Применение эритропоэтина в спорте. Функции эритропоэтина в организме человека. Для чего используется эритропоэтин в спорте

Что такое эритропоэтин ? Эритропоэтин (ЭПО) представляет собой гликопептидный гормон, который контролирует образование красных кровяных клеток (эритроцитов) из стволовых клеток костного мозга в зависимости от потребления кислорода. Сам Эритропоэтин в основном продуцируется тканями почки.

Молекула эритропоэтина состоит из аминокислот. В четырех участках к белковой цепи с помощью соответствующих связей присоединены гликозидные фрагменты. Они представляют собой различные сахара, поэтому существует несколько разновидностей ЭПО с одинаковой биологической активностью, но несколько отличающиеся по своим физико-химическим свойствам.

Рекомбинантный (синтетический), эритропоэтин человека, полученный методом генной инженерии (общепринятые в научной литературе аббревиатуры rHuEPO, r-HuEPO, rhuEPO, rEPO), идентичен по аминокислотному составу естественному ЭПО человека. Вместе с тем, имеются незначительные отличия по составу гликозидных фрагментов. Эти отличия определяют кислото-основные свойства всей молекулы гормона.

• 1977 г. Впервые ЭПО в очищенном виде выделен из мочи человека.
• 1988 г. Начало серийного производства рекомбинантного ЭПО.
• 1988-1990 гг. Несколько смертельных случаев среди голландских и бельгийских велосипедистов связывают с использованием ЭПО.
• 1990 г. Применение ЭПО запрещено МОК.
• 1993-1994 гг. ИААФ внедряет процедуру заборы крови на восьми этапах Гран-при.
• 1998 г. Разоблачение случаев использования ЭПО на велогонке "Тур де Франс" широко освещается средствами массовой информации.

Действие ЭПО. ЭПО стимулирует превращение ретикулоцитов в зрелые эритроциты в составе кроветворного ростка костного мозга. Увеличение количества эритроцитов приводит к повышению содержания кислорода на единицу объема крови и соответственно к увеличению кислородной емкости и доставки кислорода к тканям. В конечном итоге повышается выносливость организма. Сходные эффекты достигаются при тренировках в среднегорье.

Для каких целей используется rhEPO в медицине? В организме ЭПО образуется в почках. Поэтому больные с хронической почечной недостаточностью всегда страдают от анемии. До появления рекомбинантного ЭПО таким больным регулярно проводили гемотрансфузии как цельной крови, так и эритроцитарной массы. Однако с 1989 года необходимость в таких процедурах отпала, поскольку их заменило введение препаратов ЭПО. В ряде случаев анемии другого происхождения также успешно лечат с помощью рекомбинантного ЭПО. Как альтернатива переливанию эритроцитарной массы терапия высокими дозами ЭПО оказывается эффективной антианемической мерой при лечении хронических полиартритов, СПИДа, некоторых опухолей, а также при хирургических вмешательствах и кровопотери.

В каких видах спорта рекомбинантный ЭПО используется как допинг? Благодаря существенному воздействию ЭПО на кислородную емкость крови и доставку кислорода в ткани, этот препарат способствует повышению работоспособности в тех видах спорта, где требуется аэробная выносливость, - это все виды легкоатлетического бега, начиная от 800 м, а также бег на лыжах и велосипедные гонки.

Какова степень риска вследствие применения рекомбинантного ЭПО? Rh-EPO является хорошо переносимым фармакологическим препаратом, который практически не имеет побочных эффектов. Однако передозировка ЭПО и неконтролируемое применение могут привести к увеличению вязкости крови и, следовательно, к увеличению риска возникновения нарушений в системе сосудистого кровоснабжения сердца и мозга. Опасность возникновения указанных побочных эффектов ЭПО возрастает при проведении тренировок в среднегорье, а также при обезвоживании организма.

Возможно ли обнаружить следы применения рекомбинантного ЭПО?

В настоящее время не существует отработанных методов достоверного обнаружения следов использования ЭПО спортсменами в качестве допинга. Поскольку естественный и рекомбинантный эритропоэтины имеют идентичную аминокислотную структуру, rh-EPO практически неотличим от своего естественного аналога.

Современный арсенал методов, предназначенных для определения ЭПО, включает прямые и косвенные подходы. Прямой метод основывается на разделении естественнного ЭПО и ЭПО, полученного методом генной инженерии, на основе тех незначительных отличий, которые были обнаружены при их изучении. В частности, методом электрофоретического разделения можно показать распределение различных изоформ эритропоэтина, имеющих различные гликозидные фрагменты. Естественный ЭПО преимущественно связан с гликозидными фрагментами с большей кислотностью, в то время как рекомбинантный связан с фрагментами, имеющими щелочные свойства. Методика очистки пробы мочи и самого разделения довольно сложна и требует больших количеств мочи (до 1 литра). В результате, сейчас предпочтение отдается косвенным методам, которые требуют лишь небольших объемов образцов крови или мочи.

Примеры косвенного метода обнаружения ЭПО:

Отклонения от нормального уровня содержания в биожидкости. Этот факт означает, что установленное превышение уровня ЭПО должно отличаться от допустимых вариаций физиологического или патологического характера. Однако использование данного критерия возможно только в том случае, если диапазон колебаний показателя невелик, по сравнению со значениями, которые обнаруживаются после экзогенного введения препарата. Последнее возможно только при использовании крови в качестве образца для проведения допингтеста.

Регистрация биохимических показателей, величина которых зависит от концентрации ЭПО. Такой подход может быть основан на измерении содержания в сыворотке растворимого трансферринового рецептора (sTfR), уровень которого возрастает после введения рекомбинантного ЭПО. Однако аналогичные изменения данный показатель претерпевает и после тренировок в условиях среднегорья.

Определение в моче продуктов распада фибрина и фибриногена после введения ЭПО .

Допингконтроль случаев злоупотребления ЭПО.

В настоящее время практически невозможна достоверная идентификация случаев экзогенного введения ЭПО в организм. Поэтому для предварительного контроля используются изменения физиологических параметров крови, которые обнаруживаются после введения ЭПО. Так, Международный союз велосипедистов использует критерий максимального значения гематокрита (50 объемных % для мужчин). Международная федерация лыжного спорта в качестве такого критерия установила максимально допустимые значения гемоглобина (16,5 г% для женщин и 18,5 г% для мужчин).

