Corso elettivo Farmaci, integratori e doping Farmaci, integratori e doping Lezioni 3 e 4: Le...

Corso elettivoCorso elettivo

““Farmaci, integratori e doping”Farmaci, integratori e doping”Lezioni 3 e 4: Le sostanze dopanti -1-

Facoltà di Scienze MotorieUniversità degli Studi di Verona

Docenti:Docenti:

C. Chiamulera, G. Fumagalli, R. LeoneC. Chiamulera, G. Fumagalli, R. Leone

Le sostanze “proibite”

S1. Agenti anabolizzanti1. Steroidi androgeni anabolizzanti (AAS)a) AAS esogeni (es. boldenone, nandrolone, stanazolo, THG, ecc.) e altre sostanze con struttura chimica o effetto biologico similareb) AAS endogeni (es. testosterone, DHEA, ecc.) e metaboliti

2. Altri agenti anabolizzanticlenbuterolo, tibolone, zeranolo, zilpaterolo

S2. Ormoni e sostanze correlateEritropoietina (EPO), Ormone della crescita (hGH), Insulin-like Growth Factors (es. IGF-1), Mechano Growth Factors (MGFs), Gonadotropine (LH, hCG) proibite solo nei maschi, Insulina, Corticotropine e altre sostanze con struttura chimica o effetto biologico similare

S3. Agonisti beta-2Tutti proibiti: il loro uso richiede esenzione terapeutica. Salbutamolo*, formoterolo, salmeterolo e terbutalina, per via inalatoria per l’asma/ broncocostrizione indotte da esercizio, esenzione terapeutica abbreviata

Sostanze la cui assunzione è proibitasia in competizione che fuori -1-

*Concentrazioni urinarie >1000 ng/ml sono considerate doping anche con l’esenzione

S4. Agenti con attività anti-estrogenica1. Inibitori delle aromatasianastrozolo, letrozolo, aminoglutetimide, esemestano, formestano, testolattone

2. Modulatori selettivi dei recettori degli estrogeni (SERMs)raloxifene, tamoxifene, toremifene

3. Altre sostanze anti-estrogeniche clomifene, ciclofenil, fulvestrant

S5. Diuretici e altri agenti mascherantiDiuretici*, epitestosterone, probenecid, inibitori alfa-reduttasi (es. finasteride), plasma expander (es. albumina, destrano)

Sostanze la cui assunzione è proibitasia in competizione che fuori -2-

*L’esenzione terapeutica non è valida se le urine dell’atleta contengono un diuretico in associazione con una sostanza proibita (anche livelli sotto-soglia)

M1 Aumento del trasporto di ossigenoa) doping ematico: sangue autologo, omologo o eterologo,prodotti con globuli rossi di qualsiasi origineb) sostanze che aumentano artificialmente la cattura, il trasporto o il rilascio di ossigeno: es. sostanze chimiche perfluorate, efaproxiral (RSR13) o prodotti con emoglobina modificata

M2 Manipolazioni chimiche e fisicheUso di metodi che tentano di alterare i campioni raccolti

per i test antidoping (es. cateterismi, sostituzione urine). Infusioni e.v. sono proibite, tranne che per legittimi trattamenti medici acuti

M3 Doping geneticoUso non terapeutico di cellule, geni, elementi genetici o

la modulazione dell’espressione genica che hanno la capacità di aumentare la performance atletica

Metodi proibiti sia in gara che fuori

Sostanze la cui assunzione è proibita

in occasione delle competizioniS6. StimolantiAmfetamine, cocaina, efedrina*, metilefedrina*, metilfenidato, modafinil, pemolina, selegilina, sibutramina, stricnina, ecc., e altre sostanze con struttura chimica o effetto farmacologico similare(*concentrazioni urinarie >10mcg/ml)

S7. NarcoticiBuprenorfina, destromoramide, eroina, fentanile e derivati, idromorfone, metadone, morfina, ossicodone, ossimorfone, pentazocina, petidina

S8. Cannabinoidi (es. hashish e marijuana)

S9. GlucocorticosteroidiProibiti per via orale, rettale, e.v. o i.m. a meno di esenzione terapeutica. Per altre vie (es. inalatoria, intra-articolare, ecc.) esenzione terapeutica abbreviata. Preparazioni topiche (dermatologiche, oftalmiche, ecc.) non proibite

P1 Alcool*: aeronautica (>0.2 g/L), automobilismo (>0.1 g/L), arco (>0.1 g/L), bocce (>0.1 g/L), karate (>0.1 g/L), pentatlon moderno per discipline tiro (>0.1 g/L), motociclismo (>0.1 g/L), motonautica (>0.3 g/L)

La presenza dell’alcool viene determinata mediante analisi dell’espirato e/o del sangue. Come paragone si ricorda che in Italia il limite legale per la guida è di 0.5 g/L.

P2 Beta-bloccanti* (es. atenololo, labetalolo, metoprololo, nadololo, sotalolo, timololo, ecc.) in diversi sport (es. automobilismo, arco**, bocce, biliardo, bridge, curling, ginnastica, motociclismo, pentatlon moderno, tiro al bersaglio**, sci (salti, snowboard acrobatico), wrestling)

Sostanze proibite in particolaridiscipline sportive

*solo in competizione, **anche fuori competizione

• Le confezioni di farmaci, contenenti sostanze vietate per doping, devono recare un apposito contrassegno sull’involucro e sul foglietto illustrativo

FARMACI CON SOSTANZE DOPANTI

D.M. 24 settembre 2003D.M. 24 settembre 2003L’etichettatura dell’imballaggio L’etichettatura dell’imballaggio esterno delle confezioni di tali esterno delle confezioni di tali medicinali deve medicinali deve includere il seguente includere il seguente pittogrammapittogramma

Meccanismi d’azione e reazioni avverse delle

principali sostanze dopanti

L’effetto placebo

Ariel & Savill, MSSE, 1972

Effetto dell’allenamento nel sollevamento pesi

Effetto dell’allenamento + placebo* nel sollevamento pesi

*Gli atleti pensavano di assumere Dianabol

Steroidi Androgeni Anabolizzanti (AAS)

