Эритропоэтин в спорте
Содержание
Эритропоэтин
Эритропоэтин представляет собой гликопротеиновый гормон, точнее цитокин, основной регулятор эритропоэза, который стимулирует образование эритроцитов из поздних клеток-предшественников и повышает выход ретикулоцитов из костного мозга в зависимости от потребления кислорода. До тех пор пока не нарушена оксигенация тканей, концентрация эритропоэтина, так же, как и количество циркулирующих эритроцитов, остается постоянной. Выработка эритропоэтина регулируется на уровне транскрипции его гена, а поскольку единственным физиологическим стимулом, увеличивающим! количество синтезирующих эритропоэтин клеток, является гипоксия, ни выработка, ни метаболизм эритропоэтина от его концентрации в плазме не зависят. В организме здорового человека находится примерно 2,3*10^13 эритроцитов, время жизни которых составляет в среднем 120 дней. Следовательно, в организме постоянно должно происходить обновление пула эритроцитов со скоростью примерно 2,3 клеток за одну секунду. Система дифференцировки эритроидных клеток должна строго регулироваться для поддержания постоянного уровня циркулирующих эритроцитов при нормальных условиях. Кроме того, эта система должна быть высоко чувствительна к изменению количества кислорода в организме. В настоящее время получено множество данных, свидетельствующих о том, что ключевым фактором, который обеспечивает контроль дифференцировки клеток эритроидного ряда, является циркулирующий в крови эритропоэтин.
Эритропоэтин — чрезвычайно активный гормон, оказывающий свое действие в организме в пикомолярных концентрациях. Небольшие колебания его концентрации в крови приводят к существенным изменениям скорости эритропоэза, а нормальный диапазон его концентраций колеблется от до 4 до 26 МЕ/л. Поэтому пока концентрация гемоглобина не станет ниже 105 г/л, концентрация эритропоэтина не выходит за указанный диапазон и выявить ее повышение невозможно (если только не знать ее исходные значения). Эритроцитоз приводит к подавлению выработки эритропоэтина по механизму отрицательной обратной связи. Это обусловлено не только повышением доставки кислорода к тканям из-за увеличения числа циркулирующих эритроцитов, но и увеличением вязкости крови. Для спортсмена это означает снижение продукции собственного гормона при введении экзогенного и нарушение механизмов регуляции выработки эритроцитов. Поэтому эритропоэтин в спорте часто используя в качестве допинга спортсмену следует задуматься о дальнейшей судьбе продукции эритроцитов в своем организме.
Физиологическая роль эритропоэтина
Долгое время вопрос о клетках, в норме продуцирующих эритропоэтин, оставался открытым. Это было связано прежде всего с отсутствием прямых методов идентификации клеток, синтезирующих гормон. Идентификацию клеток проводили косвенными методами, включая способность тех или иных культур тканей синтезировать продукт in vitro. Считалось, что основными кандидатами на роль ЭПО-продуцирующих клеток являются клубочковые клетки, а также клетки проксимальной части канальцев. Клонирование гена эритропоэтина, а также разработка методов гибридизации in situ, позволяющая идентифицировать непосредственно те клетки, в которых происходит экспрессия тех или иных генов, изменило представления о природе клеток, синтезирующих эритропоэтин. Методом гибридизации in situ было показано, что клетки, в которых синтезируется мРНК эритропоэтина, не являются гломерулярными или тубулярными. По-видимому, основным местом синтеза ЭПО в почках являются интерстициальные клетки или капиллярные эндотелиальные клетки. Как уже отмечалось, главным фактором, регулирующим продукцию ЭПО, является гипоксия. В условиях гипоксии количество циркулирующего в плазме ЭПО возрастает примерно в 1000 раз и достигает 5—30 ЕД/мл. В многочисленных экспериментах с изолированной почкой показано, что она содержит сенсоры, реагирующие на изменения концентрации кислорода.
Еще J. Schuster и сотрудники в 1987 г. исследовали кинетику продукции эритропоэтина в ответ на гипоксию. Было показано, что примерно через 1 ч после установления гипоксии количество мРНК эритропоэтина в почке возрастает, и мРНК продолжает накапливаться в течение 4 ч. При снятии гипоксии уровень мРНК ЭПО быстро снижается. Изменения количества плазменного и почечного эритропоэтина, выявляемые с помощью эритропоэтин-специфических антител, происходят строго параллельно с изменением количества мРНК с соответствующим лаг-периодом. Полученные в данной работе результаты свидетельствуют о том, что при гипоксии стимулируется de novo продукция ЭПО.
