Γενετικό ντόπινγκ και υποψήφια γονίδια
Οποιαδήποτε φυσιολογική διαδικασία που σχετίζεται με την παραγωγή και μετακίνηση ενέργειας θα μπορούσε να θεωρηθεί πιθανός στόχος του γενετικού ντόπινγκ, με στόχο την επίτευξη μεγαλύτερης αθλητικής απόδοσης.
Επιπλέον, η προοπτική του γενετικού ντόπινγκ, σε σύγκριση με άλλες μορφές φαρμακολογικού ντόπινγκ, είναι ακόμη πιο ελκυστική λόγω του γεγονότος ότι με τους τρέχοντες ελέγχους αντιντόπινγκ που χρησιμοποιούνται είναι πρακτικά αδύνατο να αποδειχθεί ότι υπήρξε γενετικό ντόπινγκ.
Τα πιθανά υποψήφια γονίδια για γενετικό ντόπινγκ έχουν διαιρεθεί σε ομάδες με βάση την επίδρασή τους σε σχέση με τις διαδικασίες που σχετίζονται με τη φυσική απόδοση. Ωστόσο, μερικές σχετίζονται με περισσότερες από μία ομάδες λαμβάνοντας υπόψη τις σύνθετες βιολογικές λειτουργίες στις οποίες εμπλέκονται.
Γονίδια που σχετίζονται με την αντοχή (αντοχή)
Ερυθροποιητίνη : Η απόδοση σε αθλήματα αντοχής μπορεί να εφαρμοστεί με την αύξηση της μεταφοράς οξυγόνου στους ιστούς, για παράδειγμα με την αύξηση του αριθμού των ερυθρών αιμοσφαιρίων (που περιέχουν αιμοσφαιρίνη, την πρωτεΐνη που δεσμεύει και μεταφέρει οξυγόνο) στην κυκλοφορία. Ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων που παράγονται από το σώμα (ερυθροποίηση) ρυθμίζεται λεπτομερώς από την ερυθροποιητίνη (ΕΡΟ), μια γλυκοπρωτεΐνη που συντίθεται από το νεφρό και ελάχιστα από το ήπαρ.
Η ερυθροποιητίνη, η παραγωγή της οποίας ρυθμίζεται από τη συγκέντρωση οξυγόνου στο αίμα, αλληλεπιδρά με έναν ειδικό υποδοχέα (EPOR) που υπάρχει στα πρόδρομα κύτταρα των ερυθρών αιμοσφαιρίων στον μυελό των οστών. Τα υψηλά επίπεδα κυκλοφορούντος ΕΡΟ διεγείρουν την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων και έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση του αιματοκρίτη (το ποσοστό των συσσωματωμένων στοιχείων στο αίμα: ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια και αιμοπετάλια) και ολική αιμοσφαιρίνη. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η αύξηση της μεταφοράς οξυγόνου στους ιστούς.
Το 1964, ο βόρειος φινλανδός σκιέρ Eero Mäntyranta κατέστησε τις προσπάθειες των αντιπάλων άχρηστοι κερδίζοντας δύο ολυμπιακά χρυσά μετάλλια στους Αγώνες του Ίνσμπρουκ της Αυστρίας. Μετά από λίγα χρόνια, αποδείχθηκε ότι το Mäntyranta ήταν φορέας σπάνιας μετάλλαξης στο γονίδιο EPOR που το καθιστούσε ενεργό ακόμη και παρουσία χαμηλών επιπέδων ΕΡΟ, αυξάνοντας έτσι την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων με επακόλουθη αύξηση της μεταφορικής ικανότητας του οξυγόνου 25-50%.
Το θεραπευτικό δυναμικό της ΕΡΟ και όλοι οι παράγοντες που διεγείρουν την παραγωγή ΕΡΟ σχετίζονται με τη θεραπεία της σοβαρής αναιμίας. η δυνατότητα χρήσης τεχνικών γονιδιακής θεραπείας αντί της χορήγησης του ανασυνδυασμένου πεπτιδίου, προκαλώντας έτσι την αυθόρμητη σύνθεση της ΕΡΟ στο σώμα, θα είχε θετικά αποτελέσματα τόσο από κλινική όσο και από οικονομική άποψη. Η πρώτη κλινική δοκιμή χρησιμοποίησε γονιδιακή θεραπεία ΕΡΟ σε ασθενείς με χρόνια αναιμία νεφρικής ανεπάρκειας, με προσέγγιση ex νίνο που ωστόσο έδωσε περιορισμένα αποτελέσματα.
Ένα άλλο εμπόδιο για την υπέρβαση αντιπροσωπεύεται από τις πολλές παρενέργειες που συνδέονται με τη χρήση της ΕΡΟ, οι ίδιες που αποτελούν τους μεγαλύτερους κινδύνους της διοίκησης του ΕΡΟ στους αθλητές. Η αύξηση των ερυθρών αιμοσφαιρίων μειώνει τη ρευστότητα του αίματος, αυξάνοντας το στερεό ή το σώμα του (αιματοκρίτης). Αυτή η αύξηση του ιξώδους προκαλεί αύξηση της αρτηριακής πίεσης (υπέρταση) και διευκολύνει τον σχηματισμό θρόμβων οι οποίοι, μόλις σχηματιστούν, μπορούν να αποφράξουν τα αιμοφόρα αγγεία (θρόμβωση). Αυτός ο κίνδυνος αυξάνεται σημαντικά σε περίπτωση αφυδάτωσης, όπως συνήθως συμβαίνει στους αγώνες αντοχής. Οι πιο σοβαρές παρενέργειες αυτής της ουσίας περιλαμβάνουν καρδιακές αρρυθμίες, αιφνίδιο θάνατο και εγκεφαλική βλάβη (εγκεφαλικό επεισόδιο).