Ormoni maschili endogeni (es. testosterone) Hanno effetti anabolizzanti cioè aumentano la massa

muscolare, attraverso regolazione genica e aumento della sintesi proteica del tessuto muscolare. Inibiscono anche la disgregazione proteica

Derivati esogeni (con struttura chimica simile al testosterone, es. nandrolone, danazolo, THG, ecc.) Con questi farmaci si è cercato di massimizzare gli effetti

anabolizzanti del testosterone minimizzando allo stesso tempo gli effetti androgenici. Impresa non riuscita

HOHO

CHCH33

HH

HH

HH

CHCH33

CHCH33 CHCH33

CHCH33

colesterolo

- struttura tetraciclica fondamentale degli steroidi -

Ormoni steroidei propriamente detti

Ghiandola pituitaria

Anteriore“adenoipofisi”

Posteriore“neuroipofisi”

Sella Turcica

Ciascuna delle due parti ha un ruolo distinto nella regolazione ormonale

Produzione del testosteroneProduzione del testosterone

testicolo

LS

Cellule del Sertoli

Cellule di Leydig

SpermaSperma

Ipotalamo

ipofisi ant.

FSH LH

Proteine leganti gli androgeni

(-)

Inibina

TestosteroneTestosterone

(-)

(-)(-)

GnRH

S

L

(mediamente nell’uomo 8 mg/die90-95 % testicolo 5-10% surrene)

Proteine leganti gli Proteine leganti gli ormoniormoni

Sia androgeni che estrogeni si legano alle Sia androgeni che estrogeni si legano alle proteine plasmatiche; solo il proteine plasmatiche; solo il 2% degli ormoni 2% degli ormoni circolanti non sono legati: tale quota è quella circolanti non sono legati: tale quota è quella biologicamente attiva. L’elevato legame prolunga biologicamente attiva. L’elevato legame prolunga l’emivita degli ormonil’emivita degli ormoni

Albumine: Albumine: non specifiche; bassa affinità; (58% non specifiche; bassa affinità; (58% legame)legame)

Gamma globuline: Gamma globuline: globuline leganti gli ormoni globuline leganti gli ormoni sessuali (SHBG); specifiche; alta affinità; (40% legame)sessuali (SHBG); specifiche; alta affinità; (40% legame)

Colesterolo

Pregnenolone

DHEA(Deidropiandrosterone)

EstroneAndrostenedione

Testosterone

Diidrotestosterone

Estradiolo

P450scc/Adx/AdRStARPBR

3HSD I & II

CYP17CPR (b5)

aromatasi

5-Reduttasi I & II

17H

SD

III

17H

SD

V

17H

SD

IIaromatasi

(CYP19)

17H

SD

II

17H

SD

I

17-hydroxylase17, 20-lyase

Biosintesi degli Steroidi Androgeni Anabolizzanti

3HSDAndrostanediolo

Meccanismo d’azione del Meccanismo d’azione del testosteronetestosterone

• Diffonde nelle cellule targetDiffonde nelle cellule target

• Metabolizzato a Metabolizzato a diidrotestosteronediidrotestosterone

• Si lega a recettori citoplasmaticiSi lega a recettori citoplasmatici

• Il complesso attivo trasloca nel nucleo legandosi Il complesso attivo trasloca nel nucleo legandosi a livello del DNA in regioni promotrici (siti di a livello del DNA in regioni promotrici (siti di fattori di trascrizione) e altera la trascrizione fattori di trascrizione) e altera la trascrizione geneticagenetica

Segnali ormonali

t

Schema semplificato del Schema semplificato del meccanismo d’azione meccanismo d’azione

ormonaleormonale

OrmoneOrmone

Complesso ormone recettore

recettore

H/R

DNA

trascrizione

Nucleo

CELLULA BERSAGLIO

Gln Pro Gly

DNA Ormone

Domini leganti

TESTOSTERONE

Diidrotestosterone Estradiolo

5-alfa reduttasi CYP19 (aromatasi)

Recettore androgeni(NR3A)

Recettore androgeni(NR3A)

Recettoreestrogeni

Genitali esterni Genitali interniSviluppo durante la gestazione

Muscolo scheletricoAumento massa e forza

durante la pubertà

Eritropoiesi

? Osso

Differenziamento nella gestazioneMaturazione durante la pubertàPatologie prostatiche

Follicoli piliferi

Incrementata crescitadurante la pubertà

OssoChiusura epifisi,aumentata densità

? Libido

Organi bersaglio ed effetti fisiologici del testosterone e dei

suoi metaboliti• Cute ( peli, produzione di

sebo con conseguente acne)

• Ossa ( densità ossea)

• Muscolo ( massa magra, forza)

• Tessuto adiposo ( lipolisi, grasso addominale)

• Sangue ( ematocrito)

• Sistema immunitario ( produzione auto-anticorpi)

• Prostata ( dimensione)

• SNC ( libido, benessere, aggressività)

• Ipotalamo/Pituitaria ( GnRH, LH, FSH; GH)

• Laringe (abbassamento voce)

• Petto ( dimensione)

• Fegato ( SHBG, HDL)

• Rene ( eritropoietina,ritenzione idrosalina)

• Genitali ( sviluppo, spermatogenesi, funzione erettile)

Raggruppamento azioni farmacologiche

• Azioni morfogeniche:Azioni morfogeniche: irreversibili; si irreversibili; si verificano durante l’embriogenesiverificano durante l’embriogenesi

• Azioni stimolatorie:Azioni stimolatorie: pubertà (peli, corde pubertà (peli, corde vocali, ossa)vocali, ossa)

• Azioni di mantenimento:Azioni di mantenimento: reversibili; reversibili; comportamento, libido, funzione riproduttivacomportamento, libido, funzione riproduttiva

• Altre azioniAltre azioni: : diminuzione tessuto linfoide; diminuzione tessuto linfoide; stimolazione eritropoiesi.stimolazione eritropoiesi.

