Facoltà di Scienze Motorie
Università degli Studi di Verona
Corso elettivo
“Farmaci, integratori e doping”
Le sostanze dopanti -2-
Docenti:
Guido Fumagalli e Roberto Leone
Sintesi e struttura dell’insulina
Gli ormoni peptidici sono sintetizzati come preproormoni inattivi che includono
una sequenza segnale, l’ormone e altri frammenti peptidici aggiuntivi
Proinsulina (84 aa)
Peptide C
(di connessione)
S
S
S
S
S
S
S Catena A (21)
S
S
S
insulina
S
S
Catena B (30)
Recettore dell’insulina
Recettori superfice cellulare:
a subunita siti di
legame dell’insulina
Membrana plasmatica
b subunita con attività
tirosina kinasi
Attivazione del recettore dell’insulina
Insulin binding to a subunit
regulates b subunit activity
Insulina
GLUT4
autophosphorylation
of b subunit
PO4IRS-1
+ ATP
IRS-1-PO4
GLUT4
tyr kinase activity
phosphorylation of
other substrates
activation of phosphoinositide 3-kinase
Glucose transporter translocation
to plasma membrane
Attivazione del recettore dell’insulina
Insulin binding to a subunit
regulates b subunit activity
Insulin
GLUT4
autophosphorylation
of b subunit
tyr kinase activity
phosphorylation of
other substrates
phosphorylation of
MAP kinase
PO4IRS-1
+ ATP
IRS-1-PO4
e.g. GLUT
expression
MAPK MAPK-PO4
+
ATP
Transcriptional
regulation
Protein synthesis,
proliferation &
differentiation
Effetti dell’insulina
Fegato
Muscolo
Stimola
Inibisce
sintesi glicogeno
sintesi trigliceridi
glicogenolisi
ketogenesi
gluconeogenesi
scheletrico
utilizzo glucosio
sintesi proteine
sintesi glicogeno
Tessuto
degradazione proteica
glicogenolisi
adiposo
utilizzo glucosio
accumulo trigliceridi
Promuove processi
anabolici
lipolisi
Inibisce processi
catabolici
Reazioni avverse dell’insulina
• Ipoglicemia (fino al coma)
• Allergia
– Reazioni locali cutanee o sistemiche
• Lipoipertrofia
– Dovuta all’effetto lipogenico dell’insulina quando si utilizza la stessa
area per freequenti iniezioni
• Lipoatrofia
– Dovuta alla presenza di impurità
• Edema da insulina transitorio e raro
Altri regolatori ormonali
Gonadotropine
(LH/ICSH, hCG)
Hanno effetti diversi nell’uomo e nella donna. Nell’uomo,
controllano la produzione di testosterone, pertanto
vengono assunti per ottenere gli stessi effetti degli ormoni
androgeni steroidei.
Nella donna controllano il processo dell’ovulazione.
Gli effetti collaterali sono riconducibili a quelli degli
steroidi anabolizzanti. Due sintomi gravi sono
rappresentati dalla cefalea fastidosissima e, sul piano
psicologico, dalla depressione. Possono produrre cisti
ovariche.
Altri regolatori ormonali
Corticotropina (ACTH)
E’ uno degli ormoni prodotti dall’ipofisi.
La corticotropina stimola la funzione della corteccia surrenale,
la quale produce ormoni che, a loro volta, controllano il
metabolismo glucidico e l’equilibrio idrico salino. L’attivazione
dell’ACTH e della corteccia surrenale è tipica nelle condizioni
di stress, pertanto la giustificazione nell’uso di questo ormone
è quella di fornire all’atleta una maggior quota di ormone per
fronteggiare lo stress. Le complicazioni sono gravi, anche se
rare, tenuto conto dell’azione multifocale dell’ACTH e degli
ormoni surrenali: ritenzione idrica, diabete, alterazioni
cutanee, riduzione delle difese immunitarie, miopatie, obesità,
osteoporosi, ulcera gastroduodenale.
