Klasa: środek stymulujący erytropoezę; Erythropoiesis-Stimulating Agent (ESA)
Dostępność: dobra
Podrabiany: tak
Dla kobiet: tak
Dla początkujących: tak
Dawkowanie:
przy leczeniu niedokrwistości towarzyszącej przewlekłej chorobie nerek (pacjenci dializowani): 0,6 mcg/kg masy ciała, co dwa tygodnie
w dopingu: 200-300 mcg miesięcznie, wystarczy iniekcja co 2-3 tygodnie
Skutki uboczne: zależne od dawki i stosowania innych leków, mogą być ciężkie
Okres półtrwania: przy podaniu dożylnym 134 ± 65 h,  przy podaniu podskórnym 139 ± 67 h (zależy od kondycji nerek i stanu zdrowia) [21]
Aktywność środka: bardzo długa, wiele dni
Typowa długość cyklu: wiele tygodni
Sposób podawania: podskórnie, dożylnie
Zastosowanie: doping wytrzymałościowy (kolarstwo, bieganie, pływanie, triatlon, biatlon, narciarstwo); leczenie niedokrwistości towarzyszącej przewlekłej chorobie nerek, przy wyniszczeniu spowodowanym chemioterapią
Aromatyzacja: nie
Wpływ na receptory β1: nie
Wpływ na receptory β2: nie
Wpływ na receptory β3: nie
Wpływ na receptory 5-HT: brak
Wpływ na układ HPTA: nie
Wpływ na prostatę: nie
Wpływ na wątrobę: nie
Wpływ na oś GH-IGF-1: nie
Dawka śmiertelna (LD50 –> przy tej dawce pada połowa osobników):  lek jest na tyle bezpieczny, iż nawet podawanie kosmicznych dawek większych niż 20 tysięcy IU/kg masy ciała nie zabiło szczurów, ani myszy [14]

Wprowadzenie do tematu: erytropoetyna i jej rola w fizjologii człowieka

Erytropoetyna ma masę 30 kDa (wg innych źródeł 34 kDa [15]), jest glikoproteiną składającą się ze 165 aminokwasów oraz w 40% z węglowodanów. Natomiast CERA ma masę 60 kDA [20]. Erytropoetyna jest produkowana w nerkach, stanowi niezbędny czynnik wzrostowy dla komórek progenitorowych erytrocytów w szpiku kostnym. Ekspresja EPO oraz erytropoeza (powstawanie czerwonych krwinek) w warunkach fizjologicznych są wyzwalane przez niedotlenienie tkanek [5]. Erytropoetyna przyłącza się do homodimerycznego receptora EPO-R na komórkach progenitorowych układu czerwonokrwinkowego. Po związaniu się z domeną pozakomórkową swoistego receptora zlokalizowanego na komórkach progenitorowych (głównie CFU-E, w mniejszym stopniu na BFU-E i normoblastach) zapobiega ich apoptozie, zwiększając powstawanie młodych erytrocytów. Należy wyjaśnić, iż CFU to colony forming units, czyli zdeterminowane komórki macierzyste. Następuje dimeryzacja, autofosforylacja JAK2 (kinazy Janusa 2; kinaza tyrozynowa), EPO zapobiega apoptozie CFU-2, w efekcie zwiększa liczbę normoblastów oraz retikulocytów [8]. Produkcja czerwonych krwinek w warunkach hipoksji może wzrosnąć wielokrotnie. Wtedy produkcja EPO może przebiegać nie tylko w nerkach, ale także małych ilościach w mózgu oraz wątrobie.

Wg Mutschlera [15] schemat wygląda następująco:
pluripotencjalna komórka macierzysta -> szpikowa komórka macierzysta -> CFU-E  (zdeterminowane komórki macierzyste) -> ERYTROCYT

Po mniej więcej 4 dniach od zastosowania EPO obserwuje się zwiększenie ilości retikulocytów, w konsekwencji erytrocytów (w przypadku CERA ilość retikulocytów rośnie przez 8 dni, opada przez kolejne 13). Z kolei poziom hematokrytu (ilość erytrocytów) jest podstawowym parametrem krwi mogącym mieć związek z wydolnością zawodnika, szczególnie podczas wysiłków w strefie aerobowej: bieganie, triatlon, pływanie, kolarstwo. Jest to związane z większą ilością tlenu dostarczaną do mięśni.  Krwinki czerwone przenoszą tlen z płuc do tkanek oraz dwutlenek węgla do płuc. Największą część krwi stanowią krwinki czerwone (erytrocyty), pozbawione jąder, dwuwklęsłe dyski o średnicy 7,5 μm i grubości od 1 do 2 μm. W 1 μl krwi mężczyzny stwierdza się średnio 5,2 mln erytrocytów, u kobiet 4,6 mln [15].