• Effetti virilizzanti:Effetti virilizzanti: regolazione regolazione gonadotropine; spermatogenesi; sviluppo gonadotropine; spermatogenesi; sviluppo sessualesessuale

• Effetti anabolici proteici:Effetti anabolici proteici: incremento incremento densità ossea, massa muscolare, globuli densità ossea, massa muscolare, globuli rossirossi

Raggruppamento azioni farmacologiche

Usi cliniciUsi clinici

Terapia sostitutivaTerapia sostitutivaIpogonadismoIpogonadismo

prepuberaleprepuberale: congenito e acquisito; terapia per 2-3 anni fino : congenito e acquisito; terapia per 2-3 anni fino alla pubertà; dosi basse di mantenimentoalla pubertà; dosi basse di mantenimento

postpuberalepostpuberale: disfunzione testicolare primaria; secondario : disfunzione testicolare primaria; secondario alla distruzione dell’adenoipofisialla distruzione dell’adenoipofisi

Invecchiamento e impotenzaInvecchiamento e impotenza

Usi cliniciUsi clinici

Tumore mammella; endometriosiTumore mammella; endometriosi

uso limitato a causa degli effetti virilizzantiuso limitato a causa degli effetti virilizzanti

Azione anabolica proteica:Azione anabolica proteica:

aumentato uptake aminoacidi; incremento RNA aumentato uptake aminoacidi; incremento RNA polimerasi nel muscolo scheletrico; antagonismo polimerasi nel muscolo scheletrico; antagonismo delle azioni dei glucocorticoidi; utilizzato per persone delle azioni dei glucocorticoidi; utilizzato per persone di bassa statura (19-nortestosterone)di bassa statura (19-nortestosterone)

Specialità medicinali, contenenti steroidi anabolizzanti, per uso terapeutico in Italia

• Clobestol: Alfatrofodermin®, Trofodermin®

• DHEA: Gynodian depot®

• Nandrolone: Deca-Durabolin®, Dynabolon®

• Mesterolone: Proviron®

• Ossandrolone: Oxandrolone®

• Testosterone: Andriol®, Androderm®, Androgel®, Facovit®, TestoEnant®, Testogel®, Testovis®,

Testoviron®, Sustanon®

AAS e dopingAAS e doping

Steroidi anabolizzanti di uso comune

• Testosterone*• Stanazolo• Danazolo• Nandrolone• Diidrotestosterone (DHT)• Deidropiandrosterone (DHEA)• Androstenedione• Metandienone• Tetraidrogestrinone (THG)• Ecc. ecc.

C.J. Hunter: positivo per nandrolone (2000) *In giallo gli ormoni naturali

Atleti come promotori del doping

• I produttori dichiaravano che l’androstenedione è un “proormone” che può aiutare a costruire i muscoli

• La sua popolarità iniziò nel 1998 “grazie” a Mark McGwire, uno dei più famosi giocatori di baseball americani, che ne promuoveva l’uso“Well, I didn't endorse it. I didn't promote it. It's just something that helped me through my workouts. Period. That's it. Everybody takes supplements when they work out. You need to.” -Mark McGwire on Androstene, ESPN Magazine May 17, 1999

• Disponibile come prodotto OTC sia negli USA che in UK

Tetraidrogestrinone (THG)

Il tetraidrogestrinone (THG) è uno steroide anabolizzante specificatamente sviluppato come sostanza per aumentare la performance fisica e per cercare di evitare la sua individuazione nei test antidoping (Nature 2003; 425:752)

Atleti del baseball negli USA, quali Barry Bonds, Jason Giambi e Gary Sheffield, hanno testimoniato nel corso di un processo contro la Bay Area Laboratory Co-Operative (BALCO)

Negli USA si è svolta una vera e proprio guerra prima di mettere al bando questa sostanza, particolarmente utilizzata e non proibita nel baseball (ora lo è)

Il caso del THG evidenzia la continua necessità di migliorare i metodi per la detenzione delle sostanze dopanti

Per la prima volta il THG è stato testato alle Olimpiadi di Atene

Efficacia del tetraidrogestrinon

e (Labrie F et al. J Endocrinol 2005;

184:427)

Modalità di assunzione degli AAS come doping

Via somministrazione: orale o parenterale

Ciclica: tipicamente 6-8 settimane con uguale intervallo libero

A dosi (10-40 volte quelle terapeutiche) crescenti e poi decrescenti (regime piramidale)

Stacking: uso contemporaneo di più anabolizzanti (tipicamente uno per os e uno iniettivo) per evitare la tolleranza a un particolare steroide

Sollevatori di peso e culturisti arrivano ad utilizzare dosi fino a 100 volte superiori a quelle terapeutiche

Spesso si fa seguire agli steroidi anabolizzanti la gonodotropina corionica umana (hCG) per stimolare la produzione di testosterone endogeno soppresso dall’assunzione cronica degli steroidi

L’ aumento della forza muscolare da AAS è potenziato da adeguati protocolli di allenamento

Gli AAS come doping funzionano!

• Aumentano la forza e la massa muscolare. Aumentano l’aggressività, la resistenza agli allenamenti e il recupero dopo carichi di lavoro intensi

• I giovani e le donne: risentono maggiormente dell’effetto anabolizzante degli steroidi in termini di performance, ma sono anche coloro che hanno il maggior rischio di effetti collaterali

Studio randomizzato in doppio cieco su 43 soggetti

Quattro bracci: 1) Placebo 2) Testosterone 3) Esercizio fisico + placebo 4) Esercizio fisico + testosterone

Dosaggio di testosterone: 600 mg/settimana per 10 settimane

Misurazione massa muscolare con Risonanza Magnetica

Misurazione della forza muscolare con esercizi alla panca e allo squatting

Tutte le misurazioni prima e dopo il trattamento (placebo o testosterone)

Caratteristiche dello studio di Bhasin S. et al.(NEJM 1996)

Bhasin et alNEJM 335:1-7 (1996)

“Occhio” ai numeri

Placebo

Test.