Eritropoietina (EPO)
• L’eritropoietina stimola il midollo osseo a produrre
globuli rossi (GR), nell’organismo umana è prodotta dai
reni. Come doping si usa la EPO ricombinante umana
(rHuEPO) e sostanze affini (es. darbopoietina)
• Come è noto i globuli rossi trasportano l’ossigeno ai
tessuti e negli sport di resistenza, in particolare nel
ciclismo, le richieste di ossigeno sono molto elevate
• In questo senso l’incremento dei globuli rossi può
aumentare la performance
• L’EPO ha una vita breve nell’organismo (24 ore) mentre
il suo effetto stimolante può durare fino a due settimane
• L’EPO determina un aumento della viscosità del sangue,
con problemi di trombosi ed embolie specie notturne
Usi terapeutici dell’eritropoietina
Anemia in corso di insufficienza renale cronica
Anemia "refrattaria"
Anemia post-chemioterapia
Erythropoietin Mechanism
Stimolo iniziale
Livelli ossigeno ematico normali
Aumentata capacità
del sangue di
trasportare O2
L’aumentata
eritropoiesi
incrementa il
numero dei GR
L’eritropoietina stimola
il midollo osseo
Ipossia per: diminuito numero
GR, diminuita disponibilità di
O2 nel sangue, o aumentata
domanda tissutale di O2
Rene (e fegato a un
grado minore) rilasciano
eritropoietina
Formazione dei globuli rossi
0-2 %
Maschi <17 g/dl
Femine<16 g/dl
Correlazione emoglobina - potenza
Hb
12.8
13.0
14.0
15.0
16.2
17.0
17.8
18.2
Htc
38.4
39.0
42.0
45.0
48.6
51.1
53.5
54.7
MCV
93.7
93.7
93.7
93.7
93.7
93.7
93.7
93.7
Watt
416.0
422.5
455.0
487.5
526.5
552.5
578.5
591.5
Simulazione teorica (ma non troppo)
Hb gr/dL
Tempo
Distacco
Km/h
12.8
1h 14’20’’
0.0.00
40.522
13.0
1h 13’38’’
40.742
14.0
1h 11’43’’
- 42”
-’’
- 1’55’’
15.0
1h 10’00’’
- 3’38’’
42.857
16.2
1h 08’07’’
- 5’31’’
44.042
17.0
1h 07’00’’
- 6’38’’
44.776
17.8
1h 05’55’’
- 7’43’’
45.512
18.2
1h 05’24’’
- 8’14’’
45.872
41.831
L’EPO e gli sbalzi nel sangue : un
esempio concreto nello sci di fondo
• Valori di
Htc di
un atleta
di spicco
dello sci
di fondo,
stagioni
’93-’95
(Dati processo
di Ferrara)
Data
18/01/93
27/10/93
08/01/94
28/02/94
06/10/94
20/02/95
Htc
38,7
43,5
51,3
54,2
41,2
52,8
Manifestazione
non trattato
Lillehammer
Mondiali
(Gentilmente fornita da E. Capodacqua, giornalista Repubblica)
Nel ciclismo lo stesso su e giù
• Valori di
Htc di un
atleta di
spicco del
ciclismo
durante le
stagioni
1994 e 1995
(Dati processo di
Ferrara)
Data
16/03/94
23/05/94
13/06/94
18/03/95
30/06/95
Htc
40,7
54,5
58,0
45,0
56,0
Manifestazione
inizio stagione
Tappa Loreto Giro
Fine Giro
inizio stagione
prima del Tour
(Gentilmente fornita da E. Capodacqua, giornalista Repubblica)
Il processo di Ferrara: l’altalena di HTC e HB
Hb
Min Max
M.Albarello
G.Bontempi
G.Bugno
C.Chiappucci
M.De Zolt
M.Pantani
M. Di Centa
M.Fondriest
Htc
Diff %
Min
Max Diff.%
14,5
18,6
28,3
44,0
57,5
30,7
13,9
20,1
44,7
40,1
62,0
54,6
15,2
17,6
15,8
44,7
51,8
15,9
12,0
19,8
65,0
35,7
60,7
70.0
14,3
17,6
23,1
40,6
54,2
33,5
13,7
18,6
35,8
40,7
57,4
41,0
13,0
18,0
38,5
41,2
55,5
34,7
13,7
18,0
31,4
40,8
53,9
32,1
(Gentilmente fornita da E. Capodacqua, giornalista Repubblica)
I problemi dei test per l’EPO
•
•
•
Sebbene siano stati fatti dei progressi nei test
antidoping, l’EPO è un ormone naturale e quindi i
test potrebbero non essere utili
Si utilizzano misure indirette per l’EPO
– Misura della densità dei GR (ematocrito)
– Misurazioni superiori al 50% portano alla
squalifica
– La Federazione Internazionale di Sci ha
imposto un limite di emoglobina di 18.5 g/dL
Le indagini per individuare l’uso di EPO si sono
estese a diversi sport ed ovviamente alle Olimpiadi
– Marco Pantani fu squalificato dal Giro d’Italia
per un valore di ematocrito del 52 %
