Gene Doping fĂĽr mehr Leistung im Sport


Das Zeitalter des Gen-Dopings ist da!

Jüngste Fortschritte in der Humangenomforschung werden es bald einfacher machen, maßgeschneiderte Herz-Kreislauf-Systeme und Muskeln für Ihren Sport zu kaufen. Manche meinen sogar, dass Athleten es bereits tun (tatsächlich seit den Olympischen Spielen 2008 in Peking!).

Die Erwähnung von Gendoping (als verbotene Methode) erschien erstmals 2003 in der verbotenen Anti-Doping-Liste der WADA. (Um die Liste der verbotenen Substanzen 2012 herunterzuladen, klicken Sie bitte hier unter M3 (verbotene Methode 3) für Gendoping ).

Gene Doping fĂĽr mehr Leistung im Sport

Die Liste erwähnt, dass Gendoping - mit dem Potenzial zur Steigerung der sportlichen Leistung - weiterhin verboten ist. Dies beinhaltet die folgenden Methoden:

1. Transfer von Nukleinsäuren oder Nukleinsäuresequenzen

2. Verwendung von normalen oder genetisch veränderten Zellen

Diese neuartige Technik hat das Potenzial, die Leistungssteigerung für den Sport drastisch (und dauerhaft) zu verändern. In einer Welt mit grassierendem Gendoping werden Tabletten und Kapseln Geschichte sein. Außerdem werden die meisten Doping-Tests (wie wir sie kennen) nicht mehr funktionieren. Da die Wissenschaft hinter Gendoping immer mehr High-Tech wird, wird es immer schwieriger, zwischen den "Gen-Cheats" und den "Gen-Freaks der Natur" zu unterscheiden.

Was ist das Doping von Genen?

Was ist Gendoping und wie verbessert es die Leistung?

Um die Antwort zu wissen, werfen wir einen Blick auf die Wissenschaft dahinter:

Ein Gen ist ein Ausschnitt aus menschlicher DNA, der Informationen (Genotyp) enthält, die zur Erzeugung individueller Merkmale (Phänotypen) wie blaue Augen, schwarze Haare und so weiter verwendet werden. In der Natur werden diese Informationen von den Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben. Fortschritte in der Wissenschaft haben jedoch dazu geführt, dass "Genmanipulation" Realität geworden ist.

Wissenschaftler, die am menschlichen Genom arbeiten, konnten spezifische Gene, die für Hormone und Wachstumsfaktoren kodieren, trennen, die die Leistungsfähigkeit von Leistungssportlern gezielt verbessern können.

Einige davon sind:

ein. Menschliches Wachstumshormon-Gen

Das vom Hypophysenvorderlappen produzierte humane Wachstumshormon (hGH) dient folgenden Funktionen:

• Anabolismus (Zunahme der Muskelmasse) durch erhöhte Proteinablagerung und -retention

• Lipolyse (Abbau von Fetten)

Methoden der hGH-Dotierung sind die Verabreichung von rekombinantem hGH, Vorläufern oder Sekretoren.

DarĂĽber hinaus ist die Genmanipulation fĂĽr das Muskelwachstum durch die Induktion der hGH-Sekretion eine sich schnell entwickelnde Technik1. Die Verabreichung eines rekombinanten Adenovirus, das fĂĽr hGH kodiert, hat anabole Wirkungen gezeigt2.

Bis vor kurzem war hGH-Doping schwer zu erkennen. Abnormale Verhältnisse zwischen verschiedenen Isoformen von hGH waren die Grundlage der derzeitigen Methoden, um "falsches Handeln" zu erkennen. Wenn keine besseren analytischen Tests für den Nachweis entwickelt werden, verspricht das Wachstumshormon Gen-Doping eine sehr realistische Bedrohung.

b. IGF-1 oder MGF-Gen

Gene, die auf spezifische Proteine ​​wie IGF-1 (Insulinähnlicher Wachstumsfaktor - 1) und MGF (Mechano-Wachstumsfaktor) zielen, besitzen das Potenzial, die Muskelmasse und damit die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, insbesondere in Sportarten, die von explosiver Muskelkraft und -stärke abhängig sind.

