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““Farmaci, integratori e doping”Farmaci, integratori e doping”Le sostanze dopanti -2-

Facoltà di Scienze MotorieUniversità degli Studi di Verona

Docenti:Docenti:

Guido Fumagalli e Roberto LeoneGuido Fumagalli e Roberto Leone

SS

SS

SS

Proinsulina (84 aa) Peptide C (di connessione)

Sintesi e struttura dell’insulinaGli ormoni peptidici sono sintetizzati come preproormoni inattivi che includono

una sequenza segnale, l’ormone e altri frammenti peptidici aggiuntivi

SS

SS

SS

insulina

Catena A (21)

Catena B (30)

Recettore dell’insulina

Recettori superfice cellulare:

subunita siti di legame dell’insulina

subunita con attività tirosina kinasi

Membrana plasmaticaMembrana plasmatica

Attivazione del recettore dell’insulina

POPO44--

IRS-1 IRS-1 + ATP+ ATP IRS-1IRS-1--POPO44

Insulin binding to subunit regulates subunit activity

InsulinaInsulina

autophosphorylation of subunit

GLUT4

GLUT4

phosphorylation of other substrates

tyr kinase activity

activation of phospho- inositide 3-kinase

Glucose transporter translocation to plasma membrane

POPO44--

IRS-1 IRS-1 + ATP+ ATP IRS-1-POIRS-1-PO44

InsulinInsulin

GLUT4

phosphorylation of MAP kinase

MAPK MAPK + +

ATPATP

MAPK-POMAPK-PO44

Transcriptional regulation

Protein synthesis, proliferation & differentiation

Insulin binding to subunit regulates subunit activity

autophosphorylation of subunit

phosphorylation of other substrates

tyr kinase activity

e.g. GLUT expression

Attivazione del recettore dell’insulina

sintesi glicogeno glicogenolisi sintesi trigliceridi ketogenesi gluconeogenesi

utilizzo glucosio sintesi proteine degradazione proteica

sintesi glicogeno glicogenolisi

utilizzo glucosio accumulo trigliceridi lipolisi

StimolaStimola InibisceInibisce Fegato

Muscolo scheletrico

Tessuto adiposo

Promuove processi Promuove processi anabolicianabolici

Inibisce processi Inibisce processi catabolicicatabolici

Effetti dell’insulina

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

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.

Altri regolatori ormonali

• 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

Eritropoietina (EPO)

Usi terapeutici dell’eritropoietina

Anemia in corso di insufficienza renale cronicaAnemia "refrattaria" Anemia post-chemioterapia

Erythropoietin MechanismSquilibrio

L’eritropoietina stimola il midollo osseoL’aumentata

eritropoiesi incrementa il numero dei GR

Livelli ossigeno ematico normali Ipossia per: diminuito numero GR, diminuita disponibilità di O2 nel sangue, o aumentata domanda tissutale di O2

Squilibrio

Stimolo iniziale

Rene (e fegato a un grado minore) rilasciano eritropoietina

Aumentata capacità del sangue di trasportare O2

Formazione dei globuli rossi

Maschi <17 g/dl

Femine<16 g/dl

0-2 %

591.593.754.718.2

578.593.753.517.8

552.593.751.117.0

526.593.748.616.2

487.593.745.015.0

455.093.742.014.0

422.593.739.013.0

416.093.738.412.8

WattMCVHtcHb

Correlazione emoglobina - potenza

45.872- 8’14’’1h 05’24’’18.2

45.512- 7’43’’1h 05’55’’17.8

44.776- 6’38’’1h 07’00’’17.0

44.042- 5’31’’1h 08’07’’16.2

42.857- 3’38’’1h 10’00’’15.0

41.831- 1’55’’1h 11’43’’14.0

40.742- 42”- ’’

1h 13’38’’13.0

40.5220.0.001h 14’20’’12.8

Km/hDistaccoTempoHb gr/dL

Simulazione teorica (ma non troppo)

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 Htc Manifestazione18/01/93 38,7 non trattato27/10/93 43,508/01/94 51,328/02/94 54,2 Lillehammer06/10/94 41,220/02/95 52,8 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 Htc Manifestazione16/03/94 40,7 inizio stagione23/05/94 54,5 Tappa Loreto Giro13/06/94 58,0 Fine Giro18/03/95 45,0 inizio stagione30/06/95 56,0 prima del Tour

(Gentilmente fornita da E. Capodacqua, giornalista Repubblica)

Il processo di Ferrara: l’altalena di HTC e HB

Hb Htc

Min Max Diff % Min Max Diff.%

M.Albarello 14,5 18,6 28,3 44,0 57,5 30,7

G.Bontempi 13,9 20,1 44,7 40,1 62,0 54,6

G.Bugno 15,2 17,6 15,8 44,7 51,8 15,9

C.Chiappucci 12,0 19,8 65,0 35,7 60,7 70.0

M.De Zolt 14,3 17,6 23,1 40,6 54,2 33,5

M.Pantani 13,7 18,6 35,8 40,7 57,4 41,0

M. Di Centa 13,0 18,0 38,5 41,2 55,5 34,7

M.Fondriest 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

• 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

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

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25-nov-01 14-dec-01 15-dec-01 4-jan-02 8-jan-02 Feb. 2002

hem

oglo

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(g/d

l)