Wzrost ilości hematokrytu nie musi znajdować odzwierciedlenia w wynikach sportowych, ponieważ wydolność zależy od kilkunastu innych parametrów (takich jak: masa ciała, poziom tkanki tłuszczowej, innymi słowy: jakość tkanki mięśniowej, wytrenowanie: technika, próg przemian anaerobowych, VO2 max – maksymalny pułap tlenowy, ekonomika ruchu/sprawność; ilość zasobów energetycznych w organizmie: glikogen, tłuszcze, w tym IMTG itd.). Jednak na poziomie wyczynowców najmniejsze dodatkowe punkty procentowe mogą mieć znaczenie i dzielić wygraną od porażki.  Poziom hematokrytu można ustalić w badaniu morfologii krwi, w laboratorium.

W medycynie rhEPO (recombinant human Epo; EPO otrzymane metodą inżynierii genetycznej) jest stosowane w leczeniu niedokrwistości towarzyszącej przewlekłej chorobie nerek (anemia of CKD, anemia of chronic kidney disease) czy też chemioterapii [5,6]. Niektórzy posługują się skrótem rHuEPO – znaczy to dokładnie to samo co rhEPO. Glikoproteiny (4 izoformy) są wytwarzane przez zmodyfikowane genetycznie klony komórek jajnika chomika chińskiego (epoetin-α i epoetin-β), noworodkowych komórek nerkowych chomika (epoetin-ω) lub komórek ludzkich (epoetin-δ) [8]. Wg ogólnie dostępnych danych preparaty EPO zaczęły być dostępne w latach 80 XX wieku [8] (podobnie jak uzyskany metodami inżynierii genetycznej hormon wzrostu). Zarówno rhGH jak i rhEPO zrewolucjonizowały sport. rhGH swoje triumfy święci w kulturystyce, EPO było nagminnie nadużywane w latach 90 XX wieku, szczególnie w kolarstwie.

W osób ze zdrowymi nerkami i bez stanu zapalnego stężenie EPO w osoczu rośnie wraz ze spadkiem ilości hemoglobiny, nawet do poziomu 10 000 IU/l (10 tys. jednostek na litr) np. przy ciężkiej niedokrwistości, w normalnych warunkach wynosi ok. 15 IU/l. U zdrowych sportowców na poziom EPO w osoczu krwi nie ma wpływu pojedyncza sesja intensywnej pracy na poziomu morza np. jazdy na nartach, biatlonu, kolarstwa czy biegania długodystansowego. Czasem obserwuje się niewielki wzrost stężenia EPO po kilku godzinach biegu. Stężenie wyraźnie rośnie przy pracy na wysokościach. Niemniej u sportowców często występuje pseudo-anemia – niższy poziom hematokrytu oraz hemoglobiny, spowodowany wysoką objętością osocza.

Podstęp przy wykrywaniu EPO

Wykrywalność EPO I generacji w moczu przy mikrodawkowaniu wynosi tylko 12-18 h, natomiast podawanie 3 x w tygodniu każdorazowo po 50 IU/kg masy ciała – otwiera trzydniowe okno detekcji [5]. Nieco większe problemy rodzi dEPO, ponieważ ma znacznie dłuższy okres półtrwania.  Skąd eksplozja popularności EPO w latach 1990-2000? Wynikała bezpośrednio z możliwości zwiększania się ilości hematokrytu wskutek stosowania erytropoetyny i niewykrywalności stosowania dopingu. Kontrolujący byli w stanie tylko pośrednio udowodnić stosowanie EPO – jeśli wynik hematokrytu u zawodnika wynosił powyżej 50%. Jednak kolarze byli w stanie najprostszymi sposobami obejść test. Kolejne wersje EPO jeszcze bardziej komplikowały sytuację. Zdesperowani kontrolerzy posunęli się nawet do wyrafinowanego podstępu: „kierujący WADA Australijczyk Robert Fahey opowiedział […] jak złapano na dopingu Riccarda Ricco, Włocha, który wygrał dwa etapy tegorocznego TdF. Szefowie Roche Pharmaceuticals zgodzili się wprowadzić do produkowanej przez siebie erytropoetyny CERA (sprzedawanej pod nazwą Mircera jako lek na anemię) specjalną cząsteczkę. Posłużyła ona jako znacznik i dzięki temu mógł wreszcie powstać wiarygodny test na tę odmianę EPO, dotychczas uważaną za niewykrywalną. Roche to jedna z firm współpracujących z WADA w ramach specjalnego programu wywiadowczego, pozwalającego uprzedzać ruchy dopingujących się sportowców” [3].