В случае превышения указанных предельных величин, установленного при проведении контрольной процедуры до соревнований, соответствующий спортсмен отстраняется от участия в соревнованиях в целях защиты его здоровья. Однако и гемоглобин, и гематокрит - это показатели, на которые оказывают воздействие многие факторы.

В частности, они могут существенно изменяться даже после одной тренировки на выносливость среднего объема. Кроме того, эти показатели характеризуются значительной индивидуальной вариабельностью. Поэтому даже превышение величины гематокрита более 50 объемных % не может служить доказательством факта злоупотребления ЭПО.

Эритропоэтин — это гликопептидный гормон, вырабатываемый надпочечниками и в небольшом количестве печенью. Он участвует в регулировке образования красных кровяных телец, синтезируемых в костном мозге. В задачу эритроцитов, в свою очередь, входит снабжение клеток кислородом. Влияние эритропоэтина на кроветворную способность человека, вызывает интерес учёных и спортивных тренеров, так как это дает возможность повысить ресурсы человеческого организма.

Эритропоэтин или, как принято обозначать его в медицине, ЭПО начинает вырабатываться даже при самом небольшом дефиците кислорода. Переносится гормон по организму сложным железосодержащим белком, гемоглобином.

Кислород же используется организмом для самых разных функций. Без него был бы невозможен синтез холестерина, желчной кислоты, гормонов стероидного ряда. Составляющих аминокислоты элементов и так далее. Кроме того, кислород расщепляет на безопасные элементы, токсины, яды, и ненужные лекарства.

При гипоксии, кислородном голодании, разрушаются внутренние органы, сердечно-сосудистая система, а главное – головной мозг. То есть, тяжелые случаи гипоксии заканчиваются смертью человека.

Гормон эритропоэтин попадая в кровь, превращает ретикуляциты в красные кровяные тельца, значительно повышая их количество, соответственно увеличивая переносимый ими кислород. При повышении уровня кислорода, в артериях поднимается давление, а кровь становится более вязкой.

ЭПО вырабатывается не только при гипоксии, стимулятором его выброса становится и глюкокортикоидод, синтезируемый надпочечником, в стрессовой ситуации. Такая особенность организма, позволяет ему за несколько секунд, повысить силу и скорость мышечных тканей, а приток кислота обеспечивает выносливость.

Работающий таким образом обмен веществ, позволил выжить человеку как виду, так как естественных врагов в дикой, первобытной природе, было предостаточно. При нападении хищника человек успевал убежать или победить в схватке с сильным животным.

Правда, такой всплеск активности синтеза кровяных телец, приводит к истощению запасов железа, меди, витаминов В9 и В12, поэтому после стрессовой ситуации, необходимо восстанавливать баланс этих веществ в организме. Древний человек восполнял запас железа и меди, съедая побежденное животное.

Причины отклонения от нормы

В организме человека, уровень различных гормонов крайне точно сбалансирован, то же касается и эритропоэтина. За норму у женщин принят диапазон содержания гормона от 8 до 30 МЕ/л. У мужчин соответственно 5,6 до 28,9 МЕ/л. Если же имеют место отклонение от нормы в большую или меньшую сторону, это может означать наличие каких-то патологий.

1. При повышенном уровне эритропоэтина количество эритроцитов должно быть высоким, если же оно низкое, то это говорит об анемии, которая и подавляет кроветворную функцию костного мозга.
2. Уровень эритропоэтина может быть понижен под действием окружающей среды, например в условиях высокогорья, бедного кислородом.
3. Обеднен6ие кислородом, несмотря на высокий уровень эритропоэтина может наступить в результате отравления организма дымом, например от сигарет.
4. Пониженный уровень эритропоэтина может быть вызван почечной недостаточностью или наличием кисты или опухоли в надпочечниках. Почки также перестают вырабатывать нужный гормон при мочекаменной болезни или наличия множественных кист в паренхиме органа.
5. Опухоли могут поражать и костный мозг, поэтому высокий уровень эритропоэтина в такой ситуации не вызывает притока красных кровяных телец.
6. Костный мозг подвержен самым разным патологиям от различных форм анемии до лейкоза и все они сопровождаются низким уровнем эритроцитов, лейкоцитов или тромбоцитов.
7. Если при повышенном уровне эритропоэтина кислород в крови всё равно не поднимается, это могут быть заболевания лёгких или сердечнососудистой системы.
8. Поражение головного мозга гемангиобластомой, приводит к нарушению уровня эритропоэтина в крови.
9. Синдром приобретённого иммунодефицита.
10. После трансплантации какого-либо органа, особенно костного мозга, происходит значительный гормональный сбой, сопровождаемый дефицитом эритроцитов.
11. Донорская сдачи крови, приводит к дефициту красных кровяных телец, несмотря на высокий уровень эритропоэтина.

Наличие всех упомянутых патологий и заболеваний становится поводом для длительной и трудоёмкой терапии, в ходе которой не только приводится в порядок гормональный и кислородный баланс в организме, но и устраняется сама причина возникновения такой ситуации.

Применение эритропоэтина в терапии

Множество болезней и состояний имеют лечение, с помощью гормональной терапии включая и препараты с эритропоэтином. Любое лечение в данном направлении назначает врач эндокринолог, так как даже самое незначительное отклонение в дозировке препарата может привести к опасному превышению или наоборот, занижению количества красных кровяных телец.

Лечение проводит как помощью препаратов подкожного ведения, так и внутривенного. В ходе лечения, больной регулярно проверяется на состав крови, уровень гемоглобина и содержание эритропоэтина в крови.

Важно понимать, что курс лечения эритропоэтином, подразумевает постепенное снижение количества принимаемого препарата, с тем, что бы организм сам восстанавливал необходимое количество гормонов. В результате правильного применения препаратов, полностью восстанавливается работа эндокринной системы.

К сведению, нормальный уровень гемоглобина составляет от 110 до 120 г/л, а соотношение эритроцитов к остальным элементам крови, должен быть на уровне 30 -35%.

На ряду с препаратами, содержащими эритропоэтин, больной должен принимать лекарства содержащие железо, фолиевую кислоту и витамины группы B, это восстанавливает в организме уровень веществ, используемых кроветворной системой.