PPARD (δέλτα υποδοχέα ενεργοποιημένο από πολλαπλασιαστή υπεροξυσώματος ): Μελέτες ζωικών μοντέλων έχουν δείξει την ύπαρξη μιας άλλης οικογένειας γονιδίων ικανών να αυξήσουν σημαντικά την αθλητική απόδοση, δέλτα ΡϋΑϋ (δέλτα υποδοχέα ενεργοποιημένου από πολλαπλασιαστή υπεροξειδίου) και άλφα συν-ενεργοποιητές και βήτα (PPARGC1A και PPARGC1B). Η έκφραση του PPARD ειδικότερα είναι σε θέση να προάγει τη διέλευση των μυϊκών ινών από τον τύπο IIb σε ταχεία συστολή (ονομάζεται επίσης λευκό, "γρήγορη συστροφή") σε εκείνες του φακού τύπου IIa (ενδιάμεσου) και τύπου Ι (που ονομάζεται επίσης κόκκινο, "αργή συστροφή"), κάτι που συμβαίνει φυσιολογικά μετά από συνεχή σωματική άσκηση. IIb ίνες συνήθως στρατολογούνται κατά τη διάρκεια σύντομων ασκήσεων που απαιτούν μεγάλη νευρομυϊκή προσπάθεια. Ενεργοποιούνται μόνο όταν η πρόσληψη βραδείας ριπής ίνες είναι μέγιστη. Οι αργές μυϊκές ίνες (κόκκινο, τύπου Ι ή ST, από το αγγλικό "αργό σπάσιμο"), προσλαμβάνονται μάλιστα σε δράσεις μυών χαμηλής έντασης αλλά μακράς διαρκείας. Λεπτότερο από λευκές, κόκκινες ίνες διατηρούν περισσότερο γλυκογόνο και συγκεντρώνουν τα ένζυμα που σχετίζονται με τον αερόβιο μεταβολισμό. Τα μιτοχόνδρια είναι πολυάριθμα και μεγαλύτερα, όπως και ο αριθμός των τριχοειδών που εγχέει την ενιαία ίνα. Το μειωμένο μέγεθος του τελευταίου διευκολύνει τη διάχυση οξυγόνου από το αίμα στα μιτοχόνδρια, λόγω της μικρότερης απόστασης μεταξύ τους. Είναι ακριβώς το άφθονο περιεχόμενο μυοσφαιρίνης και μιτοχονδρίων που δίνει στις ίνες αυτές το κόκκινο χρώμα, από το οποίο προέρχεται το όνομά τους.
Μελέτες σε ένα μοντέλο διαγονιδιακού ποντικού ("ποντίκι μαραθωνίου") που εκφράζει υπερβολικά το PPARD έχουν δείξει τεράστια αύξηση στην αντίσταση στη σωματική προσπάθεια, χωρίς να υπάρχει αύξηση της μυϊκής μάζας και ικανότητα αντιμετώπισης της αερόβιας άσκησης.
Μια συνθετική ένωση (GW501516) αναγνωρίστηκε επίσης ότι ήταν ικανή να δεσμεύεται στον υποδοχέα PPARD και να την ενεργοποιεί. ως εκ τούτου, θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει έναν πιθανό παράγοντα ντόπινγκ και στον άνθρωπο.
Γονίδια που σχετίζονται με την αγγειογένεση : Οι δυνητικοί στόχοι του γενετικού ντόπινγκ είναι επίσης γονίδια που ανήκουν σε οικογένειες αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα (VEGF), αυξητικού παράγοντα ιστού (TGF) και αυξητικού παράγοντα ηπατοκυττάρων (HGF). η έκφραση αυτών των γονιδίων σχετίζεται στην πραγματικότητα με την αύξηση της αγγειογένεσης (σχηματισμός νέων αιμοφόρων αγγείων).
Ο σχηματισμός νέων αγγείων σημαίνει ότι υπάρχει μεγαλύτερη παροχή αίματος και επομένως οξυγόνου στην καρδιά, τους μυς, το ήπαρ και τον εγκέφαλο, με επακόλουθη αύξηση της ικανότητας αντίστασης στη σωματική προσπάθεια.
Η διέγερση της αγγειογένεσης είναι επίσης χρήσιμη σε περιπτώσεις παρατεταμένης ισχαιμίας, όπως σε ασθενείς με ισχαιμία του μυοκαρδίου. κλινικές δοκιμές που διεξήχθησαν σε αυτούς τους ασθενείς με in vivo ενδομυϊκές ή ενδοκοιλιακές ενέσεις VEGF και FGF είχαν πολύ θετικά αποτελέσματα. Ωστόσο, υπάρχουν αρκετές παρενέργειες και κίνδυνοι που σχετίζονται με τη γονιδιακή θεραπεία διέγερσης αγγειογένεσης, για παράδειγμα ο αυξημένος κίνδυνος πρόκλησης ανάπτυξης νεοπλασματικών ασθενειών και επιδείνωσης αμφιβληστροειδοπάθειας και αθηροσκλήρωσης.