Placebo

Test.

Bench Wt

0 2.2 8.4 2.8

Squat Wt

1.8 2.9 18 4.7

No Exercise + Exercise

Bhasin et al NEJM 335:1-7 (1996)

Relazione dose-risposta degli steroidi anabolizzanti

Caratteristiche dello studio di Bashin S. et al.(Am J Physiol Endocrinol Metab 2001)

Studio randomizzato in doppio cieco su 61 soggetti (18-35 anni) trattati con diverse dosi di testosterone

Cinque gruppi: 1) 25 mg/sett. 2) 50 mg/sett. 3) 125 mg/sett. 4) 300 mg/sett. 5) 600 mg/sett.

Durata trattamento 20 settimane

Misurazioni: ad inizio e alla 20a settimana. Il volume della coscia misurato con RM. La forza misurata con un esercizio allo squatting

Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181

Dose settimanale testosterone (mg)

12525 50 300 600

25Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181


25 50 125 300 600


25 50 125 300 600



25 50 125 300 600

Dose settimanale testosterone (mg)Ch

ang

e in

In

suli

n-l

ike

Gro

wth

Fac

tor

1 (n

g/m

l)

Curve Dose-Risposta AASM

assa

mu

scol

are

Dose AAS

Ipogonica

Eugonadica

Soprafisiologica

17

18

19

17

18

19

20

Dis

tan

ce (

met

ers)

Dis

tan

ce (

met

ers)

Turinabol orale:effetto sul lancio del peso in un atleta donna della DDR

Non sempre funzionano:effetti del DHEA e androstenedione dopo 12 settimane di allenamento

Wallace et al., MSSE, 1999

Tecniche antidoping per AAS

Steroidi sintetici: individuabili con gas-cromatografia o spettrofotometria di massa

HPLC-MS di metaboliti coniugati

Per indagare la somministrazione esogena di testosterone viene usato il rapporto testosterone/epitestosterone nelle urine

Un T/E > 4 è considerato sospetto (normale < 2)

Altro rapporto indicativo: T/LH > 30

Rapporto di 5/non-5 C19 steroidi

Antidoping AASStrategie per evitare di essere

individuati• Utilizzo di sostanze difficili da individuare• Periodi di astinenza

– AAS sintetici iniettabili individuali fino ad oltre 6 mesi

• Diuretici per diluire le urine• Uso di ketoconazolo: riduce l’eliminazione del

testosterone endogeno fornendo così un rapporto T/E “normale”

• Uso di finasteride per diminuire la formazione dei metaboliti 5-ridotti

• Assunzione di epitestosterone• Contaminanti batterici• Alterare i campioni (sostituzione, ecc.)

Individuare il diidrotestosterone (DHT)

• Problemi: breve emivita DHT endogeno• Isotope Ratio Mass Spectrometry

– 13C contenuto di DHT endogeno vs esogeno– 13C% < -29 suggerisce una fonte esogena

• Ratio of 5:non-5 C19 steroidi– 5-/5- Androsterone-3,17-dioli– Sviluppato dalla Mitsubishi Chemical Co.– Utilizzato nei campionati di nuoto asiatici (1994)

per individuare ricorso al doping nelle atlete cinesi

DHT: nuotatrici cinesi

1 388.67 56.61 5.70 83.14 2 89.54 12.65 1.99 24.77 2 60.73 10.21 1.92 13.22 2 77.40 10.62 1.99 29.07 2 47.93 17.75 2.26 17.43 3 18.63 14.02 2.53 4.73 4 16.38 67.88 2.91 9.38 5 28.70 62.45 2.52 6.42 5 15.68 70.52 2.51 7.80

Atleta

Limite superiore normale:

5/5-DHTcorr

12.13 1.88 2.20 2.72

5A/Etio DHT/EpiT

Reazioni avverse degli AAS

• Cardiovascolari– Cardiomiopatia, ictus, infarto miocardio

• Fegato– Danno epatocellulare, colestasi– Tumori

• Dislipidemia– Aumento LDL, diminuzione HDL– Attivazione lipasi epatiche

• Euforia, mania, paranoia

• Aggressività, ira, tendenza all’omicidio, abusi sessuali

• Depressione, tendenza al suicidio durante l’astinenza

AAS: reazioni avverse a livello del SNC

Dipendenza dagli AAS

• Dipendenza psicologica comune• Dipendenza fisica controversa

• Prima fase (1-2 settimane)– agitazione, instabilità vasomotoria– Può essere necessaria ospedalizzazione

• Seconda fase (mesi)– depressione, debolezza– Esacerbazione sintomatologia da stato

ipogonadale

Sindrome d’astinenza da AAS (modello bifasico)

• Bambini– Fusione piastra epifisaria– Arresto della crescita

• Infezioni– Ascessi/cellulite, HIV, epatiti virali

• Rotture tendini (superallenamento?)• Edemi per ritenzione idrica• Policitemia

Altre reazioni avverse degli AAS

• Infertilità– Incidenza incrementata durante l’uso– Reversibile alla sospensione e con uso di

gonadotropine corioniche

• Ginecomastia– Si può utilizzare il testolattone (derivato del

testosterone

• Iperplasia prostatica, tumori prostata

Reazioni avverse degli AAS specifiche per l’uomo

• Amenorrea

• Atrofia del seno

• Irsutismo

• Ispessimento del clitoride

• Abbassamento della voce

• Effetti spesso irreversibili

Reazioni avverse degli AASspecifiche per la donna

Abuso di steroidi anabolizzantiPolifarmacia per mascherare gli effetti

avversi

Effetti avversi Farmaci

Ginecomastia

AcneAtrofia testicolareEdemiAumento peso

TamoxifeneTestolattoneTretinoina o antibioticihCGDiureticiTiroxina

Altri anabolizzanti: es. il tibolone

•Il tibolone (Livial® ) abbina un’attività estrogenica e progestinica con una debole attività androgenica

•Usato per la terapia dei sintomi vasomotori post menopausali e per la profilassi della osteoporosi

Ormone della crescita umano (hGH)

L’Underground Steroid handbook” (rivista californiana) già conteneva le informazioni sul hGH prima che se ne parlasse nella letteratura scientifica.