Эритропоэтин в спорте

Широкое применение нашёл эритропоэтин в спорте. Его синтетические аналоги применяются для придания мышцам способности длительное время делать тяжёлую работу. Препараты, таким образом, воздействующие на организм атлета называются допинг.

Спортсмен принимающий допинг на основе эритропоэтина, способен долгое время, не чувствуя усталости, бежать, ехать на велосипеде или грести вёслами. Другими словами такой допинг нашёл применение в тех видах спорта, где нужно долгое равномерное усилие. А вот для спортсменов тяжеловесов он не очень хорошо подходит.

Расплатой за возможность долго бежать или крутить педали становится ускоренный метаболизм и сжигание всех запасов железа, фолиевой кислоты и других элементов кроветворной системы.

Было зарегистрировано несколько случаев со смертельным исходом, как раз среди велосипедистов, после чего препараты с эритропоэтином были официально признаны опасным допингом и их запретили употреблять. Все спортсмены, уличенные в применения эритропоэтина, были дисквалифицированы до конца жизни.

Допинг с эритропоэтином очень сложно определить по анализу крови или мочи спортсмена. Поэтому антидопинговые лаборатории с 1990 года занимаются разработкой способов обнаружения запрещенного препарата в пробах спортсменов. Так как синтетический гормон, по своему составу и действию, идентичен натуральному, к тому же присутствие его в крови объясняется стрессовой ситуацией, вызванной состязанием, обнаружить его крайне сложно.

Поэтому было принято решение, измерять не количество гормона в крови спортсменов, а уровень кислорода и гемоглобина. Хотя и такой метод измерения довольно субъективен, ведь кто-то перед стартом был спокоен, а накануне отдыхал, а кто-то долго тренировался и сильно нервничает.

Несмотря на спорность способов определения допинга в крови спортсмена, вывод в связи с применением препарата с эритропоэтином можно сделать простой – эффект от него может быть смертельным.

Но есть и другое мнение, родившееся в свете последних событий, связанных со спортивными состязаниями мирового значения, а именно олимпиадами. Главное для спортивных чиновников, не выявить спортсмена применяющего допинг, а снять с соревнований атлетов станы с неправильной с их точки зрения политикой. И мало кого в такой ситуации интересует, какой эффект создаёт на человека препарат.

Эритропоэтин, также известный как EPO, является гликопротеиновым гормоном, который контролирует эритропоэз или выработку красных кровяных телец. Он представляет собой цитокин (сигнальная молекула белка) для предшественников эритроцитов (красных кровяных телец) в костном мозге. EPO человек имеет молекулярную массу, равную 34 кДа. Его также называют гематопоэтином или гемопоэтином; он вырабатывается интерстициальными фибропластами в почках в тесной связи с перитубулярными капиллярами и проксимальными извитыми канальцами. Он также вырабатывается в перисинусоидальных клетках печени. В то время как выработка печенью преобладает у плода и в перинатальный период, выработка почками является доминирующей во взрослом возрасте. В дополнение к эитропоэзу, эритропоэтин также выполняет другие известные биологические функции. Например, он играет важную роль в реакции головного мозга на повреждение нейронов . EPO также участвует в процессе заживления ран . Экзогенный эритроэтин вырабатывается с помощью технологии рекомбинантной ДНК в клеточной культуре. Доступно несколько различных фармацевтических препаратов с различными конфигурациями гликозилирования, всё вместе это называется средствами, стимулирующими эритропоэз (ESA). Конкретные детали для использования различаются в зависимости от инструкции по медицинскому применению препарата, однако ESA также использовались для лечения анемии при хроническом заболевании почек, при анемии в случае миелодисплазии, а также при анемии, вызванной химиотерапией раковых заболеваний. Предупреждения на инструкции включают риск смерти, инфаркт миокарда, инсульт, венозную тромбоэмболию и рецидивы опухоли . Экзогенный эритропоэтин незаконно используется в качестве препарата для повышения работоспособности; он часто может обнаруживаться в крови за счёт небольших различий с эндогенным белков, например, при посттрансляционной модификации.

Функции

Выработка красных кровяных клеток

Основная роль эритропоэтина заключается в том, что он является незаменимы гормоном для выработки красных кровяных клеток. Без его участия окончательный эритропоэз не состоится. В условиях гипоксии, почки будут вырабатывать и секретировать эритропоэтин для увеличения выработки красных кровяных клеток путём охвата CFU-E, проэритробластов и базофильных эритробластов субъединиц дифференциации. Эритропоэтин оказывает первичный эффект на предшественников и прекурсоров красных кровяных клеток за счёт содействия их выживаемости через защиту этих клеток от апоптоза. Эритропоэтин представляет собой основной эритропоэтический фактор, который взаимодействует с различными другими факторами роста (например, ИЛ-3, ИЛ-6, глюкокортикоидами и SCF), вовлечёнными в развитие эритроидной линии от полипотентных предшественников. Всплеск формирования эритроидной единицы клетки (BFU-E) начинается с экспрессии рецептора эритропоэтина, являясь чувствительными к эритропоэтину. После завершения этой стадии, эритроидная колониеобразующая единица (CFU-E) экспрессирует максимальную плотность рецепторов эритропоэтина, полностью завися от эритропоэтина в отношении дальнейшей дифференциации. Предшественники эритроцитов, а именно, проэритробласты и базофильные эритробласты, также экспрессируют рецептор эритропоэтина, и, следовательно, они поражаются им.

Негематопоэтические роли

Эритропоэтин проявляет ряд действий, включая гипертензию, зависимую от сужения сосудов, стимулирование ангиогенеза, включая пролиферацию гладкомышечных волокон. Это может увеличить всасывание , подавляя гормон гепсидин . Были выявлены уровни EPO, превышающие в 100 раз базовый уровень в тканях головного мозга в качестве естественной реакции на гипоксическое повреждение. У крыс предварительная обработка эритропоэтином была связана с нейронной защитой во время индуцированной церебральной гипоксии . Испытания на людях не проводились. Многочисленные исследования показали, что EPO улучшает память. Этот эффект не зависит от его влияния на уровень гематокрита . Скорее всего, это связано с увеличением реакции гиппокампа и воздействия на синаптические связи, нейронную пластичность и связанные с памятью нейронные сети. EPO может влиять на настроение .