– Nel 2003 il mezzofondista keniano Bernard
Lagat (secondo miglior tempo di sempre nei
1500 m) è risultato positivo (ricerca di rhEPO
nelle urine) per assunzione di EPO prima dei
Campionati del Mondo di atletica leggera di
Parigi (a cui non ha potuto partecipare) le
successive contro-analisi lo hanno però
scagionato. Questo caso dimostra la necessità di
ricercare test più attendibili. Associare almeno
conta dei reticolociti
Doping ematico
• Prima dell’EPO si utilizzava la tecnica delle trasfusioni
di sangue per incrementare il numero di globuli rossi
• L’EPO a rimpiazzato le trasfusioni in quanto determina
un maggiore aumento di GR. Negli ultimi tempi,
tuttavia, ci sono segnali di un ritorno alle autotrasfusioni
in quanto non individuabili nei test
• Effetti simili a quelli dell’EPO e del doping ematico si
possono ottenere anche con gli allenamenti in altura e
con le tende ipo-ossigenate
Doping ematico
• Due possibilità:
– Doping ematico omologo (sangue proveniente da
un’altra persona)
• Traditional transfusion medicine
• ”Donor Doping” (team mate)
– Doping ematico autologo (autotrasfusione)
• Estrazione di es. 900 ml sangue - 5 sett. prima della gara
• Infusione del sangue centrifugato (cellule impaccate) 1 o 2
giorni prima della gara
Vantaggi e svantaggi del doping
ematico autologo
• Vantaggi
– “Nessun metodo di detenzione”
– Evitare patologie tipo AIDS ed epatiti
– Evitare reazioni da sangue non compatibile
• Svantaggi
– Diminuita performance durante l’allenamento
dopo l’estrazione del sangue
Vantaggi e svantaggi del doping
ematico omologo
• Vantaggi
– Nessuna diminuzione della performance
• Svantaggi
– Possibilità di essere individuati!!!
(individuazione degli antigeni minori dei GR
del donatore)
– Contrarre malattie dal donatore
– Reazioni da trasfusione
Hb
Rtc
3
hemoglobin (g/dl)
17
16
2
15
14
1
13
12
reticulocytes (%)
18
Hemoglobin (g/dl)
Reticulocytes (%)
17
4
3,5
0
25-nov-01
14-dec-01
15-dec-01
4-jan-02
8-jan-02
3
Feb. 2002
16
2,5
Atleta ”pulito”
2
1,5
15
Hemoglobin (mmol/l)
Reticulocytes (%)
1
11
4
0,5
3,5
10
3
14
0
0
3
7
14
21
28
31
35
38
42
45
52
67
73
100 >100
2,5
9
2
8
1,5
1
7
0,5
6
0
AB
A0
APE
A1
A3
A7
A14 A21
PB
P0
P1
P2
P3
P7
P14 P21
Doping ematico autologo (~ 1L)
SP Mortensen, et al.. J Physiol. 1st revision
Soggetti trattati con Aranesp®
C. Lundby & R. Damsgaard. Scand J Med Sci
Sports 2005
Effetti del doping ematico su VO2max e
fatica
Performance dopo doping ematico
Altre tecniche per aumentare la disponibilità di O2 nel sangue
I trasportatori di ossigeno come i perfluorocarburi (PFC), particelle inerti in
forma di emulsioni, possono aumentare la concentrazione o la disponibilità di
ossigeno arterioso per i muscoli, senza aumentare la concentrazione di
emoglobina e/o il numero dei globuli rossi circolanti.
I PCF sono capaci di aumentare la concentrazione di ossigeno disciolto
come gas (senza quindi utilizzare l’emoglobina dell’organismo) con effetto
praticamente immediato dopo la somministrazione e con successiva rapida
eliminazione per via respiratoria. Le controindicazioni e i rischi non sono
ancora conosciuti.
Le emoglobine di varia origine (umana, bovina, prodotta attraverso
tecniche di ingegneria genetica) variamente modificate per renderle più
stabili e meno tossiche possono essere conservate, a differenza del sangue,
per un lungo periodo. Queste emoglobine di sintesi non sono rintracciabili
nelle urine, ma sono identificabili esclusivamente nel sangue, purché il
prelievo del campione venga effettuato praticamente a ridosso della gara
(poche ore prima o poche ore dopo). Si tratta infatti di sostanze che vengono
rapidamente eliminate dal circolo sanguigno entro 12-24 ore al massimo.