L’uso del hGH è iniziato con hGH estrattivo, ancora oggi esistono traffici al mercato nero di ipofisi umane.

Dal 1996 è prodotto mediante biotecnologia genetica

L’approvvigionamento di GH umano ricombinante (rhGH) deriva da furti, ricette false, vendita da genitori di bambini affetti da deficit dell’ormone della crescita.

Azione additiva con gli AAS

Ormone della crescita umano (hGH) Mentre l’ormone naturale è costituito da forme diverse fra loro in

termini di PM, il GH sintetico viene prodotto in un’unica forma, corrispondente alla forma naturale principale, di PM 22 kDa.

La secrezione pulsatile, la breve emivita, le variazioni interindividuali e il fatto che il GH aumenti fisiologicamente e in maniera marcata, fino a 100 volte rispetto ai livelli basali, durante l’attività fisica rendono molto difficile l’individuazione di questa forma di doping.

L’uso del GH in ambito sportivo si è diffuso a partire dai primi anni ’90, malgrado l’ormone fosse stato inserito nella lista delle sostanze proibite già a partire dal 1989. Non vi sono dati epidemiologici precisi, anche per la difficoltà di rilevazione della presenza di GH non naturale. L’abuso di GH sembra piuttosto diffuso, anche considerando atleti non di elite. Uno studio americano dei primi anni ’90 ha stimato che il 5% degli studenti maschi delle scuole superiori utilizzava o aveva fatto uso improprio di GH, malgrado i costi elevati e le difficoltà di approvvigionamento [Rickert et al. Human Growth Hormone: a new substance of abuse among adolescents? Clin Ped 1992;31:723-6]

Il GH è prodotto dall’adenoipofisi

Il GH stimola la produzione di IGF-1 (Insulin-like Growth Factor) che deve il

suo nome alle analogie strutturali

con l’insulina

I recettori accoppiati alle tirosin-chinasi

Ormone della crescita

Dominio extracellularedel recettore del GH

Intracellulare

Extracellulare

Recettore dell’Ormone della Crescita

Legandosi al recettore porta alla dimerizzazione delle subunità recettoriali per

cross fosforilazione

-OPO3=

=O3PO-

Tyrosine Kinase Receptors

Cross phosphorylation

Schema di funzionamento dell’ormone della crescita

Effetti dell’Ormone della Crescita

• Stimola la crescita di tutti i tessuti del corpo capaci di crescere

• Stimola la produzione di IGF-1 (Insulin-like growth factor) che media molti degli effetti del GH

• Effetti del GH sui processi metabolici: • Incrementata sintesi proteica in tutte le cellule (incremento massa magra)

• Diminuita utilizzazione dei carboidrati da parte delle cellule

• Aumentata mobilizzazione degli acidi grassi liberi ed utilizzo degli acidi grassi per produrre energia (effetto lipolitico)

Organo/tessuto bersaglio Principali effetti

Apparato scheletricoDifferenziazione e proliferazione delle cellule cartilagineeApposizione ossea

Apparato cardiovascolare

Aumento contrattilità cardiaca e frequenza cardiacariduzione resistenze vascolari; ipertrofia miocardica

Fegato Aumento glicogenolisi, neoglucogenesi, chetogenesi

Tessuto adiposo Aumento della lipolisi con diminuzione grasso corporeo

Muscolo Aumento della massa muscolare; aumento della forza (?)

Rene Ritenzione idro-salina, con aumento della volemia

Intestino Aumento assorbimento di calcio

Cervello Senso benessere e di energia, capacità di concentrazione

Cute Crescita dei peli

Azioni ubiquitarie Insulinoresistenza; proliferazione cellulare

Principali organi/tessuti bersaglio del GH e relativi effetti dell’ormone

Specialità medicinali contenenti ormone della crescita in commercio

in Italia

Genotropin Kabipen

Genotropin Miniquick

Genotropin

Humatrope

Norditropin Simplexx

Nutropinaq

Saizen

Zomacton

Modalità di esaltazione dell'azione del GH

Esistono sostanze capaci di aumentare la secrezione di GH endogeno:

Vasopressina

Clonidina

Propranololo

Aminoacidi (arginina, lisina, ornitina)

GHB (gamma idrossi butirrato)

Discipline sportive in cui si sospettal’uso di hGH in base alle sue azioni

L’ormone della crescita ricombinante è una “sostanza simile alla endogena” difficile da distinguere dall’ormone naturale.Rapida eliminazione.

Il GH effettivamente incrementa laperformance degli atleti?

Non ci sono dati che dimostrano l’efficaciaPelissier-Alicot Al., Leonetti G. Am Bio Clin 2003; 61:41-8

Non ci sono evidenze di aumento della forza muscolare in atleti in allenamento Dean H. Clin J Sport Med 2002; 12:250-3; Ehrnborg C, et al. Clin Endocrinol (Oxf). 2005; 62:449-57. Berggren A, et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90:3268-73

Perché gli atleti utilizzano rhGH?

La difficoltà di valutare l’efficacia del GH nel migliorare la performance fisica deriva soprattutto dalla scarsità di dati controllati e a lungo termine sugli effetti di alte dosi di GH, infatti negli studi sperimentali, per esigenze etiche, la quantità di GH somministrato e la durata del trattamento sono sempre relativamente contenuti.

Si stima che alcuni atleti arrivino a somministrarsi oltre 8 mg di GH al giorno, 3-4 volte la settimana. Questa quantità è circa 20 volte superiore a quella utilizzata a scopo terapeutico dai soggetti adulti con deficit ormonale. Generalmente la quantità di GH somministrata nel doping è verosimilmente più contenuta, dell’ordine di 1,5-2 mg/die, ma comunque il sovradosaggio non è trascurabile e abitualmente questo ormone è associato all’uso di altri agenti dopanti, quali gli steroidi anabolizzanti negli sport di potenza e l’eritropoietina in quelli di resistenza.

