Ģenētiskie dopinga un kandidātu gēni
Jebkuru fizioloģisko procesu, kas saistīts ar enerģijas ražošanu un kustību, varētu uzskatīt par potenciālu ģenētiskās dopinga mērķi, lai sasniegtu lielāku sporta sniegumu.
Turklāt ģenētiskās dopinga izredzes, salīdzinot ar citām farmakoloģiskās dopinga formām, ir vēl pievilcīgākas, jo, lietojot pašreizējās antidopinga kontroles, praktiski nav iespējams pierādīt, ka ir bijusi ģenētiskā dopinga lietošana.
Iespējamie gēni, kas kandidē uz ģenētisko dopingu, ir sadalīti grupās, pamatojoties uz to ietekmi uz procesiem, kas saistīti ar fizisko veiktspēju; tomēr dažas ir saistītas ar vairāk nekā vienu grupu, ņemot vērā sarežģītās bioloģiskās funkcijas, kurās tās ir iesaistītas.
Ar izturību saistītie gēni (izturība)
Eritropoetīns : Veiktspēju izturības sporta veidos var īstenot, palielinot skābekļa transportēšanu uz audiem, piemēram, palielinot sarkano asins šūnu (kas satur hemoglobīnu, olbaltumvielu, kas piesaista un transportē skābekli) skaitu asinsritē. Ķermeņa saražoto sarkano asins šūnu skaitu (eritropoēzi) smalki regulē eritropoetīns (EPO) - glikoproteīns, ko sintezē nieres un minimāli aknas.
Eritropoetīns, kura produkciju regulē skābekļa koncentrācija asinīs, mijiedarbojas ar specifisku receptoru (EPOR), kas atrodas kaulu smadzeņu sarkano asins šūnu prekursoru šūnās. Augsts cirkulējošā EPO līmenis stimulē sarkano asins šūnu veidošanos un izraisa hematokrīta (asinsķermenīšu elementu procentuālo daudzumu asinīs: sarkano asinsķermenīšu, balto asins šūnu un trombocītu) pieaugumu un kopējo hemoglobīnu. Galīgais efekts ir skābekļa transportēšanas palielināšanās audos.
Ziemeļu somu slēpotājs Eero Mäntyranta 1964. gadā bezjēdzīgi izmantoja pretinieku centienus, uzvarot divās olimpiskajās medaļās Insbrukas pilsētā Austrijā. Pēc dažiem gadiem tika pierādīts, ka Mäntyranta bija retas mutācijas nesējs EPOR gēnā, kas padarīja to aktīvu pat zemu EPO līmeņu klātbūtnē, tādējādi palielinot sarkano asins šūnu veidošanos, kā rezultātā palielinājās skābekļa transportēšanas spējas. 25-50%.
EPO terapeitiskais potenciāls un visi faktori, kas stimulē EPO ražošanu, ir saistīti ar smagas anēmijas ārstēšanu; iespēja izmantot gēnu terapijas metodes, nevis ievadīt rekombinanto peptīdu, tādējādi izraisot spontānu EPO sintēzi organismā, pozitīvi ietekmētu gan klīnisko, gan ekonomisko aspektu. Pirmajā klīniskajā pētījumā tika izmantota EPO gēnu terapija pacientiem ar hronisku nieru mazspējas anēmiju, ar ex vivo pieeju, kas tomēr sniedza ierobežotus rezultātus.
Vēl viens šķērslis, kas jāpārvar, ir daudzās blakusparādības, kas saistītas ar EPO izmantošanu, tās pašas, kas ir vislielākais risks, ko rada EPO administrēšana sportistiem. Sarkano asins šūnu skaita pieaugums samazina asinsriti, palielinot tā cieto vai korpusu (hematokrītu). Šis viskozitātes pieaugums izraisa asinsspiediena paaugstināšanos (hipertensiju) un atvieglo trombu veidošanos, kas pēc tās izveidošanās var aizsprostot asinsvadus (trombozi). Šis risks ievērojami palielinās dehidratācijas gadījumā, kā tas parasti notiek izturības sacensībās. Šīs vielas visnopietnākās blakusparādības ir sirds aritmija, pēkšņa nāve un smadzeņu bojājumi (insults).