Gli stimolanti del SNC
La via del “piacere”
Gli stimolanti (es. cocaina, oppioidi, amfetamine,cannabinoidi) alterano
le aree cerebrali che mediano le sensazioni di motivazione e di piacere
Meccanismo comune agli stimolanti:
liberazione di dopamina
Stimolanti del SNC
Cocaina
Derivata dalla pianta Erythroxylon coca è un potente stimolante
del SNC, agisce inibendo il reuptake della dopamina a livello
delle sinapsi. Provoca euforia, fiducia in se stessi, potenza
sessuale, non fa sentire la fatica, mantiene sveglie aumenta
l’attenzione.
Provoca aritmie cardiache, infarto del miocardio, ipertensione o
ipotensione, ansia, depressione, attacchi di panico,
aggressività, irritabilità, psicosi tossiche, tremori, convulsioni,
alterazione dei riflessi, mancata coordinazione motoria, paralisi
muscolare, respirazione irregolare dipendenza, morte
Modificazioni nell’attività cerebrale
dopo cocaina
Narcotici (termine non corretto)
Oppioidi
Agiscono sui recettori µ, κ e δ, il loro principale effetto è quello
analgesico. Danno euforia. Vengono utilizzati nello sport anche
per consentire l’attività dopo traumi che causano ancora dolore
Provocano stipsi, depressione respiratoria, nausea e vomito,
miosi, edema polmonare, debolezza muscolare, ritenzione
urinaria, sonnolenza, dipendenza, morte. Non facendo
percepire il dolore possono aggravare il trauma esistente
Stimolanti del SNC
Amfetamine
Consentono un rendimento più elevato e allontanano la soglia
della stanchezza. Aumentano la temperatura corporea, il battito
cardiaco e la pressione sanguigna. Danno euforia, stimolando
alcune aree del cervello, aumentano l’aggressività, la
concentrazione e l’attenzione
Provocano ipertensione, angina, vomito, dolore addominale,
emorragie cerebrali, dipendenza, morte
Efedrina, pseudoefredina, fenilpropanolamina
Farmaci utilizzati nel raffreddore (ma anche illegalmente come
anoressizanti) hanno effetti simili alle amfetamine (anche come
reazioni avverse) quando impiegati a dosaggi elevati
Modificazioni
nell’attività
cerebrale
dopo
amfetamine
Caffeina
• Stimolante del SNC
– Controversi gli effetti sulla performance
• L’ultima lista WADA non l’inserisce più tra le sostanze
vietate (prima lo era per valori urinari superiori a 12
mcg/ml)
• Migliora l’attenzione, accorcia I tempi di reazione
provoca diuresi, fa sentire meno o ritarda l’affaticamento
– Provoca dispepsia, danni cardiaci, disidratazione, la
combinazione con altri stimolanti SNC può anche essere
fatale
Cannabinoidi
• Marijuana, hashish
– Presenti nella lista WADA
– Il principale principio attivo è il tetraidrocannabinolo
(THC)
– Alcuni studi mostrano un maggior uso negli atleti
maschi rispetto ai non atleti, l’inverso per le femmine
– Più che migliorare possono peggiorare la prestazione
sportiva
– Possono provocare percezione distorta, sindromi
amotivazionali, paranoia, disturdi psicomotori,
tachicardia, cefalea, diminuire il testosterone quando
usati a lungo, tipici problemi respiratori da fumo
La cannabis indica
La canapa indiana (cannabis indica) è una pianta originaria dell’Asia Centrale, delle
zone tropicali e temperate, ma ormai è coltivata in tutto il pianeta. Dalla canapa
indiana si estraggono la marijuana e l’hashish.
Si ipotizza che l’uso della canapa indiana è iniziato in età neolitica nei territori dell’attuale
Afghanistan. Da qui si sarebbe diffuso verso la Cina, dove il suo uso come sedativo è
documentato in un trattato cinese di botanica del 1500 a.C. In India la canapa era ritenuta di
origine divina, poiché si pensava provenisse dalla trasformazione dei peli della schiena di
Visnù. In tutto il mondo islamico la canapa era tenuta in grandissima considerazione, poiché
favoriva l’unione con la divinità.