В лаборатории S. Konry в 1989 г. исследовали процесс индукции синтеза ЭПО с помощью метода, гибридизации in situ на тканевых срезах коркового вещества почки. Было обнаружено, что в условиях анемии продукция ЭПО значительно возрастает, хотя интенсивность гибридизации с мРНК ЭПО в индивидуальных клетках остается без изменений. Показано, что усиление продукции ЭПО связано с увеличением числа клеток, синтезирующих гормон. По мере восстановления нормального гематокрита количество эритропоэтин-синтезирующих клеток быстро уменьшается, причем кинетика изменения коррелирует с кинетикой снижения количества мРНК ЭПО и циркулирующего гормона. Данные гистологического анализа свидетельствуют о том, что ЭПО синтезируется интерстициальными клетками корковой части почки.
Показано, что от 5 до 15 % плазменного эритропоэтина у взрослых имеет внепочечное происхождение. И если у эмбрионов основное место синтеза эритропоэтина — печень, то во взрослом организме печень также является основным органом, продуцирующим ЭПО, но внепочечный. Этот вывод был подтвержден в недавних экспериментах по выявлению мРНК ЭПО в различных органах. По-видимому, изменение основного места синтеза ЭПО в течение онтогенеза является генетически детерминированным событием.
Синтез эритропоэтина в организме опосредован значительным количеством биохимических кофакторов и стимуляторов. Предполагается, что гипоксия приводит к снижению уровня кислорода в специфических сенсорных клетках почки, что вызывает усиление продукции простагландинов в клубочковых клетках. Показано, что простагландины играют важную роль в стимуляции продукции эритропоэтина. Ингибиторы синтеза простагландинов оказывают подавляющий эффект на продукцию ЭПО при гипоксии. Основной вклад в биосинтез простагландинов при гипоксии вносит, по-видимому, циклооксигеназная система. При гипоксии (а также при введении ионов кобальта) происходит высвобождение нейтральных протеаз и лизосомных гидролаз в почках, которые, как было показано, также стимулируют продукцию ЭПО. Высвобождение лизосомальных ферментов, по-видимому, ассоциировано с увеличением продукции цГМФ. Показано, что лизосомальные ферменты активируются при участии протеинкиназ, которые, в свою очередь, активируются цАМФ.
При гипоксии наблюдается индукция активности фосфолипазы А2, что приводит к возрастанию уровня арахидонатов, которые при участии циклооксигеназы превращаются в эндопероксиды. Отмечено, что гипоксия является оптимальным условием для активности циклооксигеназы. Вероятно, важную роль в этих биохимических событиях играет кальциевая система: ионы кальция стимулируют активность фосфолипазы А, и образование простагландина. Простаноиды, в свою очередь, могут индуцировать активность аденилатциклазы и запускать каскад биохимических событий, приводящих к фосфорилированию и активации гидролаз. Какова роль гидролаз и какова цепочка, приводящая в конце концов к усилению синтеза ЭПО, остается пока невыясненным. Стимулирующей биосинтез ЭПО активностью обладают также некоторые гормоны гипоталамо-гипофизарной системы, тиреоидные гормоны и некоторые стероидные гормоны. Специфическим индуктором продукции ЭПО являются ионы кобальта, механизм действия которых на систему биосинтеза ЭПО пока не ясен. Эта система является привлекательной экспериментальной моделью для изучения индукции биосинтеза ЭПО.
Молекула эритропоэтина человека, в которой на долю углеводного компонента приходится 40—50 % молекулярной массы (молекулярная масса гликопротеида 32—36*10^3 а. е. м., а расчетная молекулярная масса белковой части — 18 399*10^3 а. е. м.), состоит из 193 остатков аминокислот. Величина изоэлектрической точки ЭПО низкая (рН 3,5—4,0), что обусловлено наличием сиаловых кислот в терминальных положениях углеводных цепочек эритропоэтина. Изоэлектрическая фокусировка плазменного ЭПО в полиакриамидном геле позволяет выявить несколько фракций, идентичных по молекулярной массе, но различающихся по величине их изоэлектрических точек, что свидетельствует о гетерогенности в структруре углеводной части гормона. Отщепление сиаловых кислот при обработке нейраминидазой или при кислотном гидролизе приводит к потере стабильности гормона in vivo, но не влияет на его активность in vitro. В четырех участках к белковой цепи присоединены гликозидные остатки, которые могут представлять различные сахара, поэтому существует несколько разновидностей ЭПО с одинаковой биологической активностью, но несколько отличающиеся по своим физико-химическим свойствам.
