Genetisches Doping — IGF-1, Myostatin, Wachstumshormon, Anti-Doping-Test

Gene im Zusammenhang mit Muskelentwicklung und Regeneration

Das Wachstum und die Regeneration von Muskelgewebe kann entweder durch eine Erhöhung der Expression von Genen erhalten werden, die eine stimulierende Wirkung, wie das Insulin-like growth factor (IGF-1) haben, die beide von Genen, die normalerweise hemmenden wirken als Repressoren Wachstumsprozesse, zum beispielsweise Myostatin.


Muskel-IGF-1 (mIGF-1): Die spezifische Muskel-Isoform eines ähnlichen Insulin-Wachstumsfaktors (mIGF-1) spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Muskelregeneration. Das IGF-1-Gen hat die Aufgabe, den Muskel zu reparieren, wenn er während des Trainings ein mikroskopisches Trauma durchläuft.MyostatinDas durch das Gen produzierte IGF-1-Protein verursacht Muskelwachstum, indem es die Entwicklung seiner Reservestammzellen stimuliert. Die Faser repariert und wächst und findet sich mit mehr Myofibrillen als vor der Verletzung wieder. Das Wachstumsstoppsignal wird von einem anderen Protein, Myostatin, gegeben. Die Insertion eines zusätzlichen IGF-1-Gens würde den Gleichgewichtsmechanismus umgehen und Muskelhypertrophie und unkontrolliertes Faserwachstum induzieren. Transgene Mäuse für mIGF-1 zeigen in der Tat eine selektive Hypertrophie der Rumpf- und Extremitätenmuskulatur (23,3% mehr Muskelmasse) und eine Zunahme der Muskelkraft (14,4% mehr); Darüber hinaus führt die Einführung von in vivo-Mausmodellen des mIGF-1-Gens in geschädigte Gliedmaßen zur Reparatur von Muskelschäden. Die Nebenwirkungen, die eine mIGF-1-Behandlung langfristig hervorrufen kann, sind jedoch nicht bekannt.


Myostatin: Myostatin ist ein Protein, das 1997 während Zelldifferenzierungs- und Proliferationsstudien entdeckt wurde. Um zu verstehen, was ihre eigentliche Funktion war, wurden Mäuse gepaart, in denen das Gen, das für Myostatin kodiert, inhibiert wurde.
Die homozygoten Nachkommen (Träger beider mutierter Gene) hatten eine überlegene Muskelentwicklung im Vergleich zu heterozygoten Mäusen (Träger von nur einem mutierten Gen) und normalen. Die Körpergröße war um 30% höher, der Muskel schien hypertropher und das Gewicht war 2 oder 3 mal größer als bei den natürlichen Meerschweinchen. Anschließend zeigte die histologische Analyse eine Zunahme sowohl der Größe einzelner Muskelzellen (Hypertrophie) als auch deren Anzahl (Hyperplasie). Gleichzeitig gab es eine leichte Abnahme des Fettgewebes, während Fruchtbarkeit und Lebenszeit nahezu unverändert blieben.
Im Jahr 2004 wurde bei der Untersuchung eines 5-jährigen deutschen Kindes mit einer abnormalen Entwicklung von Stärke und Muskelmasse das Vorhandensein einer Mutation in dem für Myostatin kodierenden Gen erstmals beim Menschen nachgewiesen. Der Einfluss auf die phänotypische Expression war identisch mit dem bei Labormäusen und in den untersuchten Rinderrassen beobachteten, so dass die Muskelkraft des Kindes ähnlich oder sogar höher war als die eines Erwachsenen. Sehr interessant ist, dass die Mutter des Kindes, von der er eines der beiden mutierten Allele geerbt hat, ein professioneller Sprinter war und dass einige seiner Vorfahren gerade wegen ihrer außerordentlichen Stärke in Erinnerung bleiben.
Myostatin ist ein Protein, das mit der Muskelentwicklung interagiert und es hemmt; Es wird hauptsächlich von Skelettmuskelzellen produziert und seine Wirkung wird durch die Anwesenheit eines Inhibitors namens Follistatin reguliert. Je höher der Follistatinspiegel ist, desto niedriger ist der Myostatinspiegel, desto größer ist die Muskelentwicklung. Es scheint, dass Follistatina in der Lage ist, mit Satellitenzellen zu interagieren, indem sie die Proliferation neuer Muskelzellen (Hyperplasie) stimuliert. Normalerweise ist die Zunahme der Muskelmasse auf die einzige Zunahme der Größe der Zellen (Hypertrophie) zurückzuführen, während eine leichte Hyperplasie nur in speziellen Fällen (Muskelläsionen) auftreten konnte.
In jüngster Zeit hat der Myostatin-Inhibitionsansatz bei der Behandlung von muskulär dystrophischen Pathologien in Tiermodellen besonderes Interesse auf sich gezogen; Sowohl intraperitoneale Injektionen eines Myostatin-Inhibitors als auch spezifische Myostatin-Deletionen wurden durchgeführt, was zu einer Verbesserung der Muskeldystrophie führte. Aktuelle Forschung konzentriert sich auf das Studium und die Entwicklung dieser Potenziale, aber es gibt noch viele Hypothesen und wenige Gewissheiten. Studien über die Rolle von Myostatin im menschlichen Körper sind selten, oft diskordant und warten auf ihre Bestätigung. Tatsächlich ist das Muskelwachstum das Ergebnis eines subtilen Gleichgewichts zwischen anabolen und katabolen Faktoren und ein einziges Hormon, ein Gen oder eine bestimmte Substanz reicht nicht aus, um es signifikant zu beeinflussen. Um dies zu bestätigen, gibt es Studien in der Literatur, die zeigen, dass es keine signifikanten Unterschiede in der Menge an Muskelmasse zwischen normalen Probanden und anderen mit Myostatinmangel gibt.