W związku z problemami z wykrywalnością EPO opracowano program paszportu biologicznego sportowca, który pośrednio jest w stanie wykryć dowolny, nieznany doping.

Wykrywanie EPO III generacji

CERA (continuous erythropoietin receptor activator) to III generacja EPO, powstała poprzez sprzęgnięcie epoetiny β z glikolem metoksypolietylenowym [19]. Czyli tak naprawdę mamy do czynienia z odnowieniem starego związku rHuEPO (modyfikowanego genetycznie EPO). CERA została dopuszczona do obrotu w Europie w lipcu 2007 roku i szybko zaczęła być nadużywana przez sportowców. Z CERA wiąże się gigantyczny skandal dopingowy w Tour de France. CERA jest trudniej wykrywalne niż zwykłe EPO, gdyż ma w cząsteczce łańcuch polimerowy i nie jest rozpoznawana przez przeciwciała EPO używane w metodzie (AE7A5; są to dwa monoklonalne przeciwciała EPO). Poza tym EPO III generacji w małym stopniu jest wydalane z moczem.

Dlatego opracowano inne metody:
„Jako test przesiewowy stosuje się bardzo wydajną metodę immuno-enzymatyczną (ELISA) opublikowaną w roku 2009 przez Lamon i wsp., w której próbkę surowicy lub osocza umieszcza się w specjalnych studzienkach z immobilizowanym przeciwciałem anty-erytropoetyna. Następnie po etapach mycia, związane cząsteczki CERA są wykrywane przy pomocy znakowanych przeciwciał anty-PEG [40]. Jako metodę potwierdzeniową stosuje się zmodyfikowany IEF-PAGE, w którym zastosowano dodatkowy etap immunooczyszania próbki lub Sarcosyl-PAGE. Sarcosyl-PAGE jest metodą wykonywaną w analogiczny sposób jak SDS-PAGE, jedyną różnicą jest użycie sarkosylu (N-lauryl sarkozylu sodu) zamiast SDS (laurylosiarczanu sodu) w celu zwiększenia czułości metody” [20].

Kinetyka CERA

 

Wysokie stężenie hemoglobiny po pojedynczej dawce CERA utrzymuje się przez 7-15 dni. Szczytowe stężenie środka w osoczu uzyskuje się po 72 h. Okres półtrwania: przy podaniu dożylnym wynosi 134 ± 65 h,  przy podaniu podskórnym 139 ± 67 h (zależy od kondycji nerek i stanu zdrowia) [21]. Poziom retikulocytów rośnie przez 8 dni od iniekcji CERA. Po podaniu 0,4 μg/kg CERA dożylnie oraz 0,8 μg/kg podskórnie poziom retikulocytów wrócił do wartości wyjściowych po 21 dniach [22]. Biodostępność CERA przy podaniu podskórnym wynosi średnio 52%. Dla porównania biodostępność II generacji EPO (np. aranespu) wynosi 37% (od 30 do 50%). Z kolei biodostępność przy podaniu podskórnym I generacji EPO wynosi ledwie od 20 do 30%. Naukowcy na razie nie wiedzą czym jest spowodowana tak duża różnica [22].

3 do 10% EPO jest wydalane niezmienione z moczem, większość z kałem [10]. EPO III generacji w małym stopniu jest wydalane z moczem, co powoduje problemy przy kontroli antydopingowej.

Jak dużo daje doping EPO?

W badaniu Russell G. I wsp. [11] u rekreacyjnie trenujących sportowców zastosowano:

  • dawkę 3 x 50 IU EPO/kg masy ciała przez 3 tygodnie (czyli jednorazowo 5000 jednostek, podawane 3x w tygodniu dla osoby ważącej 100 kg),
  • a następnie fazę podtrzymania 3 x 20 IU EPO/kg masy ciała przez 5 tygodni (czyli 2000 jednostek, 3x w tygodniu, dla osoby 100 kg).

Dawka podtrzymująca okazała się w pełni wystarczyć aby utrzymać hematokryt oraz VO2max 5-10% ponad poziom sprzed „kuracji” EPO. W czasie, gdy podawano EPO wydolność wzrosła o 7,7% po 4 tygodniach oraz 9,7% po 8 tygodniach. Po odstawieniu EPO i kolejnych 4 tygodniach wydolność była nadal zwiększona o 4,5% [11].

Jakby tego było mało, stwierdzono iż EPO pokonuje barierę krew-mózg i działa ochronnie przy schorzeniach nerwowych.

