περιπτώσεις (μυϊκοί τραυματισμοί).

Πρόσφατα η προσέγγιση αναστολής μυοστατίνης στη θεραπεία μυϊκών δυστροφικών νόσων σε ζωικά μοντέλα έχει προκαλέσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. τόσο οι ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις ενός αναστολέα μυοστατίνης όσο και ειδικές εξαλείψεις του γονιδίου μυοστατίνης πραγματοποιήθηκαν, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της μυϊκής δυστροφικής νόσου. Η τρέχουσα έρευνα επικεντρώνεται στη μελέτη και ανάπτυξη αυτών των δυνατοτήτων, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές υποθέσεις και λίγες βεβαιότητες. Οι μελέτες σχετικά με το ρόλο της μυοστατίνης στο ανθρώπινο σώμα είναι λίγες, συχνά αντιφατικές, και αναμένουν ακόμα επιβεβαίωση. Η ανάπτυξη των μυών είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα μιας λεπτής ισορροπίας μεταξύ αναβολικών και καταβολικών παραγόντων και μια μόνη ορμόνη, ένα γονίδιο ή μια συγκεκριμένη ουσία δεν αρκεί για να επηρεάσει σημαντικά αυτό. Για να επιβεβαιωθεί αυτό, υπάρχουν μελέτες στη βιβλιογραφία που δείχνουν ότι δεν υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην ποσότητα μυϊκής μάζας μεταξύ φυσιολογικών ατόμων και άλλων ασθενών με ανεπάρκεια μυοστατίνης.

Η αυξητική ορμόνη (σωματοτροπίνη - GH): Η GH ή η σωματοτροπική ορμόνη είναι μια πρωτεΐνη (ένα γραμμικό πεπτίδιο που αποτελείται από 191 αμινοξέα) που παράγεται από τα σωματοτροπικά κύτταρα της πρόσθιας υπόφυσης. Έχει pulsatile έκκριση, με πιο συχνές και ευρύτερες κορυφές στις πρώτες ώρες του ύπνου.

Η αθλητική δραστηριότητα αντιπροσωπεύει ένα ισχυρό ερέθισμα για την έκκριση της αυξητικής ορμόνης. Κατά τη διάρκεια μακροχρόνιων ασκήσεων η κορυφή του εκκρίματος παρατηρείται μεταξύ του 25ου και του 60ου λεπτού, ενώ στην περίπτωση των αναερόβιων προσπαθειών αυτή η κορυφή καταγράφεται μεταξύ του τέλους του 5ου και του 15ου λεπτού της ανάκαμψης.

Με την ίδια σωματική προσπάθεια, η έκκριση GH είναι μεγαλύτερη:

  • στις γυναίκες παρά στους άνδρες
  • στους νέους σε σχέση με τους ηλικιωμένους
  • σε καθιστική σε σύγκριση με εκπαιδευμένους

Η έκκριση GH κατά τη διάρκεια της άσκησης επηρεάζεται από:

  • ΕΝΤΑΣΗ '

Μια σημαντική απόκριση της GH στην άσκηση παρατηρείται ήδη για ασκήσεις χαμηλής έντασης (50% του VO2max) και γίνεται μέγιστη γύρω από το αναερόβιο κατώφλι (70% του VO2max). Μία περαιτέρω αύξηση της έντασης δεν προκαλεί σημαντική αύξηση στην κορυφή του εκκρίματος. Η μεγαλύτερη ανταπόκριση της GH στη σωματική προσπάθεια παρατηρείται κατά τη διάρκεια ασκήσεων με μεγάλη ζήτηση για αναερόβια γλυκόλυση και με μαζική παραγωγή γαλακτικού οξέος (π.χ. Η έκκριση GH είναι αντιστρόφως ανάλογη με την περίοδο αποκατάστασης και είναι ευθέως ανάλογη με τη διάρκεια της άσκησης.

  • ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

Η ανταπόκριση της GH στην άσκηση σχετίζεται αντιστρόφως με το βαθμό της κατάρτισης. Στην ίδια ένταση άσκησης, ένα εκπαιδευμένο άτομο παράγει πολύ λιγότερη GH από ένα υποκείμενο που δεν έχει υποστεί ρύθμιση, δεδομένου ότι η γαλακτιδεία (ποσόστωση γαλακτικού οξέος σε κυκλοφορία) είναι χαμηλότερη.

Τα αποτελέσματα της GH είναι εν μέρει άμεσα, όπως το διαβοτογόνο και το λιπολυτικό αποτέλεσμα και μερικώς προκαλούνται από παρόμοιους παράγοντες ινσουλίνης: Παράγοντας ανάπτυξης ινσουλίνης (IGF-1, IGF-2).

  • ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Η απόκριση στην έκκριση της GH στην αλλαγή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος είναι ευθέως ανάλογη με τη μείωση της ίδιας της θερμοκρασίας.

Ο άξονας GH-IGF δρα φυσιολογικά στον μεταβολισμό της γλυκόζης προκαλώντας υπεργλυκαιμία. στον αντίθετο μεταβολισμό, αυξάνοντας την κυτταρική πρόσληψη αμινοξέων και επιταχύνοντας τη μεταγραφή και μετάφραση του mRNA, ευνοώντας έτσι τον αναβολισμό των πρωτεϊνών και την ανάπτυξη μυϊκών μαζών. τελικά δρα επίσης στο μεταβολισμό των λιπιδίων, προκαλώντας λιπόλυση με αύξηση των ελεύθερων λιπαρών οξέων και των κετονικών σωμάτων.

