Tesztoszteron és doppingellenőrzés

Absztrakt

Háttér és célkitűzések

Az anabolikus szteroidok a tesztoszteron szintetikus származékai, amelyek módosítják annak anabolikus hatásainak fokozását (a fehérjeszintézis és az izomnövekedés elősegítése). Számos mellékhatásuk van, és szerepelnek a Nemzetközi Olimpiai Bizottság tiltott anyagok listáján. A gázkromatográfia-tömegspektrometria lehetővé teszi a szteroidok és metabolitjaik azonosítását és jellemzését a vizeletben, de nem tehet különbséget gyógyszerészeti és természetes tesztoszteron között. A dopping kimutatásának közvetett módszerei közé tartozik a tesztoszteron/epitestoszteron-glükuronid arány meghatározása megfelelő határértékekkel. Közvetlen bizonyíték nyerhető a vizelet-szteroidok szén-izotóp arányának meghatározásán alapuló módszerrel. Ennek a cikknek az a célja, hogy áttekintést adjon az anabolikus androgén szteroidok sportban történő felhasználásáról, valamint a doppingellenes laboratóriumokban a vizeletben történő kimutatásuk során alkalmazott módszerekről, különös hangsúlyt fektetve a tesztoszteronnal történő doppingolásra.

Mód

Az anabolikus szteroidok tesztelésének, az atlétikai használatnak és az anabolikus androgén szteroidok káros hatásainak legújabb irodalmának áttekintése.

Eredmények

Az endogén szteroidokkal történő dopping kimutatására alkalmazott eljárásokat ismertetjük. A Doppingellenes Világügynökség 2004 augusztusában útmutatót adott ki annak biztosítására, hogy a laboratóriumok egységes módon jelenthessék a tesztoszteron vagy prekurzorai, az androsztenediol, az androsztenedion, a dehidroepiandroszteron vagy a tesztoszteron adagolásából eredő rendellenes vizelet-szteroidok jelenlétét. metabolit, dihidrotesztoszteron vagy álcázó szer, epitestoszteron.

Következtetések

A tesztoszteron vizeletmintákban történő kimutatására kifejlesztett technológia alkalmasnak tűnik, ha az anyagot intramuszkulárisan adják be. Az orális alkalmazás gyors farmakokinetikához vezet, ezért a vizeletmintákat a bevételt követő első órákban kell gyűjteni. Ezért szükség van specifikus biomarkerek megtalálására a vizeletben vagy a plazmában, hogy lehetővé tegye a tesztoszteron hosszú távú orális beadását.

Az anabolikus szteroidok a tesztoszteron kémiai, szintetikus származékai, amelyek a hormon anabolikus és nem androgén hatásainak fokozására vannak módosítva (1 1. ábra). 1 A tesztoszteron egy szteroid hormon, amelyet az emberi test koleszterinből szintetizál. 2 Különböző funkciókat tölt be az élet különböző szakaszaiban. Az embrionális élet során az androgénhatás központi szerepet játszik a férfi fenotípus kialakulásában. A pubertáskor a hormon felelős azokért a másodlagos nemi jellemzőkért, amelyek a fiúkat férfivá változtatják. A tesztoszteron számos fiziológiai folyamatot szabályoz a felnőtt férfiakban, beleértve az izomfehérje anyagcserét, a szexuális és kognitív funkciókat, az eritropoézist, a plazma lipidszintjét és a csontanyagcserét. 3

1.ábra A tesztoszteron molekuláris szerkezete.