Wachstumshormon (Somatotropin - GH): GH oder somatotropes Hormon ist ein Protein (ein lineares Peptid aus 191 Aminosäuren), das von den somatotropen Zellen des Hypophysenvorderlappens produziert wird. Es hat pulsierende Entladung, mit häufigeren und breiteren Spitzen in den ersten Stunden des Schlafes.
Sportaktivität ist ein starker Stimulus für die Sekretion von Wachstumshormon. Bei Langzeitübungen wird der sekretorische Peak zwischen 25 und 60 Minuten beobachtet, während bei anaeroben Belastungen dieser Peak zwischen dem Ende der 5. und 15. Minute der Erholung registriert wird.
Bei gleicher körperlicher Anstrengung ist die GH-Sekretion größer:

  • bei Frauen im Vergleich zu Männern
  • bei jungen Menschen im Vergleich zu älteren Personen
  • in sitzenden versus trainierten

Die Sekretion von GH im Verlauf der Übung wird beeinflusst durch:

  • STÄRKE '

Eine signifikante GH-Reaktion auf körperliches Training wird bereits für Übungen niedriger Intensität (50% von VO2max) beobachtet und wird maximal um die Anaerobe Schwelle (70% von VO2max). Ein weiterer Anstieg der Intensität verursacht keinen signifikanten Anstieg des sekretorischen Peaks.Die meisten GH Reaktion auf die körperlichen Anforderungen im Laufe der Übungen mit großer Nachfrage auf anaerobe Glykolyse und massive Laktatproduktion (z. B. Körpergröße) beobachtet. Die GH-Sekretion ist umgekehrt proportional zur Erholungsphase und direkt proportional zur Dauer der Übung.

  • TRAINING

Die Reaktion von GH auf Bewegung ist umgekehrt proportional zum Grad des Trainings. Eine Parität für die Trainingsintensität, ein Subjekt ausgebildete GH erzeugt viel weniger ein Thema deconditioned, da die lattIcidemia (Lactat Anteil in einem Kreis) kleiner.
Die Wirkungen von GH sind teilweise direkt, wie beispielsweise die diabetogenen und lipolytische Wirkung, und teilweise vermittelt durch insulinähnlichen Faktoren: Insulin-Wachstumsfaktor (IGF-1, IGF-2).