I Cannabinoidi: (contenuto
in THC)
• Marijuana (0,5 – 1,5%)
• Ganja (2 - 4%)
• Hashish (3 - 7%) (nero,
afgano, pakistano…)
• Olio di hashish (20 - 40%)
Effetti del THC
• Effetti sedativi ed euforici
• Effetti allucinogeni (a dosi alte)
• Sensazione di benessere
• Rilassamento, calore
• Aumento dell’appetito
• Arrossamento tipico degli occhi
• Percezione alterata del tempo
• Sollievo dall’ansia
• Ansia e panico (timore di perdere il controllo)
• Incoordinazione motoria
• Difficoltà alla concentrazione
• Stato confusionale
• Nausea
….paranoia….compromissione delle capacità
mnemoniche…SLATENTIZZAZIONE DI PSICOSI…
…SINDROME AMOTIVAZIONALE (apatia, il soggetto appare inerte,
perdita di interessi, abulia…)
Alcune caratteristiche
del THC
• Distribuzione ai vari organi, soprattutto in quelli ad elevata
concentrazione di adipe
• Eliminazione lenta: rimane nell’organismo per svariati giorni
• L’eliminazione lenta tende a prolungare ed intensificare gli
effetti dei cannabinoidi successivamente fumati
• No sindrome astinenziale: tuttavia l’interruzione può
determinare nervosismo, irrequitezza, diminuizione
dell’appetito con perdita di peso, insonnia, aumento del sonno
REM, tremore…
• Dipendenza psicologica soprattutto dovuta al piacere
indotto dalla sostanza e al condizionamento del gruppo
• Forte tolleranza
L’alcol vietato in alcuni sport ma
dannoso per tutti
• Alcol
– Uso frequente
– In passato l’uso di liquori (es. brandy)
come doping era una pratica diffusa
– Tradizionalmente uno degli sport dove è
più frequente l’uso di alcol è il rugby
Consumatori di alcol in Italia
(Fonte: Osservatorio permanente su giovani e alcol. Indagine Doxa 2001)
% sul totale consumatori
Consumatori eccessivi di alcol in Italia
(Fonte: Osservatorio permanente su giovani e alcol. Indagine Doxa 2001)
L’alcol vietato in alcuni sport ma
dannoso per tutti
• Alcol
– Impatto negativo sui tempi di reazione, sulla cordinazione
occhio-mano e occhio-piede, sull’equilibrio, sulla
contrazione muscolare per diminuita produzione di ATP
(l'alcol etilico influenza il metabolismo epatico dei glucidi
inibendo il processo di sintesi del glucosio, il suo deposito
sotto forma di glicogeno e attivando il processo di
demolizione del glicogeno, in questo modo tende a esaurire
le scorte glicidiche e ostacola la loro reintegrazione)
– Squilibri ormonali (es. inibizione ipotalamica della
produzione di GH)
– Eccessiva produzione di calore e disidratazione
– Reazioni avverse: effetti cardiovascolari e GI, deficit
nutrizionali, patologie epatiche (cirrosi) e pancreatiche,
osteoporosi (uso cronico), alterazioni SNC (atrofia
cerebellare), dipendenza
Cervello
normale
Cervello
alcolista
Farmaci che aumentano la performance
• Beta-2 agonisti
–
–
–
–
Impiegati in clinica per il trattamento dell’asma
Isoproterenolo, epinefrina, norepinefrina
Salbutamolo, terbutalina, salmeterolo
Amine simpaticomimetiche, proprietà
anaboliche
– Reazioni avverse: aritmie cardiache, cefalea,
tremori, agitazione
Alcune localizzazioni dei recettori beta adrenergici ed
effetti in seguito a stimolazione e inibizione
Tessuto
Recettore
Stimolazione
Vasi
sanguigni
ß-1, ß-2
Dilatazione
Contrazione
Cuore
ß-1, ß-2
Effetto inotropo e
cronotropo positivo
Eff. inotropo e
cronotropo
negativo
Diminuzione
tremori
Muscolatura ß-2
scheletrica
Tremori
↑ massa muscolare e
velocità di contr.
muscolare
Bronchi
Dilatazione
ß-1> ß-2
Inibizione
Contrazione
Un beta-2 agonista particolare
• Clenbuterolo
– Lunga durata d’azione. Rispetto agli altri β2 agonisti presenta
una maggiore attività anabolizzante (forse per la diversa
cinetica). L’effetto diminuisce dopo 8-10 gg per la downregulation dei recettori β2. Pertanto viene assunto con uno
schema di tipo ciclico. Nei periodi di wash-out possono
presentaris sintomi di astinenza per la diminuzione degli
effetti stimolanti il SNC. Le dosi come doping sono
generalmente 4-5 volte superiori a quelle terapeutiche (20-40
mcg/die). Le rezioni avverse sono quelle tipiche dei β2
agonisti
Farmaci utilizzati in certe discipline
• Beta-bloccanti
–
–
–
–
Anti-tremore, effetto ansiolitico
Arcieri, ginnasti, automibilisti, ecc.