Механизм действия

Эритропоэтин, как выяснилось, оказывает свои эффекты путём связывания с рецептором эритропоэтина (EpoR) . EPO может гликозилироваться (40% от общей молекулярной массы) с периодом полураспада в крови около пяти часов. Период полураспада EPO может отличаться между эндогенными и различными рекомбинантными версиями. Дополнительное гликозилирование или другие изменения EPO за счёт рекомбинантной технологии привели к повышенной устойчивости EPO в крови (что требует менее частые инъекции). EPO связывается с рецептором эритропоэтина на поверхности предшественников красных кровяных клеток, активируя при этом сигнальный каскад JAK2. Экспрессия рецепторов эритропоэтина происходит в ряде тканей, таких как костный мозг и периферическая / центральная нервная ткань. В кровотоке красные кровяные клетки сами по себе не экспрессируют рецептор эритропоэтина, поэтому они не могут реагировать на EPO. Тем не менее, косвенная зависимость длительности существования красных кровяных клеток и уровней эритропоэтина в плазме, как сообщается, была названа неоцитолизом.

Синтез и регуляция

Уровни эритропоэтина в крови достаточно низки в случае отсутствия анемии, составляя около 10 мЕд на мл. Тем не менее, в условиях гипоксии, выработка EPO может увеличиваться в 1000 раз, достигая 10000 мЕд на мл в крови. EPO вырабатывается в основном с помощью интерстициальных клеток в перитубулярных капиллярных руслах почечной коры головного мозга. Он синтезируется в почечных перитубулярных клетках у взрослых; его малая часть вырабатывается в печени . Регуляция, как считается, полагается на механизм обратной связи для измерения оксигенации крови . Постоянно синтезируемые транскрипционные факторы EPO, известные как вызванные гипоксией факторы, гидроксилируются и протеосомно перевариваются в присутствии кислорода.

Медицинское применение

Доступные для использования с терапевтическими целями эритропоэтины вырабатываются с помощью технологии рекомбинантной ДНК в культуре клеток, включая Эпоген / Прокрит (эпоэтин альфа) и Аранесп (дарбэпоэтин альфа); они используются для лечения анемии, вызванной хроническими заболеваниями почек, воспалительными заболеваниями кишечника (болезнь Крона и язвенный колит) , а также миелодисплазией, вызванной в ходе лечения раковых заболеваний (химиотерапия и радиация). Инструкции по применению медицинских препаратов включают предупреждения в отношении риска смерти, инфаркта миокарда, инсульта, венозной тромбоэмболии и рецидива опухоли, в частности, при использовании с целью увеличения уровней гемоглобина, превышающих 11-12 г на дл.

Доступные формы

Рекомбинантный эритропоэтин имеет разнообразные конфигурации гликозилирования, которые приводят к формам альфа, бета, дельта и омега. Дарбэпоэтин альфа, который в первоначальной литератураев ходе его исследования часто определялся как новый стимулирующий эритропоэз белок (NESP), является формой, созданной при помощи пяти подмен (Asn-57, Thr-59, Val-114, Asn-115 и Thr-117), которые создают два новые локализации N-гликозилирования . Этот гликопротеин имеет больший период полураспада, что означает, что его можно вводить реже.

Кровяной допинг

Стимуляторы эритропоэза (ESA) использовались в качестве препаратов, обеспечивающих кровяной допинг, способствуя выносливости при занятии спортом: в боксе, велоспорте, гребле, беге, спортивной ходьбе, прогулках на снегоступах, в лыжном спорте, биатлоне, смешанных боевых искусствах и триатлоне. Общая система доставки кислорода (содержание кислорода в крови, а также сердечный ритм, васкуляризация и функция лёгких) является одним из основных факторов, ограничивающих способность мышц быть устойчивыми к упражнениям на выносливость. Таким образом, основной причиной, по которым спортсмены используют ESA, является улучшение доставки кислорода в мышцы, что напрямую улучшает их выносливость. С появлением рекомбинантного эритропоэтина в 1990-е годы, практика аутогенной и гомологичной гемотрансфузии была частично заменена введением эритропоэтина для естественной выработки организмом эритроцитов. Повышенный на фоне приёма ESA гематокрит (% от объёма крови, составляющий массу красных кровяных клеток) и общая масса красных кровяных клеток в организме обеспечивают преимущество в спорте, за счёт чего такая практика стала запрещена . Вдобавок к этическим соображениям в спорте, обеспечение повышенной массы красных кровяных клеток (выше естественного уровня) снижает кровоток за счёт повышенной вязкости, способствуя увеличению рисков проявления тромбоза и инсульта. Из-за опасностей, связанных с применением ESA, их использование должно быть ограничено лишь клиническим использованием, когда пациентов с анемией возвращают к нормальным показателям гемоглобина (в отличие от превышения нормальных уровней, когда увеличивается риск смерти). Хотя EPO, как считалось, широко применялся в некоторых видах спорта в 1990-е годы, вплоть до 2000 года не было никакого метода проверить его использование, пока исследователи из Французской национальной антидопинговой лаборатории (LNDD) не разработали специальное тестирование, одобренное Всемирным антидопинговым агентством (ВАДА); он применялось для обнаружения фармацевтических EPO за счёт выявления его среди практически схожих естественных гормонов, присутствующих в моче спортсмена. Первые случаи использования EPO в качестве допинга были обнаружены Швейцарской лаборатории по допинг-анализам . В 2002 году, на зимних Олимпийских играх в Солт-Лейк-Сити, доктор Дон Кэтлин, основатель и тогдашний директор олимпийской аналитической лаборатории UCLA, сообщил об обнаружении дарбепоэтина альфа (форма эритропоэтина) в одном из тестовом образцов впервые в истории спорта . В 2012 году, на летних Олимпийских в Лондоне, Алекс Швазер, завоевавший в 2008 году на летних Олимпийских играх в Пекине золотую медаль по спортивной ходьбе на 50 километров, дал положительный результат на EPO, после чего он был дисквалифицирован . Начиная с 2002 года, тестирования на EPO, проводившимися американскими властями из области спорта, базировались лишь на анализе мочи или «прямом» тесте. С 2000-2006 годов, тестирования на EPO на Олимпийских играх проводились на базе анализов крови и мочи . Тем не менее, было выявлено существование некоторых веществ, которые при пероральном употреблении могут стимулировать эндогенную выработку EPO. Большинство соединений стабилизировало индуцированные гипоксией транскрипционные факторы, которые активировали ген EPO. Эти соединения включают оксо-глутаратных конкурентов, однако в их число также входят простые ионы, включая ионы хлорида кобальта . Вдыхание смеси ксенона / кислорода активирует выработку фактора транскрипции HIF-1-альфа, что приводит к увеличению выработки эритропоэтина и повышению общей производительности. Данный метод использовался в России с 2004 года .