  • TEMPERATUR

Die Reaktion der GH-Sekretion auf Veränderungen der Umgebungstemperatur ist direkt proportional zur Temperaturabnahme.

Die GH-IGF-Achse wirkt physiologisch auf den glykolischen Metabolismus ein und bestimmt Hyperglykämie; das Protein methabolism Metabolismus, die zelluläre Aufnahme von Aminosäuren zu erhöhen und die Transkription und Translation von mRNA zu beschleunigen, wodurch Proteinanabolismus und dem Wachstum der Muskeln zu fördern; Schließlich wirkt es auch auf den Fettstoffwechsel und bestimmt die Lipolyse mit einem Anstieg an freien Fettsäuren und Ketonkörpern.
Die Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Verabreichung von hohen Mengen an GH sind vielfältig: Myopathie, periphere Neuropathien, Flüssigkeitsretention, Ödeme, Karpaltunnelsyndrom, Arthralgien, Parästhesien, Gynäkomastie, gutartige intrakraniale Hypertonie mit papilledema und Kopfschmerz, akuter Pankreatitis, Glukoseintoleranz erhöht im Serum-Cholesterin und Triglyceride, koronare Herzkrankheit, Kardiomyopathie und Kardiomegalie. Die Muskel-Skelett- und Herzwirkungen, die mit der Verabreichung von GH verbunden sind, können irreversibel sein, häufig auch nach Hormonentzug. Es ist auch wichtig zu bedenken, dass GH die Bildung von Neoplasie insbesondere Kolon Ebene, Haut und Blut induzieren kann.

Strategien zur Erkennung von genetischem Doping

Das Einsetzen des Gendoping auf Seiten der ‚Welt-Anti-Doping-Agentur (AMA) in der Liste der verbotenen Substanzen und Methoden wird von der Schwierigkeit, gefolgt Methoden zum Nachweis von derselben zu entwickeln, da sowohl das Transgen, das das exprimierte Protein gewesen wäre am ehesten von ihren endogenen Gegenstücken nicht zu unterscheiden.
Die ideale Probe für den Nachweis von Gendoping sollte mit Abgaben leicht zugänglich sein, die keinen invasiven Ansatz verwenden; Darüber hinaus sollte die Erhebung nicht nur die Situation zum Zeitpunkt der Sammlung widerspiegeln, sondern auch die einer früheren Zeit. Die Körperflüssigkeiten (Blut, Urin und Speichel) erfüllen, den ersten Punkt, daher entwickelte die Methodik sollte mindestens eine dieser Proben anzuwenden. Erkennungsmethoden sollten spezifisch, sensitiv, ziemlich schnell, potenziell kosteneffektiv sein und eine Analyse im großen Maßstab ermöglichen.
Die rechtlichen Auswirkungen auf die Verwendung irgendeines Verfahrens im Zusammenhang, die die Überwachung von Doping auf Athleten erlaubt sind, so dass, wenn möglich, eine direkte Methode, die das Dopingmittel eindeutig identifiziert sich immer auf eine indirekte Methode bevorzugen, der die Änderung in der aufgetreten misst Zellen, in Geweben oder im gesamten Organismus durch Doping. In Bezug auf Gendoping, der Nachweis des Transgens, das Transgen-Protein oder der Träger selbst würde einen direkten Ansatz dar, aber die Möglichkeit, diese Art von Ansatz zu verwenden, es ist minimal, wie im Fall des Erfassens Peptidhormone wie Erythropoietin und verboten Somatotropin. Der indirekte Ansatz (biologischer Pass) bietet stattdessen eine gewisse Zuverlässigkeit des Testergebnisses, basierend auf einem statistisches Modell, daher offen für eine rechtliche Kontrolle. Darüber hinaus wurde noch keine Einigung zwischen den wichtigen Vertretern der Sportgemeinschaft hinsichtlich einer akzeptablen Zuverlässigkeit erzielt.


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