IGF-1, in Kombination mit Wachstumshormon und Insulin, ist für den größten Teil des anabolischen Wachstumsreizes im menschlichen Körper verantwortlich. Von der Leber synthetisiert und sezerniert, dient es einer Fülle von Funktionen3:

• Hypertrophie der Skelettmuskulatur durch Induktion einer erhöhten Proteinsynthese und -retention

• Schutz von Knorpel und Neuronen

• Erhalt der Knochendichte durch Stimulierung der Osteogenese (konstante Ablagerung von neuem Knochen, um der normalen Resorption von Knochen zu begegnen, die normalerweise auftritt)

• Zusätzlich kann IGF-1 Insulinrezeptoren stimulieren (wenn auch in höheren Dosen) und somit anabole Wirkungen von Insulin wie Proteinretention und Wirkungen auf den Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel imitieren

Im Gegensatz zu IGF-1 (Wachstumsregulation bei Erwachsenen) liefert IGF-2 die hauptsächliche stimulierende Kraft während der fötalen (intrauterinen) Entwicklung eines Individuums.

Da IGF-1 in den Muskeln lokalisiert ist, sind die Chancen für systemische Nebenwirkungen mit erhöhten Spiegeln (derzeit angenommen) minimal.

c. Erythropoietin-Gen

Doping mit Erythropoietin-Gen erhöht die Anzahl der roten Blutkörperchen. Die verbesserte Zufuhr von Sauerstoff zur Ausübung von Muskeln hilft folglich bei der Verbesserung der Leistung bei Ausdauerereignissen.

Erythropoietin (EPO) ist ein Hormon, das von der Niere produziert wird; es dient den folgenden Aktionen:

1. Aufrechterhaltung der optimalen Erythrozytenmasse zur Sauerstoffversorgung von Geweben; Die Produktion von EPO wird durch den Bedarf an Sauerstoff durch Gewebe reguliert4

2. Absorption von Eisen, um die Produktion von Hämoglobin zu erleichtern (in Erythrozyten zu verpacken)

3. verbesserte Herzfunktion (einschließlich Kontraktilität) in niedrigen Dosen5

4. Produktion neuer Blutgefäße5 (Angiogenese), um die erhöhte Erythrozytenmasse zu ergänzen

Diese Prozesse (zusammen) sorgen fĂĽr eine verbesserte Sauerstoffversorgung des Gewebes, insbesondere fĂĽr die Muskulatur.

Art der Verwaltung

Eine populäre Methode, die angeblich dazu verwendet wird, Gene an ihre Loci zu liefern, ist die Kopplung dieser Gene an einen Vektor (Träger) wie ein Adenovirus.

Tierstudien haben schlüssig bewiesen, dass es eine solche Methode der Verabreichung von EPO gelingt, den Hämatokrit um bis zu 81% zu erhöhen; Diese Effekte halten fast ein Jahr lang an6;7.

Ist das Gen-Doping nachweisbar?

Gegenwärtige Gendopingtechniken können nicht durch Untersuchung von Körperflüssigkeiten nachgewiesen werden: Urin oder Blutproben. Dotierung sogar mit rekombinantem EPO hat sich als ziemlich schwierig erwiesen.

Obwohl rekombinantes EPO in Serum- und Urinproben nachweisbar ist, ist es schwierig, das "Falsch-Tun" abschließend zu beweisen.Darüber hinaus deutet ein hoher Hämatokrit (ein Maß für die Anzahl der roten Blutkörperchen) nicht unbedingt auf "Doping" hin. Dies ist so, weil es ziemlich schwierig ist, zwischen physiologischem Anstieg des Hämatokrits (Athleten aus großer Höhe, Schwangerschaft und genetischer Mutation) und dem durch "Doping" hervorgerufenen Unterschied zu unterscheiden.

