Diapositiva 1 - Dipartimento Scienze Neurologiche Biomediche e
by user
Comments
Transcript
Diapositiva 1 - Dipartimento Scienze Neurologiche Biomediche e
Facoltà di Scienze Motorie Università degli Studi di Verona Corso elettivo “Farmaci, integratori e doping” Lezioni 3 e 4: Le sostanze dopanti -1- Docenti: C. Chiamulera, G. Fumagalli, R. Leone Le sostanze “proibite” Sostanze la cui assunzione è proibita sia in competizione che fuori -1S1. Agenti anabolizzanti 1. Steroidi androgeni anabolizzanti (AAS) a) AAS esogeni (es. boldenone, nandrolone, stanazolo, THG, ecc.) e altre sostanze con struttura chimica o effetto biologico similare b) AAS endogeni (es. testosterone, DHEA, ecc.) e metaboliti 2. Altri agenti anabolizzanti clenbuterolo, tibolone, zeranolo, zilpaterolo S2. Ormoni e sostanze correlate Eritropoietina (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-2 Tutti 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 *Concentrazioni urinarie >1000 ng/ml sono considerate doping anche con l’esenzione Sostanze la cui assunzione è proibita sia in competizione che fuori -2S4. Agenti con attività anti-estrogenica 1. Inibitori delle aromatasi anastrozolo, 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 mascheranti Diuretici*, epitestosterone, probenecid, inibitori alfa-reduttasi (es. finasteride), plasma expander (es. albumina, destrano) *L’esenzione terapeutica non è valida se le urine dell’atleta contengono un diuretico in associazione con una sostanza proibita (anche livelli sotto-soglia) Metodi proibiti sia in gara che fuori M1 Aumento del trasporto di ossigeno a) doping ematico: sangue autologo, omologo o eterologo, prodotti con globuli rossi di qualsiasi origine b) 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 fisiche Uso 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 genetico Uso non terapeutico di cellule, geni, elementi genetici o la modulazione dell’espressione genica che hanno la capacità di aumentare la performance atletica Sostanze la cui assunzione è proibita in occasione delle competizioni S6. Stimolanti Amfetamine, 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. Narcotici Buprenorfina, destromoramide, eroina, fentanile e derivati, idromorfone, metadone, morfina, ossicodone, ossimorfone, pentazocina, petidina S8. Cannabinoidi (es. hashish e marijuana) S9. Glucocorticosteroidi Proibiti 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 Sostanze proibite in particolari discipline sportive 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) *solo in competizione, **anche fuori competizione FARMACI CON SOSTANZE DOPANTI • Le confezioni di farmaci, contenenti sostanze vietate per doping, devono recare un apposito contrassegno sull’involucro e sul foglietto illustrativo D.M. 24 settembre 2003 L’etichettatura dell’imballaggio esterno delle confezioni di tali medicinali deve includere il seguente pittogramma Meccanismi d’azione e reazioni avverse delle principali sostanze dopanti L’effetto placebo Effetto dell’allenamento nel sollevamento pesi *Gli atleti pensavano di assumere Dianabol Effetto dell’allenamento + placebo* nel sollevamento pesi Ariel & Savill, MSSE, 1972 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 - struttura tetraciclica fondamentale degli steroidi - CH3 CH3 CH3 H HO CH3 CH3 H H colesterolo Ormoni steroidei propriamente detti Ghiandola pituitaria Anteriore “adenoipofisi” Sella Turcica Posteriore “neuroipofisi” Ciascuna delle due parti ha un ruolo distinto nella regolazione ormonale Produzione del testosterone Ipotalamo (-) GnRH ipofisi ant. (-) Inibina FSH (-) S LH Cellule del Sertoli testicolo L S L Proteine leganti gli androgeni Cellule di Leydig Testosterone Sperma (mediamente nell’uomo 8 mg/die 90-95 % testicolo 5-10% surrene) Proteine leganti gli ormoni Sia androgeni che estrogeni si legano alle proteine plasmatiche; solo il 2% degli ormoni circolanti non sono legati: tale quota è quella biologicamente attiva. L’elevato legame prolunga l’emivita degli ormoni Albumine: non specifiche; bassa affinità; (58% legame) Gamma globuline: globuline leganti gli ormoni sessuali (SHBG); specifiche; alta affinità; (40% legame) Biosintesi degli Steroidi Androgeni Anabolizzanti Colesterolo StAR PBR P450scc/Adx/AdR Pregnenolone Testosterone 5-Reduttasi I & II Diidrotestosterone Estrone aromatasi (CYP19) 17HSDII aromatasi 17HSDI Androstenedione 17HSDIII 17HSDV DHEA (Deidropiandrosterone) 17HSDII CYP17 17-hydroxylase CPR (b5) 17, 20-lyase 3HSD I & II Estradiolo 3HSD Androstanediolo Meccanismo d’azione del testosterone • • • • Diffonde nelle cellule target Metabolizzato a diidrotestosterone Si lega a recettori citoplasmatici Il complesso attivo trasloca nel nucleo legandosi a livello del DNA in regioni promotrici (siti di fattori di trascrizione) e altera la trascrizione genetica Segnali ormonali t Schema semplificato del meccanismo d’azione ormonale CELLULA BERSAGLIO Ormone Nucleo recettore DNA H/R Gln Pro trascrizione Gly Complesso ormone recettore DNA Ormone Domini leganti TESTOSTERONE 5-alfa reduttasi CYP19 (aromatasi) Diidrotestosterone Estradiolo Recettore androgeni (NR3A) Recettore androgeni (NR3A) Recettore estrogeni Genitali esterni Genitali interni Osso Differenziamento nella gestazione Maturazione durante la pubertà Patologie prostatiche Follicoli piliferi Incrementata crescita durante la pubertà Sviluppo durante la gestazione Chiusura epifisi, aumentata densità Muscolo scheletrico Aumento massa e forza durante la pubertà Eritropoiesi ? Osso ? Libido Organi bersaglio ed effetti fisiologici del testosterone e dei suoi metaboliti • 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) 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) Raggruppamento azioni farmacologiche • Azioni morfogeniche: irreversibili; si • • verificano durante l’embriogenesi Azioni stimolatorie: pubertà (peli, corde vocali, ossa) Azioni di mantenimento: reversibili; comportamento, libido, funzione riproduttiva • Altre azioni: diminuzione tessuto linfoide; stimolazione eritropoiesi. Raggruppamento azioni farmacologiche • Effetti virilizzanti: regolazione gonadotropine; spermatogenesi; sviluppo sessuale • Effetti anabolici proteici: incremento densità ossea, massa muscolare, globuli rossi Usi clinici Terapia sostitutiva Ipogonadismo prepuberale: congenito e acquisito; terapia per 2-3 anni fino alla pubertà; dosi basse di mantenimento postpuberale: disfunzione testicolare primaria; secondario alla distruzione dell’adenoipofisi Invecchiamento e impotenza Usi clinici Tumore mammella; endometriosi uso limitato a causa degli effetti virilizzanti Azione anabolica proteica: aumentato uptake aminoacidi; incremento RNA polimerasi nel muscolo scheletrico; antagonismo delle azioni dei glucocorticoidi; utilizzato per persone 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 doping Steroidi anabolizzanti di uso comune • • • • • • • • • • C.J. Hunter: positivo per nandrolone (2000) Testosterone* Stanazolo Danazolo Nandrolone Diidrotestosterone (DHT) Deidropiandrosterone (DHEA) Androstenedione Metandienone Tetraidrogestrinone (THG) Ecc. ecc. *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 tetraidrogestrinone (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 Caratteristiche dello studio di Bhasin S. et al. (NEJM 1996) 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) Bhasin et al NEJM 335:1-7 (1996) “Occhio” ai numeri No Exercise + Exercise Placebo Test. Placebo Test. Bench Wt 0 2.2 8.4 2.8 Squat Wt 1.8 2.9 18 4.7 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 25 50 125 300 600 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 25 50 125 300 600 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 25 50 125 300 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 600 25 50 125 300 600 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 25 50 125 300 600 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 Change in Insulin-like Growth Factor 1 (ng/ml) 25 50 125 300 Dose settimanale testosterone (mg) Bashin S