doping

Doping genetic - IGF-1, Myostatin, Hormonul de creștere, testarea anti-doping

Genele legate de creșterea și regenerarea musculară

Creșterea și regenerarea țesutului muscular pot fi realizate fie prin creșterea expresiei genelor care au o acțiune stimulatoare, cum ar fi factorul de creștere a insulinei (IGF-1), și prin inhibarea genelor care de obicei acționează ca represori ai procese de creștere, de exemplu miostatină.

IGF-1 muscular (mIGF-1) : Izoforma musculară specifică a factorului de creștere a insulinei (mIGF-1) joacă un rol foarte important în regenerarea musculară. Gena IGF-1 are sarcina de a repara mușchiul, când, în timpul exercițiului, suferă traume microscopice.

Proteina IGF-1, produsă de gena, cauzează creșterea musculară prin stimularea dezvoltării celulelor stem de rezervă. Fibrele se repara și cresc, ajungând la mai multe miofibrili decât înainte de rănire. Semnalul de stopare a creșterii este dat de altă proteină, miostatină. Introducerea unei gena IGF-1 suplimentară ar eluda mecanismul de echilibru, determinând hipertrofie musculară și creștere necontrolată a fibrelor. Șoarecele transgenic pentru mIGF-1 prezintă, de fapt, o hipertrofie selectivă a musculaturii trunchiului și a membrelor (23, 3% mai mare a masei musculare) și o creștere a rezistenței musculare (cu 14, 4% mai mare); în plus, introducerea de modele de șoareci in vivo ale genei mIGF-1 în membrele deteriorate are ca rezultat repararea leziunilor musculare. Cu toate acestea, efectele secundare pe care tratamentul cu mIGF-1 le-ar putea genera pe termen lung nu sunt cunoscute.

Myostatin : Myostatinul este o proteină descoperită în 1997 în timpul studiilor de diferențiere și proliferare a celulelor. Pentru a intelege care este functia sa reala, soarecii au fost perechi in care gena care codifica pentru myostatin a fost inhibata.

Descendenții homozigoți (purtători ai ambelor gene mutante) au avut o dezvoltare musculară superioară în comparație cu șoarecii heterozigoți (purtători ai unei singure gene mutante) și cei normali. Dimensiunea corpului a fost cu 30% mai mare, musculatura a apărut hipertrofică, iar greutatea a fost de 2 sau 3 ori mai mare decât cobaii naturali. Ulterior, analiza histologică a arătat o creștere atât a mărimii celulelor musculare individuale (hipertrofie) cât și a numărului lor (hiperplazie). În același timp, a existat o ușoară scădere a țesutului adipos, în timp ce fertilitatea și durata vieții au rămas aproape neschimbate.

În 2004, când a studiat un copil german de 5 ani cu o dezvoltare anormală a forței și a masei musculare, prezența unei mutații în gena care codifică pentru miostatină a fost identificată pentru prima dată la om. Influența asupra expresiei fenotipice a fost identică cu cea observată la șoarecii de laborator și la rasele de bovine studiate, atât de mult încât puterea musculară a copilului era similară sau chiar mai mare decât cea a unui adult. Un aspect foarte interesant este că mama copilului, de la care a moștenit unul dintre cele două alele mutante, a fost un sprinter profesionist și că unii dintre strămoșii lui sunt amintiți tocmai pentru puterea lor extraordinară.

Myostatinul este o proteină care interacționează cu dezvoltarea musculară, inhibând-o; este produsă în principal de celulele musculare scheletice, iar acțiunea sa este reglementată de prezența unui inhibitor numit follistatin. Cu cât nivelul follistatinului este mai mare, cu atât nivelul de miostatină este mai mic, cu atât mai mare va fi dezvoltarea musculară. Se pare că follistatina este capabilă să interacționeze cu celulele satelit prin stimularea proliferării celulelor musculare noi (hiperplazia). În mod normal, creșterea masei musculare se datorează numai creșterii mărimii celulelor (hipertrofie), în timp ce o ușoară hiperplazie ar putea apărea numai în cazuri speciale (leziuni musculare).

Recent, abordarea inhibării miostatinei în tratamentul patologiilor distrofice musculare la modelele animale a atras un interes deosebit; atât injecțiile intraperitoneale ale unui inhibitor al miostatinei, cât și ștergerile specifice ale genotipului miostatinei, au avut ca rezultat o îmbunătățire a patologiei musculare distrofice. Cercetările curente se concentrează asupra studierii și dezvoltării acestor potențiale, însă există încă multe ipoteze și câteva certitudini. Studiile privind rolul myostatinului în corpul uman sunt puține, adesea discordante, și încă așteaptă confirmarea. De fapt, creșterea musculară este rezultatul unui echilibru subtil între factorii anabolici și catabolici și un singur hormon, o genă sau o substanță particulară nu este suficientă pentru ao influența în mod semnificativ. Pentru a confirma acest lucru, există studii în literatură care arată că nu există diferențe importante în cantitatea de mase musculare între subiecții normali și alții cu deficit de miostatină.

Hormon de creștere (somatotropină - GH): GH sau hormonul somatotropic este o proteină (o peptidă liniară compusă din 191 aminoacizi) produsă de celulele somatotrope ale hipofizei anterioare. Are descărcare pulsată, cu vârfuri mai frecvente și mai largi în primele ore de somn.