La combinazione con l’insulina permette teoricamente un effetto sinergico sul metabolismo proteico, associando l’azione di stimolo della protidosintesi propria del GH con l’inibizione del catabolismo proteico determinata dall’insulina.

Funziona come sostanza dopante?

Dal Corriere della Sera25 settembre 2000

….Rosolino, Bellutti, Idem, Trillini e Abbagnale, tutte medaglie d'oro a Sydney, ai quali nel corso di vari esami eseguiti prima delle Olimpiadi sono stati riscontrati valori anomali di GH…

"E' solo una strumentalizzazione per un problema che non esiste", ecco la risposta di Antonella Bellutti, "sono dati che non hanno alcuna valenza, finalizzati solo a rovinare l'immagine degli atleti. Sono senza parole, è da una vita che faccio la lotta al doping"...

Edemi

Artralgie, mialgie e miopatie

Dolore all’articolazione mandibolare

Gigantismo

Acromegalia

Ipotiroidismo

Patologie cardiache (es. cardiomiopatia)

Diabete mellito

Impotenza

Osteoporosi

Polipi al colon

Reazioni avverse dell’ormone della crescita

L’insulina nel doping

L’inserimento dell’insulina nella lista delle sostanze proibite risale al 1998 dopo le olimpiadi invernali di Nagano: quando un medico della squadra russa chiese ai responsabili del CIO se l’uso dell’insulina in atleti non diabetici era lecito o meno. Nacque il sospetto!Da indagini successive, condotte nel Regno Unito, emerse che effettivamente l’uso dell’insulina era già diffuso in vari sport. Fra i bodybuilders, in particolare, risultò che almeno il 10% ammetteva l’assunzione di insulina. Da dati americani, ricavati dall’intervista di frequentatori di palestre che dichiaravano l’uso di steroidi anabolizzanti per via iniettiva, risultò che il 25% di questi soggetti associava agli anabolizzanti insulina, allo scopo di aumentare la massa muscolare [Rich JD et al. Insulin use by bodybuilders. JAMA 1998;278:1613]


La maggior parte di questi soggetti riferiva di consumare bevande o cibi contenenti zuccheri subito dopo la somministrazione dell’insulina, per evitare il calo della glicemia indotto dall’insulina, e nessuno lamentava apparenti episodi di ipoglicemia. Successivamente sono stati segnalati, sempre in bodybuilder, ripetuti casi di grave coma ipoglicemico con danni neurologici, conseguenti all’assunzione di elevate quantità di insulina (fino a 320 Unità in poche ore, una quantità pari a circa 10 volte il fabbisogno giornaliero di un diabetico) [Elkin SL et al. Bodybuilders find it easy to obtain insulin to help them in training, BMJ 1997; 314:1280; Reverter JL et al. Self-induced insulin hypoglycemia in a bodybuilder. Arch Intern Med 1994; 154:225-6; Evans PJ, Lynch RM. Insulin as a drug of abuse in body building. Br J Sports Med 2003; 37:356-7].

Negli ultimi anni, la cronaca ha documentato un ampio uso di insulina anche nel ciclismo professionista.

L’insulina

Proteina prodotta dalle cellule beta del pancreas

Due catene (A e B), di 51 aminoacidi complessivi, legate da ponti disolfuro

Gene codificante posto sul cromosoma 11

Dopo un digiuno fisiologico di 8-10 ore, come quello notturno, le concentrazioni circolanti di insulina sono di 5-15 µU/ml e nel soggetto normale la produzione giornaliera si aggira intorno a 20-25 U.

Precursore dell’insulina la proinsulina

C peptideProinsulinInsulinMW

Ca2+-dependent endopeptidases

A Chain

B Chain

PC2(PC3)

PC3

Fornita da Ann K. Snyder

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

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

Regolazione della secrezione di insulina

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+

Vm

GLUT2

Ca2+

Voltage-gated Ca2+ channel

KIR

Pancreatic ß cell

Insulin granules

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+ -


Secrezione basale dell’insulina

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+

GLUT2

Ca2+


KIR

Pancreatic ß cell

PacemakerPacemakerß cellsß cells

SignalSignal

Insulin granules

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Vm


Ca2+

Insulin granules

Secrezione insulina stimolata dal glucosio

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+

ATP

Na+

K+

-K+

Glucose GLUT2

Ca2+

Ca2+

Ca2+


KIR

Vm

Pancreatic ß cell IP3

cAMP

GlucokinaseKm= 7-9 mM

ß cell integrates input from

various metabolites, hormones

and neurotransmitters


Rilascio insulina: livelli fisiologici

Units: 1 U = 36 µg Daily secretion in humans: 40 - 50 U Basal plasma insulin: 12 µU/ml Postprandial insulin: up to 90 µU/ml

Basal

Meal

G

luc

os

e, m

g/d

l 120

100

80

80

60

40

20

Insu

lin,

U/m

l

Minutes 0 30 60 90 120

Fornita da A.K. Snyder

Recettore dell’insulina

Recettori superfice cellulare:

sub-unità siti di legame dell’insulina

sub-unita con attività tirosin 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




tyr kinase activity

e.g. GLUT expression

Attivazione del recettore dell’insulina


POPO44

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

InsulinInsulin

GLUT4

glycogen synthase

protein phosphatase-1

phosphorylase kinase

phosphorylase

++

++

--

--

Glycogen deposition




tyr kinase activity

phosphorylation of MAP kinase

Insulin receptor signalingAttivazione del recettore

dell’insulina

sintesi glicogeno glicogenolisi sintesi trigliceridi chetogenesi 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

L’insulina può stimolare la formazione di glicogeno attraverso la facilitazione dell’entrata del glucosio nelle cellule in quantità superiori a quelle necessarie per il fabbisogno immediato. Poiché la performance è funzione delle scorte muscolari di glicogeno, “incrementare” queste scorte potrebbe essere di ausilio. Il mantenimento di uno stato di iperinsulinemia potrebbe quindi essere utilizzato per aumentare le concentrazioni muscolari di glicogeno prima della prestazione e accelerarne il ripristino subito dopo la prestazione.L’effetto anabolico proteico dell’insulina può essere un fenomeno biologicamente rilevante in caso di esposizione a concentrazioni sovrafisiologiche dell’ormone o di contemporanea somministrazione di un ormone che stimoli la sintesi proteica come il GH e in presenza di adeguato apporto di glucosio e aminoacidi. Attraverso questo regime è quasi certamente possibile aumentare la massa muscolare e la performance, anche perchè viene inibita la proteolisi [Sonksen PH. Insulin, growth hormone and sport. J Endocrinol. 2001;170:13-25].