et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281:E1172-1181 600 Massa muscolare Curve Dose-Risposta AAS Soprafisiologica Eugonadica Ipogonica Dose AAS Distance (meters) 18 17 20 Distance (meters) Turinabol orale: effetto sul lancio del peso in un atleta donna della DDR 19 19 18 17 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 gascromatografia 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 AAS Strategie 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 – d13C% < -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 Atleta 1 2 2 2 2 3 4 5 5 Limite superiore normale: DHTcorr 5/5-A 388.67 56.61 89.54 12.65 60.73 10.21 77.40 10.62 47.93 17.75 18.63 14.02 16.38 67.88 28.70 62.45 15.68 70.52 12.13 1.88 5A/Etio 5.70 1.99 1.92 1.99 2.26 2.53 2.91 2.52 2.51 2.20 DHT/EpiT 83.14 24.77 13.22 29.07 17.43 4.73 9.38 6.42 7.80 2.72 Reazioni avverse degli AAS • Cardiovascolari – Cardiomiopatia, ictus, infarto miocardio • Fegato – Danno epatocellulare, colestasi – Tumori • Dislipidemia – Aumento LDL, diminuzione HDL – Attivazione lipasi epatiche AAS: reazioni avverse a livello del SNC • Euforia, mania, paranoia • Aggressività, ira, tendenza all’omicidio, abusi sessuali • Depressione, tendenza al suicidio durante l’astinenza Dipendenza dagli AAS • Dipendenza psicologica comune • Dipendenza fisica controversa Sindrome d’astinenza da AAS (modello bifasico) • Prima fase (1-2 settimane) – agitazione, instabilità vasomotoria – Può essere necessaria ospedalizzazione • Seconda fase (mesi) – depressione, debolezza – Esacerbazione sintomatologia da stato ipogonadale Altre reazioni avverse degli AAS • Bambini – Fusione piastra epifisaria – Arresto della crescita • Infezioni – Ascessi/cellulite, HIV, epatiti virali • Rotture tendini (superallenamento?) • Edemi per ritenzione idrica • Policitemia Reazioni avverse degli AAS specifiche per l’uomo • 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 la donna • • • • • • Amenorrea Atrofia del seno Irsutismo Ispessimento del clitoride Abbassamento della voce Effetti spesso irreversibili Abuso di steroidi anabolizzanti Polifarmacia per mascherare gli effetti avversi Effetti avversi Ginecomastia Acne Atrofia testicolare Edemi Aumento peso Farmaci Tamoxifene Testolattone Tretinoina o antibiotici hCG Diuretici Tiroxina 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 Extracellulare Ormone della crescita Dominio extracellulare del recettore del GH =O 3PO- -OPO3= Legandosi al recettore porta alla dimerizzazione delle subunità recettoriali per cross fosforilazione Intracellulare Recettore dell’Ormone della Crescita Cross phosphorylation Tyrosine Kinase Receptors 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) Principali organi/tessuti bersaglio del GH e relativi effetti dell’ormone Organo/tessuto bersaglio Principali effetti Apparato scheletrico Differenziazione e proliferazione delle cellule cartilaginee Apposizione ossea Apparato cardiovascolare Aumento contrattilità cardiaca e frequenza cardiaca riduzione 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 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 sospetta l’uso di hGH in base alle sue azioni Perché gli atleti utilizzano rhGH? L’ormone della crescita ricombinante è una “sostanza simile alla endogena” difficile da distinguere dall’ormone naturale. Rapida eliminazione. Il GH effettivamente incrementa la performance degli atleti? Non ci sono dati che dimostrano l’efficacia Pelissier-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 Funziona come sostanza dopante? 