Như đã biết, các tế bào hồng cầu (GR) vận chuyển oxy đến các mô và các môn thể thao sức bền, như đạp xe, trượt tuyết xuyên quốc gia, v.v., nhu cầu oxy rất cao
Chiến lược mới nhất dựa trên vai trò của erythropoietin (EPO) trong việc kích thích tủy xương tạo ra các tế bào hồng cầu (GR)
EPO tái tổ hợp của con người (rHuEPO) và các chất liên quan (ví dụ darbepoietin ) được sử dụng làm doping
EPO có một cuộc sống tương đối ngắn trong cơ thể trong khi tác dụng kích thích của nó có thể kéo dài đến hai tuần
Lịch sử của erythropoietin
- 1905 Carnot và Deflandre đưa ra giả thuyết rằng một yếu tố hình thể, mà họ gọi là hemopoietin, đã điều chỉnh việc sản xuất các tế bào hồng cầu
- 1936 Hjort đã chứng minh và xác nhận sự tồn tại của yếu tố này
- 1950 Reissmann đã chỉ ra rằng sự biểu hiện gen của yếu tố này được điều chỉnh bởi áp suất oxy
- 1977 Miyake quản lý để tinh chế erythropoietin của con người
1985 Lin và Jacobs đã nhân bản gen erythropoietin và phát triển một dòng tế bào được biến đổi (tế bào CHO) có khả năng tạo ra erythropoietin tái tổ hợp ở người
- 1989 nhân bản thụ thể EPO
- 2000 tổng hợp darbepoetin
Erythropoiesis và thiếu oxy
Erythropoiesis (sản xuất các tế bào hồng cầu mới) được kiểm soát bởi một hệ thống phản hồi rất nhạy cảm, trong đó một cảm biến ở mức độ của thận cảm nhận được sự thay đổi trong việc cung cấp oxy.
Cơ chế này dựa trên sự hiện diện của một yếu tố phiên mã (yếu tố cảm ứng Hypoxia, dị hợp HIF-1) (HIF-1α và HIF-1β) làm tăng biểu hiện của gen erythropoietin.
HIF-1α không ổn định khi có oxy và bị phân hủy nhanh chóng bởi prolyl-hydroxylase với sự đóng góp của protein von Hippel-Lindau
Trong quá trình thiếu oxy, propyl-hydroxylase không hoạt động do hậu quả HIF-1α tích lũy bằng cách kích hoạt sự biểu hiện của erythropoietin, kích thích sự mở rộng nhanh chóng của các tiền thân erythroid.
Nhân hồng cầu
Erythropoietin là một protein bao gồm 193 axit amin (nhưng 27 axit đầu tiên bị phá vỡ trong quá trình bài tiết)
Nó chủ yếu được sản xuất bởi các tế bào kẽ nội mô của thận, dưới sự kiểm soát của một gen nằm trên nhiễm sắc thể 7.
Sau khi bài tiết, erythropoietin, ở mức độ của mô tạo máu (tủy xương), liên kết với một thụ thể (EPO-R) nằm trên bề mặt của tiền thân erythroid và được nội hóa
Khi bị thiếu máu hoặc thiếu oxy, sự tổng hợp EPO tăng nhanh hơn 100 lần và do đó làm tăng khả năng sống sót, tăng sinh và trưởng thành của các tế bào tiền thân tủy cũng thông qua việc ức chế apoptosis (chết tế bào theo chương trình)
Mức EPO bình thường trong máu là khoảng 2-25 mU / mL, nhưng có thể tăng 100-1000 lần như một phản ứng với tình trạng thiếu oxy
Cơ chế cảm biến oxy dẫn đến sự gián đoạn sản xuất EPO khi số lượng hồng cầu và / hoặc việc cung cấp oxy cho các mô trở lại trạng thái cân bằng
Cơ chế phản hồi đảm bảo sản xuất GR đầy đủ để ngăn ngừa thiếu máu và thiếu oxy mô, nhưng không quá cao để dẫn đến bệnh đa hồng cầu với độ nhớt quá mức của máu và do đó có nguy cơ mắc bệnh tim mạch.
Sản xuất quá mức EPO dẫn đến bệnh đa hồng cầu (thứ phát để phân biệt với bệnh đa hồng cầu thực sự hoặc nguyên phát: rối loạn myeloproliferative trong đó các dòng vô tính, độc lập với EPO, của các tế bào tiền thân tăng cả GR và bạch cầu hạt và tiểu cầu), từ độ cao, từ tắc nghẽn dòng máu đến nơi sản xuất EPO, từ các khối u sản xuất EPO.