Велосипедный спорт

Синтетический EPO, как считается, вошёл в употребление в велоспорте примерно в 1990 году. Теоретически, использование EPO может значительным образом увеличить VO2max , что делает его полезным в отношении выносливости в таких видах спорта, как езда на велосипеде. Итальянский антидопинговый адвокат Сандро Донати утверждает, что история с допингом в велоспорте может вести к итальянскому доктору Франческо Конкони из Университета Ферарры. В 1980-е годы Конкони работал над идеей предоставления спортсменам собственной крови при помощи переливаний. Донати предполагал, что эта разработка «открыла дорогу к EPO, так как кровяной допинг был способом понять роль EPO» . Доктор Мишель Феррари, бывший студент и подопечный Конкони, в 1994 году дал противоречивое интервью с упоминанием препарата, сразу после того, как команда Gewiss-Ballan показала удивительные результаты в гонке La Flèche Wallonne. Феррари заявил журналисту l"Equipe Жан-Мишелю Руе о том, что EPO не оказывает «внушительного» влияния на производительность спортсменов, и, если бы велосипедисты использовали его, то это бы не вызвало бы «скандала». После того, как журналист стал подозревать то, что смерть нескольких спортсменов произошла, скорее всего, из-за EPO, Феррари заявил, что EPO не является опасными, заявив при этом, что «также опасно выпить сразу 10 литров апельсинового сока». Комментарий об «апельсиновом соке» был широко процитирован . Феррари был вскоре после этого уволен, продолжив работать в индустрии с профессиональными велосипедистами, в число которых входил и Лэнс Армстронг. В том же году, Сандро Донати, работая на Итальянский национальный олимпийский комитет, представил доклад, в котором он обвинил Конкони в том, что тот связан с использованием EPO в спорте . В 1997 году Международный союз велосипедистов (UCI) ввёл новое правило, по которому все спортсмены, у которых был выявлен гематокрит выше 50%, не только дисквалифицировались сразу, но также отстранялись от гонок на две недели . Роберт Миллар, бывший участник гонок, спустя некоторое время написал для Cycling News о том, что лимит в 50% был «открытым предложением к использованию допинга в определённом размере», указывая на то, что обычно уровни гематокрита должны составлять «около 40-42%», после чего они должны падать по ходу проведения «большого тура»; после EPO уровень должен сохраняться на 50% «в течение нескольких недель» . К 1998 году использование EPO стало широко распространённым, и дело Фестина всплыло в ходе Tour de France от 1998 года . Один менеджер предложил 270000 франков в месяц Кристофу Бассону, если он будет употреблять EPO, однако он отказался . В Tour de France от 1998 года Стюарт О"Грейди выиграл один из этапов, получив жёлтую майку Tour de France на три дня, став вторым по количеству очков при помощи EPO. В 2010 году Флойд Лэндис признался в использовании препаратов, повышающих производительность, включая EPO, на протяжении всей своей карьеры в качестве велосипедиста . В 2012 году USADA выпустила отчёт касательно массового употребления допинга американской велосипедной командой US Postal Service, капитаном которой являлся Лэнс Армстронг. Доклад содержал показания от многочисленных велосипедистов команды, включая Фрэнки Андреу, Тайлера Хэмилтона, Джорджа Хинкапи, Флойда Лэндиса, Леви Лейфаймера и других; они признались в том, что они и Армстронг использовали коктейли веществ, которые улучшали производительность в ходе Tour de France, в особенности EPO, когда Армстронг завоевал семь последовательных побед. Стало известно, что Армстронг и менеджер команды Джохан Брюнель вынуждали других членов команды принимать допинг. Стали известны корни их допинговой сети, включая теневых участников, докторов и других специалистов, которые помогали велосипедистам употреблять препараты; были выявлены высокопоставленные руководители, которые помогали избегать допингового контроля и скрывать положительные результаты. Армстронга впоследствии лишили всех побед с 1998 года, включая победы на Tour de France и выступления на летних Олимпийских играх от 2000 года. UCI согласилась с решением. В то время как некоторые допинговые случаи произошли более 8 лет назад, USADA посчитало, что это ограничение можно не применять в отношении «мошеннического сокрытия» Армстронга. Многолетний прецедент в законодательстве США показал, что срок исковой давности не применяется в случаях мошеннического поведения ответчика . В соответствии с этим решением, организаторы тура удалили имя Армстронга и его результаты. Свидетели рассказали, что кодовыми словами для EPO были «Эдгар», «По», Эдгар Аллан По», «Зумо» (с испанского переводится как «сок»).