Anabolikus szteroidok gyógyszerészeti hatása

Nem sokkal azután, hogy a tesztoszteront 1935-ben elkülönítették, kiderült, hogy szájon át gyakorlatilag inaktív. Szájon át történő bevétel után a tesztoszteron felszívódik a vékonybélből, és a kapu vénáján keresztül a májba jut, ahol gyorsan metabolizálódik, többnyire inaktív vegyületekké. 4, 5 A tesztoszteron felfedezése az anabolikus szteroidok szintéziséhez vezetett. A tesztoszteron kémiai módosítása farmakológiai szempontból hasznos volt a relatív anabolikus-androgén hatékonyság megváltoztatásához, az inaktiválás sebességének lassításához és az anyagcsere mintázatának megváltoztatásához. 6 A legtöbb orális anabolikus-androgén szteroidkészítmény a tesztoszteron 17α-alkilezett származéka, amelyek viszonylag ellenállnak a máj lebomlásának. A 17β-hidroxilcsoport észterezése révén a molekula jobban oldódik az injekcióhoz használt lipid vezikulákban, és ezáltal lassítja az injektált szteroid felszabadulását a keringésbe. A gyakran használt 17α-alkil- és 17β-észter-származékokat a 2. ábra mutatja .

2. ábra Anabolikus androgén szteroidok: a közös 17α-alkil- és 17β-észter-származékok molekuláris szerkezete.

Az anabolikus androgén szteroidok androgén és anabolikus hatásai az androgén receptorok aktiválásából származnak. E biológiai hatások megkülönböztetése a szervektől és a célszövetektől függ. A dihidrotesztoszteron felelős az androgén hatásért. Ez a szteroid erősebb, mint a tesztoszteron, mivel fokozott az affinitás az androgén receptorokhoz. A tesztoszteron 5α-reduktáz enzim általi átalakításából keletkezik. 6 Az enzim aktivitása fontos a herékben, a bőrben, a prosztatában, a belekben, az agyban, a csontokban és a zsírszövetekben. Ezért ezekben a szervekben az anabolikus androgén szteroidok androgén hatása dominál. Az anabolikus hatások olyan szerveket érintenek, mint az izmok, a csontok, a szív és a vesék. Ezeknek a szerveknek kevés az 5α-reduktáz aktivitása, ezért az anabolikus androgén szteroidok, különösen a tesztoszteron, fehérjeszintézist, izomrostok fejlődését, erythropoiesist, valamint a csontnövekedés stimulálását és gátlását indukálják. Ezenkívül az anabolikus szteroidok kiszorítják a glükokortikoidokat a glükokortikoid receptorokból, és gátolják az izomfehérje katabolizmust, ami összességében anabolikus vagy izomépítő hatáshoz vezet. 9.

Az anabolikus androgén szteroidok terápiás és káros hatásai

Számos klinikai vizsgálat, különféle kísérleti tervek felhasználásával, kimutatta, hogy az anabolikus androgén szteroidok erős anabolikus hatásai pozitív előnyökkel járnak a különböző betegcsoportok számára. A tesztoszteron fiziológiás helyettesítő dózisait terápiásán használják a szexuális fejlődés serkentésére késői pubertás esetén, illetve olyan esetekben, amikor a heréket műtéti úton eltávolították, akár testi sérülés, akár heredaganat miatt. Az anabolikus szteroidok fő klinikai felhasználása a fehérje veszteség gátlása és az izomregeneráció elősegítése a nagyobb műtétek után. 10.

Mivel az anabolikus androgén szteroidok több szervrendszerben is hatással vannak, több mellékhatás is megfigyelhető. 11., 12. A mellékhatások előfordulási gyakorisága és súlyossága meglehetősen változó, és számos tényezőtől függ, például a gyógyszer típusától, az adagolástól, az alkalmazás időtartamától és a válasz egyéni érzékenységétől. Az anabolikus androgén szteroidok lehetséges káros hatásai a következő kategóriákba sorolhatók: szív- és érrendszeri, máj-, endokrin/reproduktív, pszichológiai és ínkárosodás. 13, 14

Anabolikus androgén szteroidok sportolók általi használata

A sportolók teljesítményük növelésére használt anabolikus-androgén szteroidok adagjairól és alkalmazási módjairól viszonylag kevés információ található. 13 Ismeretes, hogy a testépítők a „halmozásnak” nevezett tipikus mintát követik, több orális és injektálható anabolikus-androgén szteroid adagolásán alapulva 4–12 hétig tartó ciklusok alatt. Ennek a gyakorlatnak az előnye a közelmúltban bebizonyosodott. A gyógyszeradagok heti 250 mg és 3500 mg között mozognak, ezért az ajánlott terápiás dózis 40-szeresei. Néhány tanulmány azonban leírta a polifarmáciás gyakorlat terápiás dózisú hatását a súlyemelőknél, 15 az állóképességi és a sprint sportolóknál. 16.