Effetti negativi sulla resistenza fisica
Reazioni avverse: depressione, broncospasmo,
fatica
Perdere peso o mascherare
• Diuretici
– Rapida perdita di peso
– Particolarmente utilizzata nel wrestling, boxe, judo e
negli altri sport che prevedono categorie di peso
– Aumentano l’escrezione e la diluizione di sostanze
illecite
– L’impatto sulla performance è complessivamente
negativo
– Provocano disidratazione, ipotensione, crampi
muscolari, squilibri elettrolitici
Il futuro del doping: i geni?
• Doping genetico
– I progressi nell’ambito della genetica con la definizione
del genoma umano aprono prospettive molto
interessanti per il trattamento di diverse patologie
– Il timore è che la manipolazione genetica venga
applicata anche per cercare di migliorare la
performance sportiva
– Segnali in questo senso sono già emersi. E’ già stato
inserito nella lista WADA dei metodi proibiti
– Non bisogna credere che la manipolazione genetica
delle cellule somatiche sia una pratica esente da rischi
DNA
RNA
GENE
Trascrizione/ traslazione
Proteina
FUNZIONE
Per Terapia Genica si intende il trasferimento di materiale genetico alle
cellule somatiche umane allo scopo di prevenire o trattare patologie.
Il Doping genetico usa le stesse tecniche della Terapia Genica allo
scopo di migliorare la prestazione sportiva.
Ingegneria genetica / tecniche di manipolazione
Segmenti specifici di DNA possono essere tagliati e
isolati
I segmenti isolati si possono ricombinare con un
vettore plasmidico
Il plasmide è trasferito in un batterio dove viene
moltiplicato
Il DNA ricombinato può essere ricombinato
ulteriormente per ottenere la molecola finale desiderata
La molecola finale è trasferita nelle cellule o
nell’organismo
Tre diverse modalità di trasferire materiale genetico
EX-VIVO
Le cellule target vengono isolate dal
soggetto, coltivate, modificate
geneticamente in vitro e quindi
reimpiantate nello stesso soggetto
V
In vitro
IN-VIVO
topico
Introdurre dei vettori contenenti
materiale genetico in una specifica
localizzata sede del corpo
IN-VIVO
sistemico
Introdurre dei vettori contenenti
materiale genetico nel sangue
- muscolo
- cervello
- articolazioni
- ecc.
- endovena
- intra-arteriosa
- ecc.
Due tipi di vettori per il trasferimento di materiale genetico
Trasferimento non-virale
(transfettazione)
a
DNA nudo, liposomomi, oligonucleotidi
b
Trasferimento virale
(infezione)
Adenovirus, retrovirus, ecc.
I tre possibili livelli del doping genetico
Prima della competizione
(effetti anabolizzanti)
Durante la competizione
(sostanze che migliorano
la performance)
Manipolazione
genetica
Dopo la competizione
(sostanze di riparo)
Quali approcci di ingegneria genetica si possono
ipotizzare come doping?
ex vivo, tessuto emopoietico:
modificare l’emopoiesi (recettore EPO, trasporto O2...)
in vivo locale (es. muscolo):
fattori di crescita, modificatori fibre muscolari
cardio-modulatori, ecc.
in vivo locale (es. articolazioni):
sostanze antidolorifiche, inibitori dell’infiammazione,
fattori di riparo, ecc.
in vivo sistemico:
anabolizzanti, fattori ormonali, killer del dolore, controllo
vascolare, ecc.
Esempi di approcci al doping genetico
Ormone della crescita umano (hGH)
Transfettazione in vivo: geni che producono hGH posti
in uno speciale involucro proteico
Utilizzati come spray da inalare nel sistema bronchiale
Iniettati direttamente nel sangue
Incrementata produzione di hGH
Approcci al doping genetico
Gene della miostatina
La miostatina è una proteina regolatrice della crescita
muscolare. Appartiene alla superfaniglia dei TGF-beta
E’ responsabile del differenziamento dei muscoli
scheletrici
Ha una funzione inibitoria della proliferazione delle
cellule satelliti alle fibre muscolari. Mutazioni genetiche
(es. ceppo bovino Belgium blue bull) provocano
abnormi crescite dei muscoli
Due strade: modificare il gene che codifica la miostatina
o somministrare inibitori della miostatina
Esperimenti su topi
Topi privati del gene della miostatina (topi knock out)
sviluppano una muscolatura ipertrofica:
Gli inibitori della miostatina sono già in vendita!!!