История

В 1905 году, Поль Карно, профессор медицины в Париже, а также его ассистент Клотильда Дефляндр, предположили, что гормоны регулируют выработку красных кровяных клеток. После проведения экспериментов на кроликах, которые подверглись кровопусканию, Карно и Дефляндр посчитали увеличение красных кровяных клеток у кроликов гемотрофическим фактором, который называют гемопоэтином. Ева Бонсдорф и Эва Жалависто продолжили исследование выработки красных клеток крови, назвав затем кроветворное вещество «эритропоэтином». Дальнейшие исследования касательно существования EPO со стороны учёного К.Р. Рейссмана (неизвестно место проживания) и Аллана Дж. Эрсли (из Медицинского колледжа Томаса Джефферсона) показали, что некая субстанция, циркулирующая в крови, способна стимулировать выработку красных кровяных клеток, увеличивая при этом гематокрит. Это вещество, в итоге, было выделено, после чего было подтверждено, что это эритропоэтин, что позволило начать терапевтическое использование EPO при таких заболеваниях как анемия . Гематолог Джон Адамсон и нефролог Джозеф В. Эшбах изучили различные формы почечной недостаточности и роли естественного гормона EPO в формировании красных кровяных клеток. Изучение овец и других животных в 1970-е годы этими двумя учёными помогло установить то, что EPO стимулирует выработку красных кровяных клеток в костном мозге, что может помочь в лечении анемии у людей. В 1968 году Гольдвасер и Кунг начали работу над выделением человеческого EPO; в 1977 году они смогли очистить миллиграмм этого вещества, который был чистым на 95%. Чистый EPO позволил частично определить аминокислотную последовательность и изолировать ген. Позже, исследователь из Колумбийского университета, финансируемый NIH, открыл способ синтезирования EPO. Колумбийский университет запатентовал технологию, выдав лицензию Amgen. После этого были споры касательно справедливости награждения Amgen профинансированной NIH работой, причём Гольдвасер ни разу не получил финансового вознаграждения за это исследование . В 1980-е годы в Северо-Западном центре почек Адамсон, Джозеф У. Эшбах, Джоан К. Эгри, Майкл Р. Даунинг и Джеффри К. Браун провели клиническое испытание синтетической формы гормона под коммерческим названием «Эпоген», выпускаемого фирмой Amgen. Испытание прошло успешно, и результаты были опубликованы в январе 1987 года в New England Journal of Medicine. В 1985 году Лин и его коллеги изолировали человеческий ген эритропоэтина из геномной фаговой базы, за счёт чего они смогли охарактеризовать его для дальнейших исследований и выпуска. Их исследования выявили ген, который кодировал эритропоэтин для выработки EPO в клетках млекопитающих, являвшихся биологически активными in vitro и in vivo. Вскоре после этого началось промышленное производство рекомбинантного человеческого эритропоэтина (рчЭпо) для лечения пациентов с анемией. В 1989 году американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило гормон Эпоген, который используется и сегодня.

:Tags

Список использованной литературы:

Мало знакомый обычным людям гормон эритропоэтин выполняет жизненно необходимые человеку функции. Секреция эритропоэтина (цитокина) происходит в почках, откуда он попадает в костный мозг. Если уточнить - 90% гормона вырабатывают почки, 10% - печень.

С помощью гормона на основе стволовых клеток образуются эритроциты, про которые многие слышали, поскольку его содержание часто определяют в общем анализе крови. Эритроциты содержат гемоглобин, ответственный за транспортировку кислорода в организме.

Ежедневно цитокину приходится образовывать 200 миллиардов эритроцитов, поскольку запаса этих клеток в крови и внутренних органах нет.

Несколько слов об эритроцитах

Эритроциты - важные клетки, содержащиеся в крови. Период их существования составляет 120 дней. Все эти клетки совершенно одинаковы по форме и размеру. Если в крови недостаточно эритроцитов, организму человека будет недоставать кислорода. А он нужен для выполнения своих функций всем внутренним органам и тканям.

Недостаток эритроцитов случается в результате ранения после увеличенной кровопотери. Также эти клетки могут разрушаться по разным причинам. В этих случаях мозг дает сигнал почкам вырабатывать эритропоэтин, и гормон налаживает производство новых эритроцитов.

Описанный процесс очень важен для спортсменов, поскольку при больших физических перегрузках организм тратит много кислорода. У людей, занимающихся тяжелей физической работой, организм настраивается на своевременную выработку эритропоэтина. Но для снабжения органов достаточным количеством кислорода нужны не только эритроциты, еще необходимо употребление в пищу железосодержащих продуктов, прием витамина В12 и фолиевой кислоты.

Эритропоэтин, норма и отклонения от нее

Что же это такое - эритропоэтин? Вещество образуется из аминокислот определенного вида. В него входят 4 глюкозных фрагмента, которые отличаются друг от друга по физическим и химическим характеристикам. Если в организме недостаточно цитокина, скорее всего у человека есть проблемы с почками. Это может быть почечная недостаточность, также дефицит гормона бывает после гемодиализа (внепочечное очищение крови).

Когда количество этого гормона превышает норму, врач может поставить предварительный диагноз - заболевание почек или других внутренних органов. Хотя, повышенный показатель может наблюдаться у беременных женщин, и, в таком случае, превышение нормы не является признаком болезни.

Таблица норм содержания гормона:

Гормон синтезируется в организме при недостатке кислорода. Как только проблема исчезает, прекращается секреция цитокина.

У мужчин меньше эритропоэтина в крови, поскольку у них больше тестостерона, который тоже стимулирует образование эритроцитов. Мужчинам требуется меньшее количество гормона. У женщин тестостерона гораздо меньше, зато есть эстроген, который угнетает секрецию цитокина. Поэтому у них описываемый гормон вырабатывается активнее, с учетом противодействия эстрогена.

Анализ на эритропоэтин

Для определения содержания гормона на анализ берут кровь. Обычно анализ совмещают с клиническим анализом крови, в котором обращают повышенное внимание на количество эритроцитов.

Когда назначают исследование

Анализ крови на эритропоэтин назначают больным с почечной недостаточностью. Также исследование проводят во время гемодиализа. Повышение содержания гормона можно заподозрить при следующих симптомах:

• Частые головокружения;
• Сильные головные боли;
• Мучающая в горизонтальном положении одышка;
• Ухудшение зрения;
• Зуд кожи после душа;
• С трудом останавливаемые кровотечения;
• Тромбозы и их последствия (инсульт, инфаркт);
• Синеватый оттенок кожи;
• Красный цвет лица;
• Отек селезенки.

Эти симптомы являются поводом сделать исследование содержания гормона.

Подготовка к анализу

Подготовка к забору венозной крови стандартна. Пациенту показано:

1. Не принимать пищу и напитки за 8 часов до анализа, чистую воду без газа можно пить;
2. Не употреблять табак ни в каком виде накануне и в день исследования;
3. Не принимать накануне и в день анализа лекарственные препараты, кроме обеспечивающих жизнедеятельность;
4. Отказаться от тяжелой физической работы за сутки до анализа;
5. Постараться оградить себя от стрессов за день до исследования и утром перед анализом.