Anabolikus szteroid tesztelés

Háttér

A nagy nemzetközi sportszövetségek és a Nemzetközi Olimpiai Bizottság (NOB) orvosi bizottságai az 1970-es évek eleje óta aggódnak a doppingszerekkel való visszaélés miatt a sportközösségben. Abban az időben ezek a bizottságok olyan doppingellenőrzési eljárást dolgoztak ki, amelynek alapvető elemei ma is érvényesek:

sportolók kiválasztása

vizeletminta-gyűjtési eljárás

az A minta elemzése akkreditált NOB-laboratóriumban

ha az A minta pozitív analitikai eredményeket ad, akkor a B minta elemzését ugyanabban az akkreditált laboratóriumban.

A sportoló meghallgatását ezután az orvosi bizottság szervezi, ahol a sportolóval szembeni esetleges szankciókról döntenek.

A nemzetközi szervezetek összeállították azon anyagcsoportok és módszerek listáját, amelyeket a sportolóknak a verseny és az edzés során tilos használniuk. A Doppingellenes Világügynökség (WADA) 19 által 2006-ban létrehozott legfrissebb lista kétféle szteroidot tartalmaz:

a tipikusan exogén szteroidok, amelyekre a fő példákat a 2. ábra mutatja

a tipikusan endogén szteroidok - például androsztenediol, androsztendionion, dehidroepiandroszteron (DHEA), dihidrotesztoszteron, tesztoszteron és hasonló anyagok.

A WADA 2004-es statisztikája szerint az akkreditált doppingellenes laboratóriumok által deklarált pozitív elemzési eredmények körülbelül 36% -a anabolikus-androgén szteroidokra vonatkozott. Az 1191 pozitív eset közül érdemes megemlíteni, hogy a tesztoszteront és a nandrolont használták a leggyakrabban (az esetek 33, illetve 29% -át).

Az anabolikus szerek tesztelését a sportolók vizeletében nagyszabásúan hajtották végre az 1976-os montreali olimpiai játékok során, és főként akkoriban radioimmunassay-technikákon alapultak. A szteroidok és metabolitjaik vizeletben történő azonosításának és jellemzésének technikái jelentősen javultak az elmúlt két évtized során. Ez a javulás nagyrészt a gázkromatográfia-tömegspektrometriás (GC-MS) technikáknak köszönhető. Ma a legtöbb doppingellenes laboratórium a vizeletminta szilárd fázisú extrakcióján alapuló technikákat alkalmaz, amelyeket kémiai módosításokkal követnek a GC-MS elemzés előtt. 20 A doppingellenes elemzés megerősítési eljárása abból áll, hogy egyértelműen be kell mutatni, hogy az anabolikus szer vagy metabolitjának GC és MS tulajdonságai megfelelnek egy hiteles tiszta standardnak vagy egy referencia kiválasztási vizsgálatnak. 21

A T/E arány

Egyéb vizeletvizsgálatokat, például a ketokonazol-tesztet 25 és a tesztoszteron-glükuronid/luteinizáló hormon (T/LH) arányt 26 fejlesztettek ki a tesztoszteronnal vagy egy prekurzorral történő doppingolás megakadályozására. Az LH mérésére és azonosítására azonban még mindig nincs referencia-módszer, ezért a T/LH arány kevésbé hatékony a jogi kihívások kezelésében. 27 A tesztoszteron-észterek plazmában és szőrben történő kimutatását is ígéretes megoldásnak tekintették a tesztoszteron-észterek injektálható készítményeivel történő doppingolás megakadályozására. 28., 29. Mindazonáltal a doppingellenőrzés még mindig korlátozott a vizeletmintákban az ezen anyagokkal történő dopping kimutatására. A hajelemzéssel kapcsolatban azt tapasztalták, hogy ezek a T-észterek rosszul vannak tárolva a hajszálakban, ezért ezen anyagok csak masszív és ismételt felhasználása mutatható ki ebben a biológiai mátrixban. 30