Approcci al doping genetico
Insulin like Growth Factor 1 (IGF-1)
Dopo iniezione intramuscolare, in animali, di un
plasmide contenente il gene umano per IGF-1
quest’ultimo veniva espresso nei muscoli
Risultato: incremento della forza muscolare
Effetti avversi?? (questi fattori di crescita regolano
anche la crescita di tumori ormono-dipendenti)
L’incremento di IGF-1 non riscontrabile nel sangue o nelle
urine. Si dovrebbe effettuare una biopsia muscolare per
individuare la manipolazione genetica con la PCR
Nel muscolo normale i nuclei multipli delle fibre sono
responsabili della produzione di nuove proteine. Quando è
necessario un processo di riparo segnali chimici (IGF-1)
stimolano le cellule satelliti a proliferare e a fondersi con le
fibre in modo da contribuire con i loro nuclei al riparo delle
fibre. La presenza di un numero maggiore di nuclei e quindi
di nuove miofibrille consente di riparare il danno muscolare.
Iniezione di un gene
nella fibra muscolare
Vettore
Fibra muscolare
Nucleo
Un gene sintetico, all’interno un
vettore, può essere posto in un
muscolo. Il vettore trasporterà il
gene in un nucleo da dove
dirigerà la produzione di una
proteina.
Se il gene produce IGF-I o una
proteina che blocca la miostatina
questo porterà a maggiore
proliferazione delle cellule
satelliti e quindi all’irrobustimento
della fibra muscolare.
Gene
sintetico
Recettore miostatina
Bloccante miostatina
Miostatina
Incremento della fibra fino al 40%
Nuovi approcci al doping genetico
Nel 2000 sono stati identificati due nuovi fattori di crescita,
espressi dal muscolo, derivati dal gene del IGF-1 per
splicing alternativo
Muscle L. IGF-1 simile all’IGF-1 epatico
Mechano Growth Factor (MGF) individuabile solo
quando il muscolo è in esercizio o stirato
MGF sembra avere solo azione locale infatti non si
ritrova nel sangue
MGF sembra proteggere il muscolo cardiaco e i
muscoli scheletrici, inducendo processi riparativi
locali e prevenendo l’apoptosi
Nuovi approcci al doping genetico
Vi sono anche evidenze che il MGF sia coinvolto nel
mantenimento del tessuto nervoso, poiché è noto che
IGF-1 è trasportato dentro i neuroni
Se MGF viene posto in un gene manipolato e immesso
nei muscoli di un topo di laboratorio: in 2 settimane si
ha un incremento del 20% della massa muscolare
Quando, con un simile approccio, si immette nel
muscolo IGF-1 epatico si ottiene lo stesso
incremento del 20% della massa muscolare ma
soltanto dopo 4 mesi
Rischi ipotizzabili con il doping genetico
A breve-medio termine
Autoimmunita
Iperimmunita
Shock tossico
A lungo termine
Fibrosi
Tumori
Effetti avversi tipici dei fattori
stimolati
Impossibilità di terapia genica
futura (immunita)
Legati alle modalità di trattamento
Malpratica (vettore o via somministrazione inadeguati)
Materiale contaminato (patogeni o allergeni)
Mancanza di follow-up
Ricordiamoci che il genoma non è l’unico fattore…….
geni
Distrofia muscolare
Tumore al seno familiare
Tumore al seno
Tumore polmonare
Anche condizioni acquisite:
traumi
fratture
ustioni
infezioni
possono essere più
frequenti In certi soggetti
per fattori genetici
Obesità
Aterosclerosi
Alzheimer
Parkinson
abitudini
ambiente
L’erboristeria come doping
L’esempio del Tribulus terrestris
Il Tribulus terrestris è balzato agli onori
della cronaca grazie alla polemiche
sorte sul suo possibile impiego da parte
dei giocatori dell'Inter.
Il suo meccanismo sarebbe quello di
innalzare il tasso di LH nell'uomo e di
FSH nella donna con aumento di
testosterone nel primo caso e di ormoni
femminili nel secondo. Di fatto agirebbe
come un precursore del testosterone.
La casa produttrice afferma che una combinazione di Tribulus e di DHEA
può incrementare i livelli di testosterone del 50%, provocando un
aumento fino a 4 Kg di massa muscolare in 5 giorni ), una drastica
riduzione del tessuto grasso e una costruzione e tonificazione del proprio
fisico in modo veloce!!!!
Il prodotto viene pubblicizzato ampiamente in centinaia di siti internet e in
riviste, soprattutto indirizzate ai praticanti di bodybuilding.