Zarówno w badaniach in vitro, jak i in vivo wykazano zdolność ESA do przenikania bariery krew–mózg i zapewnienia neuroprotekcji przez ograniczenie uszkodzeń OUN w przebiegu urazu, udaru mózgu, cytotoksyczności oraz wywołanego doświadczalnie autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego [18].

„Birkeland i wsp. [18] zastosowali dużo większe dawki rHuEPO – 5 000 IU podawane podskórnie 3 razy w tygodniu przez 4 tygodnie w podwójnie ślepej próbie, w której brało udział 20 bardzo dobrze wytrenowanych zawodników różnych dyscyplin wytrzymałościowych. Następnego dnia po przyjęciu ostatniej dawki EPO odnotowano wzrost Ht (hematokrytu) o 19% (z wartości 42,7% do 50,8%), VO2max o 7% oraz całkowitego czasu wykonywania wysiłku aż do wyczerpania o 9%, podczas gdy w grupie z placebo nie stwierdzono ani zmian w poziomie hematokrytu, ani VO2max”  [20].

Lokalnie wytwarzane EPO wywiera działanie m.in. na zwalczanie wpływu prozapalnego czynnika martwicy nowotworów-alfa (TNF-α) – zapewne poprzez pośredni wpływ na przeciwzapalną cytokinę IL-10 [12,13]. Tak więc EPO ma wpływ na układ nerwowy i system odpornościowy: „Przemawia za tym zmiana ekspresji antygenów na limfocytach, dzięki którym możliwe są ich wzajemne relacje, poprawa proliferacji limfocytów T oraz zmiany w profilu cytokin u tych chorych” [13].

„W 1985 roku pierwszy raz erytropoetyna została podana pacjentowi z zaawansowaną niedokrwistością” [Z. Szyguła, 1]. Stosowanie EPO było zabronione już od 1988 roku (przez FIS) i od 1990 roku (przez MKOL), ale testy wykrywające stosowanie erytropoetyny pojawiły się dopiero od 2000 roku. Z EPO (różnych generacji; np. 3 generacja to CERA ) wiąże się wzrost osiągów sportowców wyczynowych. „Przykładowo prędkość osiągania przez zwycięzców Tour de France w latach 1949-1990 wzrosła o 2,4 km/h, podczas gdy w okresie 1991-2005 aż o 5 km/h”. Jak widać, w okresie stosowania EPO był zauważalny drastyczny wzrost wydolności tlenowej kolarzy [1].

Na przykład u Hamiltona (elitarnego kolarza, zamieszanego w gigantyczną aferę dopingową razem z Lancem Armstrongiem) naturalny hematokryt wynosił 42%. Biorąc EPO i osiągając granicę 50% Hamilton zwiększył swój hematokryt o 8 punktów, czyli 19 procent. Innymi słowy, Hamilton mógł dostarczyć mięśniom 19% więcej tlenu i czerwonych krwinek, osiągnąć potężną zwyżkę mocy i wciąż przejść bezkarnie badania antydopingowe” [2].

Ale … nie ma nic za darmo. „Ocenia się, że w latach 80. XX wieku około 20 zgonów zawodowych kolarzy było spowodowanych bezpośrednio stosowaniem EPO” [4].

Niepożądane działania EPO:

  • nadciśnienie,
  • obrzęki,
  • ból brzucha (czy też ból zlokalizowany w tułowiu),
  • dusznica bolesna,
  • zawał serca,
  • choroba zakrzepowo-zatorowa,
  • zatorowość płucna,
  • uszkodzenia naczyń,
  • choroby naczyń mózgowych,
  • bóle głowy,
  • zwiększona krzepliwość krwi,
  • świąd, wysypka,
  • nudności,
  • wymioty,
  • lokalne reakcje zapalne w miejscu iniekcji,
  • bóle stawów,
  • kaszel,
  • gorączka,
  • zakrzepica żył głębokich,
  • depresja,
  • bezsenność,
  • hiperglikemia,
  • hipokaliemia,
  • utrata masy ciała,
  • leukopenia.

Bardzo rzadko występują: wzrost niektórych typów nowotworów.

Administrator serwisu uznaje zjawisko dopingu i stosowania niedozwolonych substancji w sporcie, a także wbrew zaleceniom medycznym, za skrajnie naganne, nieuczciwe i niemoralne. Jakiekolwiek  informacje zawarte w artykułach dotyczących dopingu i farmakologii nie mogą być traktowane ani służyć jako instruktaż. Treść artykułów przedstawia jedynie zebrane informacje dotyczące powyższego tematu. Stosowanie dopingu niesie za sobą ryzyko utraty zdrowia oraz w wielu przypadkach nawet utraty życia.