Amit már tudni lehet erről a témáról

Az anabolikus szteroidok 1975-ben kerültek a NOB tiltott anyagainak listájába. Az anabolikus szteroidok a tesztoszteron szintetikus származékai, amelyek a hormon anabolikus és nem androgén hatásainak fokozására lettek módosítva. Olyan anyagok kimutatása, amelyeket a szervezet nem állítólag állít elő, káros analitikai eredményhez vezet. Ezzel szemben az endogén hormonok, például a tesztoszteron vagy a DHEA esetében kötelező meghatározni a szteroid eredetét.

Mielőtt a mintát tesztoszteronnal vagy prekurzorral történő doppingolással összhangban állónak nyilvánítják, további vizsgálatokat végeznek, például a vizelet T/E arányának hosszanti vizsgálatát. Első lépésként összehasonlítani kell a korábbi értékekkel; ha nem állnak rendelkezésre korábbi értékek, rövid időn belül több további vizeletmintát elemeznek. Ez a longitudinális vizsgálat hasznos eszköz lehet a hamis pozitív (természetesen megnövekedett T/E arány) eredmények megkülönböztetésére a vizelet manipulációja miatt. 23 A WADA 2004-ben adott útmutatása szerint a vizeletmintákat most izotóparányú tömegspektrometriára (IRMS) kell vetni, ha a T/E nagyobb vagy egyenlő 4,0, és a tesztoszteron, a tesztoszteron metabolitok, az epitestoszteron és a DHEA koncentrációja nagyobb, mint a rögzített határértékek. 31

Szén-izotóp arány

Még akkor is, ha a longitudinális vizsgálat jó minőségű információt nyújt a lehetséges szteroidprofil manipulációról, hiányzik a természetes szteroidok exogén alkalmazásának végleges bizonyítéka. A probléma megoldásának egyik lehetséges módja a két stabil szén-izotóp 13 C/12 C aránya, amely lehetővé teszi a természetes és szintetikus szteroidok megkülönböztetését. Mivel az exogén tesztoszteron vagy prekurzorai kevesebb 13 C-ot tartalmaznak, mint endogén homológjaik, várhatóan az alacsony 13 C/12 C arányú vizelet-szteroidok gyógyszerészeti forrásokból származnak. 32 Az endogén szteroidokat a szervezet koleszterinjéből állítják elő. A koleszterin átlagosan sokféle takarmánynövényi és állati prekurzorból származik, vagy szintetizálódik takarmány eredetű prekurzorokból.

A növényi szövetekben a 13 C/12 C izotóp arány fő variációs forrása a szén-dioxid rögzítésének különböző fotoszintetikus útjaiból származik. A növények fotoszintézis útján három különböző mechanizmussal építik be a szén-dioxidot: a Calvin-ciklus (C3) útvonal, a Hatch-Slack (C4) út és a crassulacean-sav metabolizmus (CAM) útja. A C3 útvonal a szén-izotóp arányainak nagy változását eredményezi a légköri szén-dioxidhoz képest, és ennélfogva erősebben különbözteti meg a nehezebb 13 C izotópot a C4 útvonallal szemben. A C3 csoport fő képviselői a búza, a rizs, a burgonya, az árpa, a szőlő, a zab és a cukorrépa, míg a kukorica, a cukornád, a köles és az ananász a C4 csoport fontos faja. 33 Az étrendben és még az élelmiszerláncban is az élelmiszeripari termékek 13 C-tartalmú dúsulásában a különbséget a természetesen 13 C-ban dúsított alkotóelemek eltérő hozzájárulása okozza. Mivel Afrika egyes területein a kukorica, a köles és a cukornád (C4 növények) a szokásos élelmiszer-összetevők, várhatóan a testraktár alapvető 13 C-os dúsulása magas lesz a helyi lakosság számára. 34 Ismeretes, hogy egy olyan országból, mint Kenya, gyűjtött vizeletminták szteroidjainak koncentrációja 13 C-nál magasabb, mint a nyugati vagy az óceániai országokban. 35, 36