Tribulus terrestris
Il Tribulus rientra nei rimedi erboristici della medicina tradizionale. In Cina
viene utilizzata come epatoprotettore e per problemi renali, in India per
aumentare la fertilità maschile e femminile; nei paesi dell'Europa dell'Est per
riequilibrare il bilancio o le insufficienze ormonali in uomini e donne.
Uno dei paesi europei dove è stato maggiormente studiato e utilizzato è la
Bulgaria. Le evidenze scientifiche sui suoi effetti sono scarse e perlopiù
basate su studi sugli animali. Potrebbe avere una qualche efficacia nei
soggetti con carenze ormonali di base (?).
Uno studio su soggetti sani e giovani a cui è stato somministrato un “cocktail”
di integratori con diversi precursori del testosterone, incluso il Tribulus, non
ha mostrato un incremento significativo del testosterone. [Brown GA et al. Int J
Sport Nutr Exerc Metab 200; 10:340-59]
Un altro studio in cui veniva somministrato unicamente il Tribulus non si sono
registrati aumenti della massa magra, diminuzione del tessuto adiposo e la
performance sportiva dei soggetti studiati non è risultata variata. [Antonio J et
al. Int J Sport Nutr Exerc Metab 200; 10:208-15]
Preparazioni erboristiche
Problema:
non si riesce a sapere
con certezza quale è il
reale contenuto delle
preparazioni in termini
di principi attivi e di
dosaggi. Inoltre ci sono
pochi dati a sostegno
della loro efficacia così
come sulla mancanza di
eventi avversi
Tutto quello che posso
rilevarti è che contiene
vischio e…aragosta
L’uso appropriato
•
Evitiamo di utilizzare sostanze di cui non sappiamo l’esatta composizione
e/o gli effetti. Evitiamo in particolare le “pozioni magiche”
Asterix prendi questa ampolla,
contiene la pozione magica che ti
sosterrà durante il lungo e pericoloso
viaggio
Grazie druido!
Essere informati! Oggi non si
può più dire: “non lo sapevo”
Servizio di Consulenza Telefonica
Responsabile:
Dott. Gustavo Savino
Farmacologo Clinico
Struttura Complessa di Tossicologia e Farmacologia Clinica
Direttore Prof. Alfio Bertolini
TELEFONO PULITO
800-170001
Cos’è?
E’ una linea dedicata con numero verde (telefonata gratuita da tutta Italia)
attraverso la quale si possono avere informazioni sulle sostanze dopanti o
sospette tali, sui loro effetti sulla prestazione sportiva, sugli effetti collaterali, sui
rischi relativi al loro uso, sulle interazioni con altri farmaci, sostanze, cibi e
bevande. E’ possibile avere informazioni anche su integratori e prodotti di
erboristeria, sui farmaci in generale relativamente al loro impiego, alle
indicazioni d’uso ed alla loro eventuale pericolosità nella pratica sportiva.
Quando funziona ?
La linea è attiva dal 18 marzo 2002 ed è a disposizione degli utenti tutti i giorni
dal lunedì al venerdì dalle ore 12:00 alle ore 14:00, le risposte ai quesiti
vengono fornite al momento della telefonata oppure via fax o via e-mail entro 24
ore dalla formulazione della domanda.
Chi risponde ?
In linea rispondono i medici della Struttura Complessa di Tossicologia e
Farmacologia Clinica della Facoltà di Medicina dell’Università di Modena.
Chi chiama?
Dati calcolati al 07/01/2004
Atleti non professionisti
78,2 %
Privati
16 %
Atleti professionisti
5,8 %
Medici o Esperti
0
Sport praticati dagli utenti
o per cui è stato posto il quesito
Ciclismo
62%
Podismo
20%
Body Building
12%
Calcio
5%
Arti Marziali
1%
Argomento dei quesiti
Integratori e Farmaci
91%
Informazioni Legislative*
7%
Richiesta materiale informativo
2%
www.tallonediachille.it
Sezione Farmaci e integratori
Contiene l’elenco delle sostanze
vietate dal Comitato Internazionale
Olimpico (C.I.O.) ordinato per Classe,
nome commerciale e nome del
principio attivo dei farmaci della
farmacopea internazionale. E’ un
servizio gratuito
Altri siti Internet d’interesse sul doping
http://www.coni.it/
http://www.wada-ama.org/en/
http://www.usantidoping.org/
http://www.benessere.com/fitness_e_sport/integratori.htm
http://dopingjournal.org/mydopingjindex.html