Le preparazioni di insulina disponibili nei Paesi avanzati sono prodotte mediante la tecnica del DNA ricombinante e sono caratterizzate da sequenze aminoacidiche identiche a quella dell’insulina umana o sono varianti di questa, con diverse proprietà in termini di rapidità e durata di effetto.

Nei casi descritti di utilizzo di insulina a scopo dopante sono state impiegate formulazioni ad azione rapida o ultrarapida, per via sottocutanea o endovenosa.

Ancora non è possibile rilevare direttamente l’abuso di insulina umana ricombinante, identica all’ormone endogeno. Tuttavia, il dosaggio contemporaneo del C-peptide, molecola secreta dal pancreas in quantità equi-molari con l’insulina ed espressione della produzione endogena di insulina, può svelare l’uso di ormone esogeno, che contiene insulina ma non C-peptide, purché il prelievo avvenga nelle ore successive alla somministrazione.


Reazioni avverse dell’insulina• Ipoglicemia (fino al coma e morte, aumento rischio con l’alcol)

• Allergia– Reazioni locali cutanee o sistemiche, rara anafilassi

• Lipoipertrofia– Dovuta all’effetto lipogenico dell’insulina quando si utilizza la stessa area per frequenti

iniezioni

• Lipoatrofia– Dovuta alla presenza di impurità

• Edema da insulina transitorio e raro

• Tremori, sudorazione, ansia, agitazione

Gonadotropine (LH, hCG) proibite solo nei maschi

Dal 1987 il Comitato Olimpico Internazionale ha incluso nella lista delle sostanze proibite la Gonadotropina Corionica Umana (hCG), un ormone che, analogamente all’Ormone Luteinizzante (LH) ipofisario, é in grado di stimolare la produzione endogena di testosterone.L’hCG è una glicoproteina costituita da 237 aminoacidi, prodotta dalla placenta umana. Gli effetti biologici dell’hCG sono in gran parte simili a quelli dell’LH prodotto dall’ipofisi, ma alcuni sono invece tipici dell’ormone placentare.

Altri regolatori ormonali

Effetti biologici dell’hCG

SIMILI ALL’LH

Effetto luteinizzante sulle cellule follicolari ed interstiziali ovariche

Induzione dell’ovulazione in follicoli preparati dalle gonadotropine

Aumento della produzione di progesterone dal corpo luteo

Stimolazione delle cellule interstiziali del testicolo

Stimolazione della sintesi di testosterone nel testicolo

ESCLUSIVI DELL’hCG

Prolungamento attività funzionale corpo luteo

Incremento della sintesi steroidea placentare

Azione di stimolo sulle gonadi e sui surreni fetali

1. La somministrazione prolungata di alte dosi di androgeni determina una marcata inibizione dell’asse ipotalamo-ipofisi-testicolo. Questo effetto si traduce in una riduzione delle dimensioni dei testicoli e della loro capacità di produrre testosterone e spermatozoi. La somministrazione di hCG serve dunque a mantenere lo stimolo trofico sul testicolo e la produzione endogena di testosterone, favorendo un recupero più rapido della funzione gonadica una volta sospeso il trattamento con androgeni. 2. lo stimolo con hCG può ostacolare il riconoscimento dell’uso di androgeni esogeni nei comuni test impiegati a tale scopo. La somministrazione di hCG stimola la produzione endogena sia di testosterone che di epitetosterone, senza alterare significativamente il rapporto T/E (Cowan DA et al. J Endocrinol

1991;131:147-54).

Motivi dell’uso, come doping, delle gonadotropine nei maschi

3. Nel maschio normale l’hCG produce un prolungato aumento, dose-dipendente, della concentrazione di testosterone attraverso la stimolazione della secrezione dell’ormone da parte delle cellule interstiziali del Leydig del testicolo. Questo effetto è stato dimostrato sia con l’ormone naturale, estratto dalle urine di donne gravide, che con hCG ricombinante. La concentrazione basale di testosterone aumenta, dopo una singola iniezione di hCG, di circa il doppio (Trinchard-Lugan I et al.

Reprod Biomed Online 2002;4:106-15). Le concentrazioni di testosterone che si ottengono sono all’interno del range che sperimentalmente mostra una relazione lineare con l’aumento della massa e della forza muscolare nel maschio. La proibizione dell’uso di hCG nel maschio, in assenza di patologia specifica, appare pertanto pienamente fondata.

Motivi dell’uso, come doping, delle gonadotropine nei maschi

Le evidenze disponibili suggeriscono che l’hCG abbia un effetto trascurabile sulle concentrazioni di testosterone nella donna (pertanto il suo uso da parte delle atlete non è considerato doping). Questo dato, insieme con le concentrazioni fisiologicamente molto più basse di questo ormone nel sesso femminile, rende più remota la possibilità che l’uso dell’hCG nella donna possa avere effetti significativi (Bhasin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001;281:E1172-81)

GH in commercio: Gonasi HP®, Pregnyl®, Profasi HP®

LH in commercio: Luveris®. Inoltre vari farmaci che liberano le gonadotropine (es. buserelina, gonadorelina, goserelina, ecc.)Effetti avversi riconducibili a quelli degli steroidi anabolizzanti. Due sintomi gravi sono rappresentati dalla cefalea fastidiosissima e, sul piano psicologico, dalla depressione.