PPARD (peroksisoma proliferatora aktivētais receptoru delta ): pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka pastāv cita gēnu ģimene, kas spēj ievērojami palielināt sportisko sniegumu, PPARD (peroksisomu proliferatora aktivēta receptoru delta) un alfa koaktivatori un beta (PPARGC1A un PPARGC1B). Jo īpaši PPARD izpausme spēj veicināt muskuļu šķiedru pāreju no IIb tipa uz strauju kontrakciju (saukta arī par baltu, "ātru sakosti") līdz IIa tipa (starpposma) un I tipa lēcām (saukta arī par sarkanu)., "lēni sakustēšanās"), kas notiek fizioloģiski pēc pastāvīga fiziskā vingrinājuma. IIb šķiedras parasti tiek pieņemtas īsu vingrinājumu laikā, kam nepieciešams liels neiromuskulārs darbs. Tie tiek aktivizēti tikai tad, kad lēnas sakabes šķiedru pieņemšana ir maksimāla. Tā vietā lēnas sakustēšanās muskuļu šķiedras (sarkanā, I vai ST tipa, no angļu valodas "lēnas sakustēšanās") tiek pieņemtas zemas intensitātes, bet ilgstošas muskuļu darbības. Plānāks nekā balts, sarkanās šķiedras saglabā vairāk glikogēna un koncentrē fermentus, kas saistīti ar aerobo metabolismu. Mitohondriji ir daudz un lielāki, tāpat kā kapilāru skaits, kas injicē vienu šķiedru. Minētā izmēra samazināšana atvieglo skābekļa difūziju no asinīm uz mitohondrijām, jo to attālums ir mazāks. Tieši tā ir bagātīgs mioglobīna un mitohondriju saturs, kas šīm šķiedrām piešķir sarkano krāsu, no kuras iegūst to nosaukumu.
Pētījumi par transgēnu peles modeli ("maratona peli"), kas pārspēj PPARD, ir parādījuši milzīgu rezistenci pret fizisko piepūli, nepalielinot muskuļu masu un spēju tikt galā ar aerobo vingrinājumu.
Tika identificēts arī sintētisks savienojums (GW501516), kas spēja saistīties ar PPARD receptoru un aktivizēt to; tādējādi tā varētu pārstāvēt iespējamu dopinga līdzekli arī cilvēkiem.
Ar angiogēzi saistītie gēni : Ģenētiskās dopinga potenciālie mērķi ir arī gēni, kas pieder pie asinsvadu endotēlija augšanas faktora (VEGF), audu augšanas faktora (TGF) un hepatocītu augšanas faktora (HGF) ģimenēm; šo gēnu ekspresija patiesībā ir saistīta ar angiogēzes palielināšanos (jaunu asinsvadu veidošanās).
Jaunu kuģu veidošanās nozīmē, ka ir lielāka sirds, muskuļu, aknu un smadzeņu asins un līdz ar to arī skābekļa piegāde, tādējādi palielinot izturību pret fiziskām pūlēm.
Angiogēzes stimulēšana ir noderīga arī ilgstošas išēmijas situācijās, piemēram, pacientiem ar miokarda išēmiju; klīniskajos pētījumos, kas veikti ar šiem pacientiem, lietojot VEGF un FGF in vivo muskuļu vai iekšējās koronārās injekcijas, ir bijuši ļoti pozitīvi rezultāti. Tomēr ir vairākas blakusparādības un riski, kas saistīti ar angiogēzes stimulējošo gēnu terapiju, piemēram, paaugstināts neoplastisko slimību attīstības izraisīšanas risks un retinopātijas un aterosklerozes pasliktināšanās.