Trong bệnh đa hồng cầu, mức độ EPO thường cao, nhưng cũng có thể là bình thường để tăng doanh thu
Được biết, sự khác biệt di truyền hiện có giữa các vận động viên có thể là một yếu tố cơ bản của các khả năng hiệu suất khác nhau
Một ví dụ là câu chuyện về vận động viên người Phần Lan Eero Mäntyranta, huy chương vàng đôi tại Thế vận hội 1964 ở Innsbruck
Nó được sinh ra với đột biến gen EPO (thể hiện ở cấp độ thụ thể) làm tăng khả năng vận chuyển của nó với các tế bào hồng cầu lên 25-50%.
Điều kiện sinh lý này có thể được sao chép thông qua thao tác gen
Số lượng thụ thể EPO khác nhau trong các tế bào khác nhau của dòng hồng cầu. Tối đa là trong CFU-E, số lượng giảm dần theo tiến trình biệt hóa và trưởng thành của các tế bào hồng cầu. Hồng cầu trưởng thành không có thụ thể cho EPO
Receptor cho EPO cũng đã được xác định trên các tế bào cơ, tế bào nội mô, hệ thần kinh trung ương, buồng trứng và tinh hoàn
Do đó, EPO được cho là có vai trò sinh lý trong sự phát triển của tim và não
EPO bảo vệ các mô tim và thần kinh khỏi viêm và tổn thương do thiếu máu cục bộ: cả bằng cách kích thích trực tiếp các tế bào thần kinh và tim và gián tiếp bằng cách huy động các tế bào tiền thân nội mô, do đó thúc đẩy quá trình tân mạch
Erythropoietin ngoại sinh
Erythropoietin tái tổ hợp của con người (epoietin, rHuEPO)
Nó chỉ thể hiện sự khác biệt nhỏ (trong chuỗi carbohydrate) so với EPO sinh lý, tuy nhiên được phản ánh trên hành vi hóa học và vật lý của phân tử, ví dụ như có sự khác biệt về điện tích
Đối với mục đích ergogen, rHuEPO được sử dụng với các mũi tiêm mỗi 2-3 ngày một lần, trong 3-4 tuần, liên quan đến các chế phẩm sắt. Trên thực tế, trong điều kiện kích thích bởi erythropoietin, cần phải tổng hợp huyết sắc tố ở vận động viên với tốc độ cao hơn nhiều so với thông thường và điều này đòi hỏi phải cung cấp đủ chất sắt để duy trì hiệu quả hồng cầu. Thời gian bán hủy và 8, 5 giờ
Khi đã đạt đến giai đoạn bảo trì, nó có thể diễn ra ở liều thấp hơn, khó xác định hơn ở các kiểm soát doping
darbepoetin
Ổn định hơn EPO, với thời gian bán hủy dài hơn (ev 25, 3 giờ) và hiệu quả cao hơn; nó dễ dàng được xác định hơn cho các đặc điểm cấu trúc khác với sản phẩm của con người nội sinh và cho độ thanh thải thấp hơn
Công dụng điều trị của erythropoietin (epoetin, Eprex®, Globuren®, Neorecormon®, darbepoetin: Aranesp®, Nespo®)
- Thiếu máu trong suy thận mạn
- Thiếu máu Ziovudine (chống HIV)
- Thiếu máu "chịu lửa"
- Chống thiếu máu sau hóa trị liệu khối u
- Sự thiếu hụt bệnh lý của EPO
- u tủy
- Hội chứng myelodysplastic
Nghiên cứu về erythropoietin trong sự phát triển nhanh chóng và liên tục:
Sản phẩm bắt chước hoạt động EPO
Các peptide nhỏ hoặc các hợp chất không peptide có thể liên kết với các thụ thể EPO bằng cách kích hoạt chúng (Khoa học 1996; 273: 458. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: 12156)
Gần đây, ví dụ, trong các thí nghiệm in vitro, tan máu tằm đã được chứng minh là có tác dụng ức chế quá trình tự hủy của các tế bào sản xuất EPO bằng cách tăng sản xuất EPO lên 5 lần (Biotechnol Bioeng 2005; 91: 793)
Kiểm tra sự cố cho EPO
Các biện pháp gián tiếp cho EPO
Đo mật độ hồng cầu (hematocrit được biểu thị bằng phần trăm), nồng độ huyết sắc tố, số lượng hồng cầu lưới