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. Dal Corriere della Sera 25 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"... Reazioni avverse dell’ormone della crescita Edemi Artralgie, mialgie e miopatie Dolore all’articolazione mandibolare Gigantismo Acromegalia Ipotiroidismo Patologie cardiache (es. cardiomiopatia) Diabete mellito Impotenza Osteoporosi Polipi al colon 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] L’insulina nel doping 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 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 C peptide Proinsulin Ca2+-dependent endopeptidases PC2 (PC3) Insulin MW 5808 A Chain B Chain PC3 Fornita da Ann K. Snyder Regolazione della secrezione di insulina Fornita da Ann K. Snyder Na+ GLUT2 K+ KIR K+ Na+ K+ Vm K+ - Ca2+ Ca2+ Pancreatic ß cell Ca2+ Ca2+ Insulin granules Voltage-gated Ca2+ channel Secrezione basale dell’insulina Fornita da Ann K. Snyder Pacemaker ß cells Na+ GLUT2 K+ KIR K+ Na+ Signal K+ Vm K+ Ca2+ Ca2+ Pancreatic ß cell Ca2+ Ca2+ Insulin granules Voltage-gated Ca2+ channel Secrezione insulina stimolata dal glucosio Fornita da Ann K. Snyder Glucose ß cell integrates input from various metabolites, hormones Na+ GLUT2 Glucokinase Km= 7-9 mM KIR K+ Na+ - K+ ATP Pancreatic ß cell and neurotransmitters K+ Vm K+ Ca2+ Ca2+ IP3 cAMP Insulin granules Ca2+ Ca2+ Voltage-gated Ca2+ channel Rilascio insulina: livelli fisiologici 1 U = 36 µg Daily secretion in humans: 40 - 50 U Basal plasma insulin: 12 µU/ml Postprandial insulin: up to 90 µU/ml 120 Meal 100 80 60 80 40 Basal Minutes 0 20 30 60 90 120 Insulin, U/ml Glucose, mg/dl Units: Fornita da A.K. Snyder Recettore dell’insulina Recettori superfice cellulare: sub-unità siti di legame dell’insulina Membrana plasmatica sub-unita con attività tirosin kinasi Fornita da Ann K. Snyder Attivazione del recettore dell’insulina Insulin binding to subunit regulates subunit activity Insulina GLUT4 autophosphorylation of subunit PO4IRS-1 + ATP IRS-1-PO4 GLUT4 tyr kinase activity phosphorylation of other substrates Glucose transporter translocation to plasma membrane activation of phosphoinositide 3-kinase Fornita da Ann K. Snyder Attivazione del recettore dell’insulina Insulin binding to subunit regulates subunit activity Insulin GLUT4 autophosphorylation of 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 Fornita da Ann K. Snyder Attivazione recettore dell’insulina Insulin del receptor signaling Insulin binding to subunit regulates subunit activity Insulin GLUT4 autophosphorylation of subunit tyr kinase activity phosphorylation of other substrates PO4 IRS-1 + ATP IRS-1PO4 Glycogen deposition + protein phosphatase-1 + glycogen synthase phosphorylation of MAP kinase - phosphorylase kinase - phosphorylase Effetti dell’insulina Fegato Muscolo Stimola Inibisce sintesi glicogeno sintesi trigliceridi glicogenolisi chetogenesi gluconeogenesi scheletrico utilizzo glucosio sintesi proteine sintesi glicogeno Tessuto degradazione proteica glicogenolisi adiposo utilizzo glucosio accumulo trigliceridi Promuove processi anabolici lipolisi Inibisce processi catabolici L’insulina nel doping 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]. L’insulina nel doping 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 Altri regolatori ormonali 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. 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 Motivi dell’uso, come doping, delle gonadotropine nei maschi 1. La somministrazione prolungata di alte dosi di androgeni determina una marcata inibizione dell’asse ipotalamo-ipofisitesticolo. 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. Gonadotropine nelle donne 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. Altri regolatori ormonali Corticotropina (ACTH) Altri regolatori ormonali 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 fisiologicamente 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 ACTHcortisolo 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. Altri regolatori ormonali 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. Altri regolatori ormonali 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. L’ACTH è utile come sostanza dopante? 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. AGENTI CON ATTIVITÀ ANTIESTROGENICA • 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. Reazioni Avverse Complessivamente gli antiestrogeni sono farmaci ben tollerati • 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