В результате анализа аминокислотной последовательности эритропоэтина человека выявлено три потенциальных сайта N-гликозилирования, которые включают консенсус-последовательность Asn-X-Ser/Thr. В экспериментах по обработке гормона N-гликозидазой, специфически отщепляющей олигосахаридные цепочки, связанные с аспарагиновым остатком N-гликозидной связью, было подтверждено предположение о наличии трех сайтов N-гликозилирования в молекуле ЭПО. В результате экспериментов по обработке гормона О-гликозидазой установлено, что он содержит также олигосахаридные цепочки, связанные с белковой частью посредством О-гликозидных связей.
Ген эритропоэтина (Gene: [07q21/EPO] erythropoietin) состоит из пяти экзонов и четырех интронов. Ген кодирует белок, состоящий из 193 аминокислотных остатков. Идентифицированы четыре вида РНК, участвующих во взаимодействии с геном эритропоэтина, причем два вида представлены в экстрактах после введения хлорида кобальта значительно меньшим числом копий, чем в нормальных экстрактах. Эти данные указывают на наличие негативных регуляторных факторов (вероятно, рибонуклеопротеидов), участвующих в регуляции экспрессии гена эритропоэтина. Предположение о негативной регуляции экспрессии гена ЭПО было подтверждено Semenza G. и сотрудниками в 1990 г., которые получили серию трансгенных мышей, несущих кодирующую часть гена ЭПО человека и различные фрагменты S-фланкирующей области. Анализ экспрессии гена у различных трансгенов позволил идентифицировать три регуляторных элемента гена эритропоэтина человека:
- позитивный регуляторный элемент, необходимый для индукции экспрессии гена эритропоэтина в печени;
- негативный регуляторный элемент;
- регуляторный элемент, необходимый для индуцибельной экспрессии гена в почках.
Было экспериментально показано, что существуют два участка инициации транскрипции гена эритропоэтина, несущих множество сайтов инициации. При нормальных условиях инициация транскрипции происходит с ограниченного числа сайтов, расположенных на обоих участках. При индукции анемии или обработке хлоридом кобальта количество функционирующих сайтов инициации транскрипции на обоих участках возрастает. Во всех случаях получение эритропоэтина ограничивается трудностями, связанными с выделением и культивированием клеток, нестабильностью продукции гормона и, наконец, низкой концентрацией его в культуральных жидкостях.
Принципиально иной подход к получению больших количеств высокоочищенного ЭПО был связан с применением методов генной и клеточной инженерии. Была сделана попытка создания бактериального продуцента эритропоэтина. Продуцируемый в Escherichia coli белок узнается антителами против ЭПО и имеет молекулярную массу, примерно соответствующую дегликозилированному ЭПО человека. Известно, что бактериальные клетки имеют систему гликозилирования, принципиально отличающуюся от эукариотической. Поэтому получить корректно гликозилированный белок в бактериальных клетках невозможно. В случае ЭПО получение корректно гликозилированного гликопротеина имеет принципиальное значение. Следовательно, создание продуцента гормона на основе бактериальных клеток является нецелесообразным. Эффективный продуцент биологически активного как in vitro, так и in vivo эритропоэтин может быть получен только на основе клеток высших животных.
При исследовании свойств рекомбинантного ЭПО было показано, что наличие неполного углеводного компонента (молекулярная масса эритропоэтина, синтезированного в этой системе равна 23*10^3 а. е. м.) не влияет на активность гормона in vitro, но значительно снижает его активность in vivo. В то же время полное отщепление углеводной части с помощью гликозидаз приводит к 80 %-ной потере биологической активности гормона в тесте in vitro. Эти данные находятся в противоречии с существующими представлениями о том, что углеводный компонент ЭПО не является строго необходимым для его активности in vitro.