Обычно, вместе с исследованием уровня содержания эритропоэтина назначают анализы на количество гемоглобина, определение объема фолиевой кислоты, витамина В12, гематокрит и эритроцитные индексы. Последние 2 показателя определяют количество эритроцитов в геме. При необходимости исследуют и другие показатели здоровья в крови.

Когда повышено количество эритропоэтина?

Причиной повышения уровня гормона могут быть заболевания разных органов и систем человеческого организма:

• Кровеносная система
  • Анализ может показывать на заболевание, при котором в костном мозге уменьшено количество эритроцитов, а лейкоциты и тромбоциты находятся в пределах нормы.
  • Также уровень гормона может быть снижен в связи с большой кровопотерей.
  • Еще понижение данного показателя может быть вызвано различными анемиями - нехваткой железа, витамина В12, фолиевой кислоты, апластической анемией (болезнь, при которой снижено кроветворение в костном мозге, снижена выработка лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов). Сюда же относится серповидноклеточная анемия и талассемия, которые выражаются в патологическом строении гемоглобина.
  • Мутации стволовых клеток.
  • Онкологические заболевания крови.

• Болезни почек
  • Сбои в кровоснабжении органов.
  • Сужение почечной артерии.
  • Образование камней в почках и мочевом пузыре.
  • Множественные кисты почек.

• Болезни, появляющиеся от дефицита кислорода в крови
  • Заболевания дыхательных путей и органов.
  • Аллергический бронхит.
  • Пневмокониоз, силикоз (заболевания легких, которые наступают при вдыхании пыльного воздуха и приводят к фиброзным процессам в легких).
  • Приобретенные пороки сердца, выражающиеся в неполном смыкании сердечных клапанов.
  • Сердечная недостаточность, возникающая в связи с нехваткой кислорода и нарушением метаболизма в сердечной мышце.

• Опухолевые заболевания нервной системы, надпочечников, почек.
• Принятие препарата эритропоэтин в качестве стимулирующего средства (допинга) спортсменами.

Все перечисленные заболевания требуют дополнительных исследований - УЗИ, МРТ и так далее. Ставить себе диагноз на основании одного показателя не следует. Врач решит, чем вы больны.

Понижение уровня эритропоэтина

• Почечная недостаточность, чаще всего носящая хроническую форму. Она выражается в снижении у почек способности выполнять свои функции.
• Состояние после гемодиализа.
• Разрастание костного мозга в связи с активным делением клеток.
• Миелома (злокачественное заболевание).
• Ревматоидный артрит.

На результат анализа оказывают воздействие следующие факторы: беременность, которая повышает показатель; употребление стероидов анаболического типа; переливания крови; прием гормональных препаратов.

Почечную недостаточность иногда лечат искусственно синтезированным эритропоэтином. Но лечиться нужно под контролем специалиста, чтобы не навредить своему здоровью.

Эритропоэтин в спорте

Спортсмены прекрасно знают, что такое вещество эритропоэтин. В спорте его называют ЭПО. Поскольку гемоглобин, входящий в состав эритроцитов, увеличивает количество кислорода, переносимого в органы и системы человеческого организма, а эритропоэтин стимулирует выработку эритроцитов, гормон определили, как допинговое средство. Понятно, что насыщенному кислородом организму легче даются физические нагрузки. Допингом вещество начали считать после открытия учеными способов стимулирования секрецию гормона. Кроме того, был получен синтетический препарат.

На допинг-тесты берут кровь спортсмена или мочу. В крови определить наличие допинга этого типа легче. Эритропоэтин распадается через 5 – 9 часов после поступления в организм, поэтому через 2 суток после приема средства определить наличие гормона в крови сложно. Для маскирования допинга непорядочные спортсмены принимают гепарин. Это антикоагулянт (препарат, препятствующий закупоркам кровеносных сосудов тромбами).

Еще через катетер в мочевой пузырь вводят протеаз. Препарат расщепляет пептидные связи между аминокислотами. Поскольку эритропоэтин состоит из связки аминокислот, его присутствие в крови смазывается. Службы WADA (Всемирного антидопингового агентства) научились определять применение допинга по содержащимся в крови продуктам распада гормона и по другим признакам.

Эритропоэтин

Эритропоэтин – гормон из группы гликопротеинов, синтезируемый в почках и стимулирующий выработку эритроцитов. Тест на эритропоэтин обладает самостоятельным диагностическим значением, но чаще назначается с общим анализом крови (гематокрит, эритроцитарный индекс). Исследование уровня эритропоэтина в плазме применяется для установления диагноза анемии или полицитемии, определения этиологии заболеваний системы крови и оценки эффективности проводимого лечения. Кровь для теста берется из вены. Унифицированный метод исследования – ИФА. Показатели нормы стероида – 4,3-29 мМЕ/мл. Срок исполнения анализа колеблется от 1 до 8 суток.

Эритропоэтин – стероид, который усиливает продукцию красных кровяных телец, транспортирующих железо и кислород к тканям организма. Основная доля данного гормона синтезируется в почках в ответ на кислородное голодание и только около 10% продуцируется в печени гепатоцитами. Попадая в костный мозг, эритропоэтин стимулирует превращение стволовых клеток в красные кровяные тельца, имеющие одинаковую форму и размер. У здоровых взрослых пациентов длительность жизни эритроцитов составляет около 4 месяцев. В норме в организме содержится приблизительно одинаковое количество циркулирующих в крови эритроцитов. Если баланс между синтезом и разрушением эритроцитов нарушается, то возникает анемия. При недостаточной продукции красных кровяных телец в костном мозге, при гемолизе или кровотечении уровень эритроцитов снижается, соответственно, уменьшается транспорт кислорода ко всем органам. В ответ на кислородное голодание клеток почки синтезируют эритропоэтин, доставляемый по кровеносной системе в костный мозг, где стимулируется процесс образования красных кровяных телец.