Gonadotropine nelle donne

Corticotropina (ACTH)


Corticotropina (ACTH) E’ un ormone prodotto dall’ipofisi anteriore. L’ACTH stimola la

corteccia surrenale a produrre cortisolo che controlla il metabolismo glucidico e l’equilibrio idro-salino. I fattori che fisiologi-camente influenzano il rilascio di ACTH sono soprattutto tre: ritmo circadiano, stress e feed-back negativo esercitato dal cortisolo.

Nella risposta all’esercizio fisico, l’attivazione del sistema ACTH-cortisolo svolge un importante ruolo di adattamento metabolico, stimolando la degradazione proteica e la trasformazione epatica degli aminoacidi gluconeogenetici in glucosio.

Il cortisolo stimola anche glicogenolisi, lipolisi e chetogenesi e contrasta l’azione periferica dell’insulina, svolgendo un ruolo eminentemente catabolico, di rapida messa a disposizione per l’organismo di combustibile energetico.


Corticotropina (ACTH) Oltre a questi effetti metabolici, il sistema ha degli effetti sul

sistema immunitario, su quello cardiovascolare, nonché su aspetti neuropsichici, permettendo di ridurre l’infiammazione e la percezione del dolore e conferendo una sensazione complessiva di benessere psico-fisico.

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.


Corticotropina (ACTH) Questi effetti sono utili nel breve termine ma assumono una

connotazione negativa sul lungo termine, dato l’ostacolo ai fenomeni di riparazione, il consumo di proteine utilizzate a fini energetici, la perdita di muscolo e di massa ossea, le alterazioni metaboliche, l’aumento dei valori di pressione arteriosa e la soppressione del sistema immunitario che conseguono ad un eccesso cronico di glucocorticoidi.

Specialità medicinale in commercio in Italia: Synacthen®, Cortrosyn®,

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.


Nel mondo sportivo è generalmente diffusa l’idea che l’ACTH aumenti la performance fisica. Tuttavia la documentazione scientifica concernente questa problematica è limitatissima.

Esiste un solo studio condotto nell’uomo [Soetens E et al. Psychopharmacology 1995;118:260-6]. Questo studio ha valutato l’efficacia della somministrazione di ACTH in 16 ciclisti professionisti sottoposti per un’ora ad uno sforzo ergometrico submassimale, incrementato successivamente di 10 W ogni minuto sino all’esaurimento. Come atteso è stato documentato dopo ACTH un aumento di parametri quali cortisolo, glicemia, globuli bianchi. Non è stata invece osservata alcuna modifica della performance massimale in rapporto alla somministrazione dell’ormone. Una riduzione della sensazione di affaticamento durante la performance submassimale era l’unico dato, soggettivo, riportato dagli atleti trattati rispetto ai non trattati. Gli Autori speculano che proprio la percezione psicologica potrebbe alimentare l’opinione che l’ACTH abbia proprietà ergogene.

L’ACTH è utile come sostanza dopante?

• 1) Inibitori delle aromatasi, agiscono inibendo l’enzima

(aromatasi) responsabile della conversione degli androgeni in estrogeni (aminoglutetimide, anastrozolo, letrozolo, exemestane)

• 2) Antagonisti dei recettori per gli estrogeni (raloxifene, tamoxifene, toremifene, clomifene, ciclofenile), inibendo il legame degli estrogeni con i propri recettori bloccano i loro effetti biologici

AGENTI CON ATTIVITÀ ANTIESTROGENICA

• Nel doping l’utilizzo di questi farmaci è molto diffuso, sia per migliorare la performance sia come strumento per ovviare ad alcuni inconvenienti della terapia con steroidi anabolizzanti.

• Gli antiestrogeni sono infatti in grado di incrementare i livelli di testosterone, in particolare nel maschio. Questo effetto è dovuto al fatto che il feed-back negativo esercitato dagli androgeni sulla secrezione ipofisaria delle gonadotropine è almeno in parte mediato dagli estrogeni prodotti a partire dagli androgeni stessi. Il blocco di questo effetto estrogenico si traduce quindi in un’aumentata secrezione di ormone luteinizzante (LH), che a sua volta stimola quella di testosterone da parte del testicolo. Per lo stesso meccanismo, un altro effetto di queste sostanze è quello di facilitare la ripresa della secrezione endogena di testosterone dopo un ciclo di androgeni esogeni.

• L’uso degli antiestrogeni insieme agli anabolizzanti è legato anche al fatto che uno degli effetti collaterali degli anabolizzanti è la comparsa di ginecomastia, dovuta alla formazione di un eccesso di estrogeni a partire dagli androgeni esogeni. Gli antiestrogeni bloccano questo fenomeno.

AGENTI CON ATTIVITÀ ANTIESTROGENICA

• Aminoglutetimide: sonnolenza, insufficienza surrenalica (alte dosi)

• Anastrozolo, letrozolo: dolore o rigidità articolare, disturbi digestivi, eruzioni cutanee, cefalea, astenia

• Exemestane: vampate di calore e nausea; meno frequenti vertigini, stanchezza, eccesso di sudorazione

• Tamoxifene, toremifene: vampate di calore, trombosi venosa, disturbi digestivi, alterazioni della pelle, ritenzione di liquidi, alterazioni nel numero delle cellule del sangue, stanchezza

• Raloxifene: vampate di calore, trombosi venosa, crampi

• Clomifene, ciclofenile: sintomi da carenza estrogenica (vampate, ecc.), disturbi visivi, disturbi digestivi

Reazioni Avverse

Complessivamente gli antiestrogeni sono farmaci ben tollerati

Corso elettivo Farmaci, integratori e doping Farmaci, integratori e doping Lezioni 3 e 4: Le...

Documents

Transcript of Corso elettivo Farmaci, integratori e doping Farmaci, integratori e doping Lezioni 3 e 4: Le...