Referencje:

  1. Z. Szyguła „Erytropoetyna – środek dopingowy wyczynowców”- Medycyna Sportowa część II pod redakcją K. Klukowskiego
  2. „Wyścig tajemnic” Tyler Hamilton, D. Coyle, strona 69.
  3. „EPO: zabójczo skuteczny pomocnik”, Paweł Wilkowicz Rzeczpospolita.pl
  4. „Naukowa kuchnia dopingu”, Rzeczpospolita.pl http://www.rp.pl/artykul/60517,1108558-Naukowa-kuchnia-dopingu.html?p=4
  5. E. Ghigo, Fabio Lanfranco, Christian J.Strasburger „Hormone use and abuse by athletes”
  6. Jerzy Chudek “Co nowego do praktyki klinicznej wniosły ostatnie badania nad CERA?” Katedra i Zakład Patofizjologii Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach
  7. https://bazalekow.mp.pl/leki/doctor_subst.html?id=1485
  8. Andrzej Więcek, Jerzy Chudek, Teresa Nieszporek „Perspektywy leczenia niedokrwistości nerkopochodnej – nowe koncepcje, nowe preparaty”
  9. Macdougall IC1, Roberts DE, Coles GA, Williams JD. “Clinical pharmacokinetics of epoetin (recombinant human erythropoietin).” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2029809
  10. https://www.drugs.com/ppa/epoetin-alfa.html
  11. Russell G, Gore CJ, Ashenden MJ, et al. Effects of prolonged low doses of recombinant human erythropoietin during submaximal and maximal exercise. Eur J Appl Physiol. 2002; 86:442–9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11882931
  12. Michael Brines,1,6 Ann N Dunne,1 Monique van Velzen,2 Paolo L Proto,2 Claes-Goran Ostenson,3 Rita I Kirk,1 Ioannis N Petropoulos,4,5 Saad Javed,4 Rayaz A Malik,4,5 Anthony Cerami,1 and Albert Dahan2 „ARA 290, a Nonerythropoietic Peptide Engineered from Erythropoietin, Improves Metabolic Control and Neuropathic Symptoms in Patients with Type 2 Diabetes” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25387363
  13. Katarzyna A. Lisowska, Ewa Bryl, Jacek M. Witkowski „Wpływ rekombinowanej ludzkiej erytropoetyny na układ odpornościowy” https://journals.viamedica.pl/forum_medycyny_rodzinnej/article/viewFile/10129/8629
  14. http://msds.amgen.com/~/media/amgen/repositorysites/msds-amgen-com/epogen_safety_data_sheet_20130213_rev_4.ashx
  15. E. Mutschler „Farmakologia i toksykologia”, WYDANIE III
  16. „HIGHLIGHTS OF PRESCRIBING INFORMATION – ARANESP” –opracowanie FDA.
  17. Javier Arrieta,1 Iñigo Moina,1 José Molina,2 Isabel Gallardo,3 María Luisa Muñiz,4 Carmen Robledo,5 Oscar García,5 Fernando Vidaur,6 Rosa Inés Muñoz,3 Izaskun Iribar,7 Román Aguirre,7 and Antonio Maza8 “Switch from epoetin to darbepoetin alfa in hemodialysis: dose equivalence and hemoglobin stability” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4199978/
  18. Rafał Donderski, Anna Kardymowicz, Jacek Manitius “Niedokrwistość nerkopochodna. Wybrane aspekty diagnostyki i terapii” http://www.chsin.viamedica.pl/darmowy_pdf.phtml?indeks=21&indeks_art=195
  19. Françoise Lasne, Laurent Martin, Jean Antoine Martin, and Jacques de Ceaurriz “Detection of continuous erythropoietin receptor activator in blood and urine in anti-doping control” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2688586/
  20. Paweł Kaliszewski1, Andrzej Pokrywka1, Dorota Kwiatkowska1, Zbigniew Szyguła2, Jan Pachecka3 „Wykrywanie dopingu erytropoetyną i jej analogami”
  21. https://www.drugs.com/ppa/methoxy-polyethylene-glycol-epoetin-beta.html
  22. Iain C. Macdougall*, Richard Robson † , Sylvie Opatrna ‡ , Xavier Liogier § , Anne Pannier § , Paul Jordan § , Frank C. Dougherty § , Bruno Reigner § „Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Intravenous and Subcutaneous Continuous Erythropoietin Receptor Activator (C.E.R.A.) in Patients with Chronic Kidney Disease” http://cjasn.asnjournals.org/content/1/6/1211.full

ZOSTAW ODPOWIEDŹ