Darüber hinaus kann eine genaue Überwachung sicherstellen, dass auch bei Athleten, die rekombinantes EPO verwenden, Serum- und Urinspiegel sowie Hämatokrit im normalen Bereich gehalten werden können.

In ähnlicher Weise wird es bei Athleten, die Gene (codierend) für IGF-1 verabreicht bekommen haben, schwierig sein, ein "Fehlverhalten" nachzuweisen. Eine große praktische Schwierigkeit ist die Notwendigkeit, Muskelbiopsien für einen solchen Nachweis zu nehmen. (Autsch! Ich weiß nichts von dir, aber ich hätte definitiv Bedenken für solche invasiven Verfahren!).

Zukunft des Gen-Dopings

Gendoping steckt noch in den Kinderschuhen. Da immer mehr Gene entdeckt werden, die Gesundheits- und Fitnessparameter verbessern, wird die Liste der Gene, die die Sportleistung verbessern können, exponentiell wachsen. Sogar während wir sprechen, wurden mehr als 100 intrazelluläre und intranukleare Stellen für solche Gene entdeckt; Jedes Jahr werden mehr Gene entdeckt8.

Ab sofort scheint Gendoping nahezu unmöglich zu sein. Wenn keine idiotensicheren Tests für genetisches "Falsch-Tun" entworfen und durchgeführt werden können, scheint ein Gerangel um "Designer-Gene" in naher Zukunft sehr wahrscheinlich.

Verweise

(1) Segura J, Guti + Rrrez-Gallego R, Ventura R, Pascual JA, Bosch J, Such-Sanmart + G et al. Wachstumshormon im Sport: Jenseits von Peking 2008. Therapeutisches Drug Monitoring 2009; 31 (1).

(2) He X, Goldsmith CM, Marmary Y, Wellner RB, Parlow AF, Nieman LK et al. Systemische Wirkung von menschlichem Wachstumshormon nach Adenovirus-vermitteltem Gentransfer auf SubmandibulardrĂĽsen der Ratte. Gene Ther 1998; 5 (4): 537-541.

(3) FLORINI JR, EWTON DZ, COOLICAN SA. Wachstumshormon und das insulinähnliche Wachstumsfaktor-System in der Myogenese. Endokrine Reviews 1996; 17 (5): 481-517.

(4) Eckardt KU, Kurtz A. Regulation der Erythropoietinproduktion. Europäisches Journal der klinischen Untersuchung 2005; 35: 13-19.

(5) Lip + nic E, Westenbrink BD, van der Meer P, van der Harst P, Voors AA, van Veldhuisen DJ et al. Niedrigdosiertes Erythropoietin verbessert die Herzfunktion bei experimenteller Herzinsuffizienz, ohne den Hämatokrit zu erhöhen. Europäische Zeitschrift für Herzinsuffizienz 2008; 10 (1): 22-29.

(6) Svensson EC, Black HB, Dugger DL, Tripathy SK, Goldwasser E, Hao Z et al. Langfristige Erythropoietin-Expression in Nagern und nicht-humanen Primaten nach intramuskulärer Injektion eines replikationsdefekten adenoviralen Vektors. Hum Gene Ther 1997; 8 (15): 1797-1806.

(7) Zhou S, Murphy JE, Escobedo JA, Dwarki VJ. Adeno-assoziierte virusvermittelte Zufuhr von Erythropoietin führt zu einer anhaltenden Erhöhung des Hämatokrits in nicht-menschlichen Primaten. Gene Ther 1998; 5 (5): 665-670.

(8) Rankinen T, Perus L, Rauramaa R, Rivera MA, Wolfarth B, Bouchard C. Die menschliche Genkarte für Leistungs- und gesundheitsbezogene Fitness-Phänotypen: das Update 2003. Med Sci Sportübung 2004; 36 (9): 1451-1469.


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