Υπάρχουν πολλές ανεπιθύμητες ενέργειες που συνδέονται με τη χορήγηση μεγάλων ποσοτήτων GH: μυοπάθεια, περιφερικές νευροπάθειες, κατακράτηση υγρών, οίδημα, σύνδρομο καρπιαίου σωλήνα, αρθραλγία, παραισθησία, γυναικομαστία, καλοήθης ενδοκρανιακή υπέρταση με papilledema και κεφαλαλγία, οξεία παγκρεατίτιδα, δυσανεξία στη γλυκόζη, αυξήσεις πλάσματος σε χοληστερόλη και τριγλυκερίδια, αρτηριοφλεβικές παθήσεις, καρδιομεγαλία και καρδιομυοπάθεια. Τα μυοσκελετικά και καρδιακά αποτελέσματα που σχετίζονται με τη χορήγηση της GH μπορεί να είναι μη αναστρέψιμα, συχνά ακόμη και μετά την απομάκρυνση της ορμόνης. Είναι επίσης σημαντικό να θυμόμαστε ότι το da GH μπορεί να προκαλέσει το σχηματισμό νεοπλασμάτων, ειδικά στο κόλον, στο δέρμα και στο αίμα.

Στρατηγικές για την ανίχνευση του γενετικού ντόπινγκ

Η συμπερίληψη του γενετικού ντόπινγκ από τον Παγκόσμιο Οργανισμό για την καταπολέμηση του ντόπινγκ (AMA) στον κατάλογο των απαγορευμένων ουσιών και μεθόδων ακολουθείται από τη δυσκολία ανάπτυξης μεθόδων για την ανίχνευσή του, καθώς τόσο το διαγονίδιο όσο και η εκφρασμένη πρωτεΐνη θα είχαν κατά πάσα πιθανότητα δεν διακρίνονται από τους ενδογενείς ομολόγους τους.

Το ιδανικό δείγμα για ανίχνευση γενετικού ντόπινγκ θα πρέπει να είναι εύκολα προσβάσιμο με δείγματα που δεν χρησιμοποιούν επεμβατική προσέγγιση. Επιπλέον, η έρευνα πρέπει να αντανακλά όχι μόνο την κατάσταση κατά τη στιγμή της απόσυρσης, αλλά και την προηγούμενη χρονική περίοδο η ίδια. Τα σωματικά υγρά (αίμα, ούρα και σάλιο) ικανοποιούν το πρώτο σημείο, επομένως η αναπτυχθείσα μεθοδολογία πρέπει να εφαρμόζεται σε τουλάχιστον ένα από αυτά τα δείγματα. Οι μέθοδοι ανίχνευσης πρέπει να είναι συγκεκριμένες, ευαίσθητες, αρκετά γρήγορες, δυνητικά οικονομικώς αποδοτικές και να επιτρέπουν την ανάλυση σε μεγάλη κλίμακα.

Οι νομικές συνέπειες που σχετίζονται με τη χρήση οποιασδήποτε μεθόδου που επιτρέπει την παρακολούθηση του ντόπινγκ στους αθλητές είναι τέτοιες ώστε, όπου είναι δυνατόν, μια άμεση μέθοδος που προσδιορίζει κατηγορηματικά τον παράγοντα ντόπινγκ θα προτιμάται πάντοτε έναντι έμμεσης μεθόδου, η οποία μετρά την αλλαγή που συνέβη στην κύτταρα, ιστούς ή ολόκληρο το σώμα λόγω ντόπινγκ. Όσον αφορά το γενετικό ντόπινγκ, η ανίχνευση του διαγονιδίου, της διαγονιδιακής πρωτεΐνης ή του ίδιου του φορέα θα ήταν μια άμεση προσέγγιση, αλλά η δυνατότητα χρήσης αυτού του τύπου προσέγγισης είναι ελάχιστη, όπως στην περίπτωση ανίχνευσης απαγορευμένων πεπτιδικών ορμονών όπως η ερυθροποιητίνη και σωματοτροπίνη. Η έμμεση προσέγγιση (βιολογικό διαβατήριο) παρέχει μια κάποια αξιοπιστία στο αποτέλεσμα των δοκιμών, με βάση ένα στατιστικό μοντέλο, επομένως πιο ανοικτό στον νόμιμο έλεγχο. Επιπλέον, δεν έχει επιτευχθεί ακόμη συμφωνία μεταξύ των σημαντικών στοιχείων της αθλητικής κοινότητας όσον αφορά ένα αποδεκτό επίπεδο αξιοπιστίας.

Βιβλιογραφία:

  • Μηχανισμός δράσης βαναδίου: μιμητική για ινσουλίνη ή παράγοντα ενίσχυσης της ινσουλίνης; [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct. 78 (10): 829-47]
  • Βαναδίου και διαβήτη: παγκρεατικές και περιφερειακές ινσουλινομιμητικές ιδιότητες - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
  • Επίδραση του βαναδίου στην περιφερειακή χρησιμοποίηση γλυκόζης στον εγκέφαλο σε αρουραίους - Marfaing-Jallat Ρ, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 Aug; 54 (2): 407-9]
  • Αναστολή της γλυκονεογένεσης από βανάδιο και μετφορμίνη σε σωληνάρια φλοιού νεφρού που απομονώνονται από μάρτυρες και διαβητικά κουνέλια - Kiersztan Α et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 Απρ 1; 63 (7): 1371-1382].