0

1

2

3

retic

uloc

ytes

(%

)

Hb

Rtc

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7

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11

AB A0 APE A1 A3 A7 A14 A21 PB P0 P1 P2 P3 P7 P14 P21

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Hemoglobin (mmol/l) Reticulocytes (%)

14

15

16

17

0 3 7 14 21 28 31 35 38 42 45 52 67 73 100 >100

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Hemoglobin (g/dl) Reticulocytes (%)

Soggetti trattati con Aranesp®

C. Lundby & R. Damsgaard. Scand J Med Sci Sports 2005

Doping ematico autologo (~ 1L)SP Mortensen, et al.. J Physiol. 1st revision

Atleta ”pulito”

Effetti del doping ematico su VO2max e fatica

Performance dopo doping ematico

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.

Altre tecniche per aumentare la disponibilità di O2 nel sangue

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 Modificazioni nell’attività cerebrale dopo cocainacerebrale 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

ModificazioModificazioni ni

nell’attività nell’attività cerebrale cerebrale

dopo dopo amfetaminamfetamin

ee

• 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

Caffeina

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…)

• 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

Alcune caratteristiche del

THC

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)

Consumatori eccessivi di alcol in Italia(Fonte: Osservatorio permanente su giovani e alcol. Indagine Doxa 2001)

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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

Vasi sanguigni

ß-1, ß-2 Dilatazione Contrazione

Cuore ß-1, ß-2 Effetto inotropo e cronotropo positivo

Eff. inotropo e cronotropo negativo

Muscolatura scheletrica

ß-2 Tremori

↑ massa muscolare e velocità di contr. muscolare

Diminuzione tremori

Bronchi ß-1> ß-2 Dilatazione Contrazione

Tessuto Recettore Stimolazione Inibizione

Alcune localizzazioni dei recettori beta adrenergici ed effetti in seguito a stimolazione e inibizione

• 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 down-regulation 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

Un beta-2 agonista particolare

• Beta-bloccanti– Anti-tremore, effetto ansiolitico– Arcieri, ginnasti, automibilisti, ecc.– Effetti negativi sulla resistenza fisica– Reazioni avverse: depressione, broncospasmo,

fatica

Farmaci utilizzati in certe discipline

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

GENE FUNZIONETrascrizione/ traslazione

DNA

RNA Proteina

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

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-VIVOtopico

Introdurre dei vettori contenenti materiale genetico in una specifica localizzata sede del corpo

- muscolo- cervello- articolazioni- ecc.

IN-VIVOsistemico

Introdurre dei vettori contenenti materiale genetico nel sangue

- endovena- intra-arteriosa- ecc.

Due tipi di vettori per il trasferimento di materiale genetico

a

b

Trasferimento non-virale(transfettazione)

DNA nudo, liposomomi, oligonucleotidi

Trasferimento virale(infezione)

Adenovirus, retrovirus, ecc.

I tre possibili livelli del doping geneticoI tre possibili livelli del doping genetico

Prima della competizione(effetti anabolizzanti)

Durante la competizione(sostanze che migliorano

la performance) Dopo la competizione(sostanze di riparo)

Manipolazione genetica

Quali approcci di ingegneria genetica si possono ipotizzare come doping?

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)

Incrementata produzione di 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

Approcci al doping genetico

Gene della miostatina

Due strade: modificare il gene che codifica la miostatina o somministrare inibitori 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

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)

Effetti avversi?? (questi fattori di crescita regolano anche la crescita di tumori ormono-dipendenti)

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

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

VettoreFibra muscolare

Genesintetico

Nucleo

Recettore miostatina

Bloccante miostatina

Miostatina

Incremento della fibra fino al 40%

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.

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

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)

Rischi ipotizzabili con il doping genetico

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…….Ricordiamoci che il genoma non è l’unico fattore…….

geni abitudini ambiente

Obesità

Aterosclerosi

Alzheimer

Parkinson

Distrofia muscolare

Tumore al seno familiare

Tumore polmonare

Tumore al seno

Anche condizioni acquisite:traumifrattureustioniinfezionipossono essere più frequenti In certi soggetti per fattori genetici

L’erboristeria come doping

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.

L’esempio del Tribulus terrestris

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.

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]

Tribulus terrestris

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

Preparazioni erboristiche

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 TelefonicaServizio di Consulenza Telefonica

Responsabile: Dott. Gustavo Savino

Farmacologo Clinico

Struttura Complessa di Tossicologia e Farmacologia ClinicaDirettore 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

Privati

Atleti professionisti

Medici o Esperti

78,2 %

16 %

5,8 %

0

Sport praticati dagli utentio per cui è stato posto il quesito

Ciclismo

Podismo

Body Building

Calcio

Arti Marziali

62%

20%

12%

5%

1%

Argomento dei quesiti

Integratori e Farmaci

Informazioni Legislative*

Richiesta materiale informativo

91%

7%

2%

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

www.tallonediachille.it

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