Историческая справка
В 1989 г. был проведен детальный анализ структуры рекомбинантного ЭПО, полученного с помощью трансфекции клеток из яичника китайского хомячка в геном ЭПО человека. Установлено, что в клетках синтезируются два типа ЭПО (названных би- и тетра-формами), различающихся по степени разветвления N-связанных углеводных цепочек. Би-форма ЭПО, содержащая менее разветвленный углеводный компонент, существенно отличается по биологической активности от нативного эритропоэтина, используемого в качестве стандарта: биологическая активность би-формы ЭПО in vivo в 7 раз ниже, a in vitro — в 3 раза выше. Биологическая активность тетра-формы ЭПО очень близка к активности нативного ЭПО. Эти данные указывают на существенную роль структуры углеводного компонента для биологической активности эритропоэтина in vivo. По-видимому, более высокая активность in vitro тех форм эритропоэтина, которые содержат неполный углеводный компонент, связана с облегчением взаимодействий эритропоэтина с рецепторами. В то же время, по-видимому, именно углеводный компонент обеспечивает стабильность гормона в организме и соответственно высокий уровень биологической активности в тестах in vivo.
К середине 1980-х годов, путем внедрения человеческого гена ЭПО (локализованного у человека на седьмой хромосоме в области 11q-12q) в овариальные клетки хомячков, был получен первый рекомбинантный эритропоэтин. Рекомбинантный р-ЭПО человека, полученный методом генной инженерии (рекормон), идентичен по аминокислотному составу естественному ЭПО человека. Рекормон обеспечивает гибкий и экономичный метод эффективного лечения анемии в сочетании с высоким профилем безопасности и отличной переносимостью. Благодаря использованию рекормона значительно сокращается необходимость в проведении гемотрансфузий, которые на сегодняшний день являются наиболее распространенным методом коррекции анемии. Так, согласно многочисленным исследованиям, использование рекормона позволяет восстанавливать нормальный уровень гемоглобина и исключать необходимость в заместительных гемотрансфузиях у онкологических больных, страдающих анемией. При этом наблюдается значительное улучшение качества жизни этих больных; значительно снижается риск заражения, который существует при коррекции анемии с помощью гемотрансфузий в процессе лечения вирусных инфекционных заболеваний, таких, как ВИЧ и гепатит С. Рекормон выпускается в виде удобного устройства для введения и индикации препарата (шприц-ручка).
Вместе с тем имеются незначительные отличия по составу гликозидных остатков, которые влияют на физико-химические свойства всей молекулы гормона. Так, например, обнаружены определенные отличия в распределении электрического заряда для отдельных типов эритропоэтина. Препараты эритропоэтина производятся различными фармацевтическими фирмами в пяти видах: альфа, бета, ретард (NESP), тета и омега).
С 1988 г. используются альфа-ЭПО и бета-ЭПО. При подкожном введении их биодоступность составляет около 25 %, максимальная концентрация в крови — через 12—18 ч, период полувыведения — до 24 ч (при внутривенном введении — 5—6 ч). Эритропоэтин-ретард (NESP) используется в течение последних нескольких лет, действует дольше, чем другие препараты ЭПО. Тета-ЭПО на сегодня считается наиболее эффективным и наименее аллергенным, имеет наивысшую степень чистоты. Это связано с тем, что его получают методами генной инженерии в клетках человека (некоторые недобросовестные спортсмены и спортивные врачи считают, что это делает его неопределяемым). На самом деле, тета-ЭПО только на 99 % идентичен человеческому. Омега-ЭПО, который получают из почек хомяков, больше всех других препаратов ЭПО отличается от человеческого, поэтому он наиболее прост для выявления. Продается только в странах Восточной Европы и Южной Америки.
Препараты эритропоэтина
Рекомбинантные биоаналогичные а-ЭПО различных производителей, даже имеющие положительное заключение Комитета по лекарственным средствам для человека (Committee for Medicinal Products for Human Use — CHMP) Европейского агентства по лекарственным средствам, могут иметь разные свойства, степень чистоты и, главное, обладать различной биологической активностью. Когда были проанализированы препараты эритропоэтина различных производителей, то в 5 из 12 исследованных продуктов выявились существенные отклонения в силе действия между различными сериями, в трех образцах — неприемлемые уровни бактериальных эндотоксинов.