A releváns analit izotópos összetételének meghatározására szolgáló módszer magában foglalja a gázkromatográfiát, az ezt követő szén-dioxiddá történő elégetést, végül ennek a gáznak a tömegspektrometriás elemzését egy speciális, többkollektoros tömegspektrométerben (gázkromatográfia/égés/izotóp arány tömegspektrometria, GC)./C/IRMS). 37 A tesztoszteron vagy metabolitjainak 13 C/12 C értékét megmérik és összehasonlítják a mintában lévő vizelet referencia szteroidok értékével, hogy figyelembe vegyék a sportoló étrendjének változásait. 38, 39 Ezenkívül hangsúlyozni kell, hogy ezen endogén referenciavegyületek 13 C/12 C értékét nem szabad befolyásolni a szteroid adagolásával. 40, 41 Az eredményről akkor számolunk be, mint egy szteroid beadásának, ha jelentős különbség figyelhető meg a tesztoszteron metabolitok 13 C/12 C értéke és az endogén referencia vegyület között. 42 A populációs vizsgálatokat követően a WADA laboratóriumi bizottsága 2004-ben a pozitivitásra vonatkozóan más határértéket állapított meg. Ha az IRMS vizsgálat nem jelzi könnyen az exogén beadást, az eredményt meggyőzőnek kell jelenteni, és szükség esetén további longitudinális vizsgálatokat kell végezni. 31

Amit ez a tanulmány kiegészít

1975 óta számos stratégiát és módszert fejlesztettek ki az endogén szteroidokkal történő doppingolás megakadályozására. Ez a felülvizsgálat leírta ezeket a fejleményeket, valamint a tesztoszteron vagy a tesztoszteron prohormonok beadásának igazolásához követendő naprakész eljárásokat.

Érdemes megemlíteni azt is, hogy IRMS módszert fejlesztettek ki a vizelet epitestoszteron 13 C/12 C értékeinek meghatározására, hogy az epitestoszteronnal történő dopping kimutatásához szükséges nagy segítséget nyújtsák. Az epitesztoszteronnak nincs klinikai alkalmazása, és gyógyszerként nem áll rendelkezésre. Ezt a vegyületet a sporthatóságok tiltják, mert beadása csökkenti a vizelet T/E arányát, amely a tesztoszteron beadásának markere. 19.

Következtetés

Bár az androgén szteroid anyagcserével kapcsolatos ismeretek az elmúlt évtizedekben növekedtek, és a sporthatóságok elemző útmutatást nyújtottak, a tesztoszteronnal történő dopping kimutatása továbbra is kihívást jelent a sportban. Az orálisan beadott tesztoszteron-észterek kiürülése gyors, ezért a vizeletkoncentráció gyógyszervizsgálati elemzése csak a beadást követő első órákban végezhető el. 42 A tesztoszteron-észterek kimutatásának érzékenységének növelése érdekében további vizsgálatokat kell végezni a doppingszerek ezen osztályának specifikus biomarkereinek azonosítására. A vizeletmintákban történő kimutatásuk nehézségei mellett ezeket az anyagokat a hangulati állapotokra gyakorolt pozitív hatásokra, valamint a fáradtság szintjének csökkentésére használják.

Rövidítések

NOB - Nemzetközi Olimpiai Bizottság

IRMS - izotóp arány tömegspektrometria

T/E - tesztoszteron/epitestoszteron (arány)