Activitatea sportivă este un stimulent puternic pentru secreția hormonului de creștere. În timpul exercițiilor pe termen lung, vârful secretor se observă între 25 și 60 de minute, în timp ce în cazul stresurilor anaerobe acest vârf este înregistrat între sfârșitul celui de-al 5-lea și al 15-lea minut de recuperare.

Cu aceeași exercițiu fizic, secreția GH este mai mare:

  • la femei comparativ cu bărbații
  • la tineri comparativ cu subiecții vârstnici
  • în sedentar față de cei instruiți

Secreția GH în cursul exercițiilor fizice este influențată de:

  • INTENSITATE "

Un răspuns GH semnificativ la exercițiile fizice este deja observat pentru exercițiile de intensitate scăzută (50% din VO2max) și devine maximal în jurul pragului anaerobic (70% din VO2max). O creștere suplimentară a intensității nu determină o creștere semnificativă a vârfului secretor. Cel mai mare răspuns al lui GH la angajarea fizică este observat în timpul exercițiilor cu mare cerere asupra glicolizei anaerobe și a producției masive de lactate (de exemplu, construirea de corpuri). GH secreția este invers proporțională cu perioada de recuperare și direct proporțională cu durata exercițiului.

  • INSTRUIRE

Răspunsul GH la exercițiu este invers proporțional cu gradul de pregătire. La aceeași intensitate a exercițiului, un subiect instruit produce mult mai puțin GH decât un subiect decondiționat, deoarece lactidemia (ponderea lactatului în circulație) este mai mică.

Efectele GH sunt parțial directe, cum ar fi efectul diabetogenic și lipolitic și parțial mediate de factori de insulină similari: factorul de creștere a insulinei (IGF-1, IGF-2).

  • TEMPERATURA

Răspunsul la secreția GH la schimbarea temperaturii mediului este direct proporțional cu scăderea temperaturii.

Axa GH-IGF acționează fiziologic asupra metabolismului glicolic, determinând hiperglicemia; asupra metabolismului protic, creșterea absorbției celulare a aminoacizilor și accelerării transcrierii și translației ARNm, favorizând astfel anabolismul proteinelor și dezvoltarea masei musculare; în cele din urmă acționează, de asemenea, asupra metabolismului lipidic, determinând lipoliza cu o creștere a acizilor grași liberi și a corpurilor cetone.

Efectele secundare asociate cu administrarea de cantități mari de GH sunt multe: miopatie, neuropatii periferice, retenție de lichide, edem, sindrom de tunel carpian, artralgie, parestezie, ginecomastie, hipertensiune intracraniană benignă cu papiloma și cefalee, pancreatită acută, intoleranță la glucoză, creșteri ale plasmei în colesterol și trigliceride, afecțiuni arterio-coronare, cardiomegalie și cardiomiopatie. Efectele musculo-scheletice și cardiace asociate cu administrarea GH pot fi ireversibile, adesea chiar și după retragerea hormonilor. De asemenea, este important să rețineți că GH poate induce formarea neoplaziei, în special în colon, piele și sânge.

Strategii pentru detectarea dopajului genetic

Includerea dopajului genetic de către Agenția Mondială Anti-Doping (AMA) în lista substanțelor și metodelor interzise a fost urmată de dificultatea dezvoltării unor metode de detectare a acesteia, atât că transgenul, cât și proteina exprimată ar fi cel mai probabil nu se poate distinge de omologii lor endogeni.

Eșantionul ideal pentru detectarea dopajului genetic trebuie să fie ușor accesibil cu retrageri care nu utilizează o abordare invazivă; în plus, studiul ar trebui să reflecte nu numai situația din momentul colectării, ci și cea a unei perioade anterioare. Fluidele corporale (sânge, urină și saliva) îndeplinesc primul punct, astfel încât metodologia dezvoltată ar trebui să se aplice cel puțin uneia dintre aceste probe. Metodele de detectare ar trebui să fie specifice, sensibile, destul de rapide, potențial rentabile și ar trebui să permită analize pe scară largă.

Implicațiile legale legate de utilizarea oricărei metode care permite monitorizarea dopajului asupra sportivilor sunt de așa natură încât, acolo unde este posibil, o metodă directă care identifică fără echivoc agentul doping va fi întotdeauna preferată față de o metodă indirectă, care măsoară schimbările apărute în celulele, în țesuturi sau în întregul organism datorită dopajului. În ceea ce privește dopajul genetic, detectarea transgenei, a proteinei transgenice sau a vectorului în sine ar fi o abordare directă, dar posibilitatea de a utiliza acest tip de abordare este minimă, ca în cazul detectării hormonilor peptidici interzici cum ar fi eritropoietina și somatotropină. Abordarea indirectă (pașaportul biologic) oferă în schimb o anumită fiabilitate în rezultatul testului, bazată pe un model statistic, prin urmare, mai deschisă controlului legal. Mai mult, nu sa ajuns încă la un acord între figurile importante ale comunității sportive privind un nivel acceptabil de fiabilitate.

Bibliografie:

  • Mecanismul acțiunii de vanadiu: agent insulino-mimetic sau agent de creștere a insulinei? [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct; 78 (10): 829-47]
  • Vanadiu și diabet: proprietăți insulinomimetice pancreatice și periferice - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
  • Efectul vanadiului asupra utilizării regionale a glucozei creierului la șobolani - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 Aug; 54 (2): 407-9]
  • Inhibarea gluconeogenezei de vanadiu și metformin în tubul cortexului renal izolat de la iepurii de control și diabetici - Kiersztan A și colab. - [Biochem Pharmacol. 2002 Apr 1; 63 (7): 1371-1382].