Эритропоэтин функционирует в кровеносном русле на протяжении короткого времени, после чего происходит экскреция гормона с мочой. При развитии некоторых новообразований стероид продуцируется в большом количестве, из-за чего возникает полицитемия (повышенное число эритроцитов). Данная патология способствует росту объема крови, увеличению ее вязкости и скачкам артериального давления. Искусственно созданные препараты эритропоэтина применяют при терапии анемии у пациентов, страдающих от хронической почечной недостаточности или при нарушении работы костного мозга. Исследование чаще всего назначается в хирургии, эндокринологии, нефрологии или гематологии в комплексе с ОАК (качественный и количественный анализ форменных элементов крови). Также анализы на концентрацию эритропоэтина применяются в спортивной медицине для выявления в крови допинга, который увеличивает концентрацию кислорода в тканях, в результате чего организм спортсменов становится более устойчивым к высоким физическим нагрузкам.

Показания

Исследование уровня эритропоэтина в крови назначается в диагностических целях для определения патологии (анемия или полицитемия), выявления новообразований почек и надпочечников, а также мониторинга случаев употребления эритропоэтина спортсменами перед соревнованиями. Симптомы, при которых тест на концентрацию эритропоэтина показан для исключения повышения уровня гормона – головокружения, мигрени, ощущение зуда, ухудшение зрения, увеличение селезенки при пальпации, покраснение лица, инфаркт, инсульт, тромбозы вен нижних конечностей или кровотечения.

Признаки, свидетельствующие о понижении концентрации гормона (бледность лица, слабость, усталость, сильная одышка даже в состоянии покоя), также важно подтвердить с помощью анализа. Показанием для теста может быть результат ОАК, подтверждающий наличие анемии (уменьшение количества эритроцитов и ретикулоцитов, низкий гемоглобин). Противопоказанием для проведения исследования считается период вынашивания плода, ранее проведенное переливание крови, употребление анаболических стероидов, стимулирующих работу щитовидной железы, или введение эритропоэтина за несколько дней перед забором крови.

Подготовка к анализу и забор крови

Исследование концентрации эритропоэтина проводится в утреннее время перед приемом пищи (перерыв должен быть не менее 10 часов). Утром уровень гормона приближается к максимальным показателям. За час перед анализом важно избегать стрессов, физических нагрузок, употребления алкоголя и курения. За несколько дней нужно прервать медикаментозное лечение, при невозможности прекратить лекарственную терапию следует сообщить о приеме лекарственных средств лаборанту. Кровь для анализа берется из вены. Транспортировка в лабораторию производится в стерильных емкостях при температуре от +2 до +8 градусов.

Унифицированный метод выявления уровня эритропоэтина в плазме – ИФА. Иммуноферментный анализ позволяет определить концентрацию гормонов в кровеносном русле благодаря реакции между антителом и антигеном, которые связываются между собой. Для образования реакции антиген-антитело применяются ферменты (в качестве меченого реагента). Концентрация эритропоэтина в крови зависит от интенсивности окрашивания комплексов. Преимуществом теста является высокая чувствительность и специфичность (около 100%). Срок выполнения анализа может колебаться от 1 до 8 дней.

Нормальные показатели

Нормальные значения эритропоэтина у здоровых взрослых колеблются от 4,3 до 29 мМЕ/мл. Если концентрация гормона у пациента выше нормы, но уровень эритроцитов при этом понижен, вероятнее всего, анемия обусловлена угнетением кроветворной функции костного мозга. При нормальных показателях или незначительном снижении количества эритропоэтина в крови анемия вызвана недостаточным синтезом стероида в почках. Повышенная концентрация эритропоэтина и эритроцитов свидетельствует о производстве избытка данного гормона печенью или почками. Если уровень эритроцитов повышен, а количество эритропоэтина находится в пределах референсных показателей или понижено, то полицитемия спровоцирована не синтезом стероида.

Повышение уровня

Главной причиной повышения концентрации эритропоэтина в плазме считаются патологии кровеносной системы: анемии (апластическая, железодефицитная, серповидно-клеточная и фолиеводефицитная), острая и хроническая кровопотеря, пороки развития костного мозга (уменьшается синтез только красных кровяных телец, а уровень тромбоцитов и лейкоцитов находится в пределах нормы). Второй причиной повышения концентрации эритропоэтина в плазме являются патологические процессы в почках, включающие сужение почечной артерии, поликистоз, мочекаменную болезнь.

Также уровень гормона увеличивается при гипоксии (понижении насыщения крови кислородом), возникающей при венозном застое, пороках сердца, хронической форме бронхита или при новообразованиях, синтезирующих эритропоэтин (феохромоцитома, аденокарцинома почек, опухоль молочной железы, гемангиобластома). В некоторых случаях причиной высокого уровня стероида становится его поступление извне в качестве допинга (спортсмены могут принимать гормон перед соревнованиями). Незначительное повышение эритропоэтина, не требующее лечения, возникает после химиотерапии, нахождения на высоте, в период беременности (гормон гипофиза пролактин усиливает синтез эритропоэтина).

Снижение уровня

Причиной снижения уровня эритропоэтина в крови является хроническая почечная недостаточность, при которой нарушается физиологическая обратная линейная зависимость между количеством стероида и уровнем гемоглобина. В результате продукция эритропоэтина не повышается пропорционально тяжести анемии, возникает неэффективный эритропоэз, который сопровождается гемолизом внутри костного мозга и сокращением длительности жизни красных кровяных клеток. Данная эритропоэтиндефицитная анемия сохраняется у пациентов с хронической почечной недостаточностью на программном гемодиализе или амбулаторном диализе и исчезает только после аллотрансплантации почки. Второй причиной понижения уровня эритропоэтина в плазме считается истинная полицитемия, обусловленная интенсивной пролиферацией (разрастанием) эритроцитарного, лейкоцитарного и тромбоцитарного ростков в костном мозге.

Лечение отклонений от нормы

Исследование концентрации эритропоэтина в плазме имеет важное диагностическое значение в клинической медицине, так как помогает отследить динамику новообразований и дифференцировать анемию от полицитемии. Для установления причины отклонений от референсных значений следует обратиться к лечащему врачу: нефрологу, эндокринологу, онкологу, гематологу или терапевту, который назначит дополнительные анализы и инструментальные диагностические исследования. Обычно терапия осуществляется после проведения полного обследования и оценки уровня гормона в динамике. Для нормализации состояния пациента врач назначает диету, рекомендует нормализовать питьевой режим (не менее 2 л воды в день), определяет схему лечения.

← Вернуться