Trong đạp xe, các phép đo hematocrit trên 50% dẫn đến đình chỉ. Các giá trị trên 50% bị IOC nghi ngờ
Liên đoàn trượt tuyết quốc tế đã áp đặt giới hạn huyết sắc tố là 18, 5 g / dL ở người và 16, 5 g / dL ở phụ nữ, nếu được phát hiện trước một cuộc thi, vận động viên không thể tham gia để bảo vệ sức khỏe của mình
Cần lưu ý rằng các giá trị của hematocrit và hemoglobin có thể thay đổi từ vận động viên sang vận động viên và đáp ứng với cùng một bài tập. Lý tưởng là có hồ sơ huyết học trong thời gian của mỗi vận động viên:
các cuộc điều tra để xác định việc sử dụng EPO đã lan sang các môn thể thao khác nhau và dĩ nhiên là Thế vận hội
Marco Pantani đã bị loại khỏi Giro d'Italia vì giá trị hematocrit là 52%
Vào năm 2003, vận động viên chạy cự ly trung bình của Kenya, Bernard Lagat (lần thứ hai tốt nhất trong 1500 m) là dương tính (nghiên cứu rHuEPO trong nước tiểu) cho tuyển dụng EPO trước Giải vô địch điền kinh thế giới Paris (mà anh không thể tham dự) phân tích phản tác dụng tiếp theo, tuy nhiên, đã xóa anh ta. Trường hợp này đã cho thấy sự cần thiết phải tìm kiếm các xét nghiệm đáng tin cậy hơn.
Gần đây, một phương pháp đẳng điện mới đã được phát triển (có kết quả tốt) để phân biệt EPO ngoại sinh với các mẫu nước tiểu nội sinh, được phát triển trong phòng thí nghiệm Chatenay-Malabry của Pháp (Nature 2000; 405: 635; Hậu môn sinh hóa 2002; 311: 119; Lâm sàng 2003, 49: 901). Có thể xác định EPO ngoại sinh ngay cả sau 3 ngày dùng nó
Phản ứng bất lợi từ erythropoietin ngoại sinh
Tăng huyết áp động mạch (Tỷ lệ mắc 1-30%). Cơ chế chưa được hiểu đầy đủ, EPO có tác dụng co mạch và phơi nhiễm mãn tính gây ra sự kháng lại tác dụng giãn mạch của oxit nitric. Cuối cùng, EPO thúc đẩy sự phát triển tế bào cơ trơn của các mạch với sự tái tạo mạch máu và phì đại có thể góp phần duy trì tăng huyết áp [Am J Kidney Dis 1999; 33: 821-8])
Đau xương (không nghiêm trọng, thoáng qua, tỷ lệ mắc cao = 40%)
Co giật (để tăng nhanh độ nhớt của máu và mất sự giãn mạch do thiếu oxy với sự gia tăng sức cản mạch máu)
đau đầu
Hiện tượng huyết khối (EP, IMA, đột quỵ), tất cả đều liên quan đến chứng suy giáp
Thiếu máu sau điều trị để giảm sản xuất EPO nội sinh
Bất sản tinh khiết của loạt màu đỏ (hình thành kháng thể chống EPO?)
Rối loạn myeloproliferative (nghiên cứu động vật, điều trị lâu dài?)
Thiệt hại từ erythropoietin như doping
Dữ liệu về các phản ứng bất lợi của erythropoietin được liệt kê ở trên hầu như chỉ xuất phát từ phương pháp điều trị ở bệnh nhân mắc các bệnh tiềm ẩn
Không có nghiên cứu về tác hại của erythropoietin được sử dụng như pha tạp trên các vận động viên khỏe mạnh
Một nghiên cứu trên các vận động viên được cung cấp EPO trong 6 tuần cho thấy sự gia tăng đáng kể huyết áp tâm thu để đáp ứng với tập thể dục dưới mức tối đa
Số ca tử vong giữa người đi xe đạp Bỉ và Hà Lan trong khoảng từ 1987 đến 1990 có liên quan đến việc sử dụng thuốc EPO ( Gambrell và Ngành Rô bốt): doping máu và erythropoietin tái tổ hợp ở người: Mellion, MB (chủ biên) : Bí mật y học thể thao Philadelphia: Hanley & Belfus, 1994, trang 130-3)
Không sai khi nghĩ rằng các phản ứng bất lợi được nêu bật ở bệnh nhân cũng có thể xảy ra ở những vận động viên khỏe mạnh ngay cả khi có tỷ lệ mắc thấp hơn.