Другое исследование заключалось в сравнении 11 препаратов ЭПО (полученных от восьми производителей), представленных на рынках вне ЕС и , по содержанию, силе действия и изоформному составу действующего вещества (эритропоэтин). Биоактивность in vitro колебалась в пределах 71—226 %, при этом показатели 5 образцов не соответствовали спецификациям. Среди отклонений в изоформном составе названы: присутствие одной или более дополнительных кислых и(или) основных изоформ, а также измененное количественное соотношение различных изоформ. Были выявлены также межсерийные отличия; некоторые продукты не соответствовали собственным спецификациям, т. е. производители не обеспечивали адекватного контроля производственных процессов. Количество действующего вещества также не всегда соответствовало заявленному. Такие отклонения от заявленных параметров могут иметь важное клиническое значение, поскольку могут привести к передозировке или, наоборот, введению более низкой дозы. Приведенные данные со всей ясностью указывают на угрозу использования рекомбинантных эритропоэтинов без медицинских показаний.
Применение в медицине
В медицинской практике эритропоэтин применяется для лечения анемий различного генеза, в том числе, у онкологических больных, больных с хронической почечной недостаточностью. Поскольку, как отмечалось выше, в организме эндогенный эритропоэтин образуется в почках, больные с хронической почечной недостаточностью всегда страдают от анемии. Кроме этого, снижение концентрации ЭПО в плазме крови человека и, соответственно, количества эритроцитов, наблюдается при следующих патологических состояниях и заболеваниях:
- вторичная полицитемия;
- неадекватная стимуляция собственного ЭПО;
- доброкачественные заболевания почек (гидронефроз);
- общая гипоксия тканей;
- нарушение кровоснабжения почек
- снижение концентрации кислорода в окружающей среде;
- хроническое обструкционное заболевание легких;
- заболевания сердечно-сосудистой системы (сброс крови справа налево);
- аномалии структуры молекулы гемоглобина (серповидно-клеточная анемия);
- воздействие на организм оксидов углерода, вследствие курения;
- артериосклероз почечной артерии;
- отторжение трансплантата;
- аневризмы почечных сосудов.
До появления рекомбинантного эритропоэтина таким больным регулярно проводились гематрансфузии как цельной крови, так и эритроцитарной массы. Однако с 1989 г. необходимость в таких процедурах отпала, поскольку их заменило введение препаратов эритропоэтина. В ряде случаев анемии другого происхождения также успешно лечатся с помощью рекомбинантного ЭПО. Тот факт, что введение рекомбинантного ЭПО индуцирует дополнительный эритропоэз даже при полностью интактном эндогенном уровне ЭПО, используется аутологичными донорами крови. Как альтернатива переливанию эритроцитарной массы, терапия высокими дозами ЭПО оказывается эффективной антианемической мерой в качестве терапии сопровождения при лечении хронических полиартритов, СПИДа, некоторых опухолей, а также при ряде хирургических вмешательств. До сих пор остается неясным генезис гипертонии как побочного эффекта при терапевтическом использовании рекомбинантного ЭПО. При проведении гемодиализа пациентам препараты эритропоэтина обычно вводят внутривенно. В ряде случаев этот же препарат может вводиться подкожно.
Увеличение количества эритроцитов под влиянием эритропоэтина, в свою очередь, приводит к повышению содержания кислорода на единицу объема крови и, соответственно, к увеличению кислородной емкости крови и доставки кислорода к тканям. В конечном итоге повышается выносливость организма. Сходные эффекты достигаются при тренировочных занятиях в условиях среднегорья, когда недостаток кислорода в воздухе вызывает состояние гипоксии, что стимулирует выработку эндогенного ЭПО. Естественно, что по сравнению с использованием рекомбинантного препарата, гипоксическая тренировка является физиологическим механизмом регуляции эритропоэза и улучшения кислородтранспортной функции гемоглобина, что собственно и есть целью применения ЭПО как допинга.
Благодаря действию эритропоэтина на кислородную емкость и транспорт кислорода в ткани, это вещество вызывает повышение работоспособности в видах спорта с преимущественным проявлением аэробной выносливости. К таким спортивным дисциплинам относятся все вида легкоатлетического бега, начиная от 800 м, а также все виды бега на лыжах и велосипедные гонки. Кроме того, в последнее время в культуристических публикациях стали появляться сведения, что ЭПО способен заменить массовое использование анаболических стероидов. Препараты ЭПО применяются в сочетании со станазололом, инсулином и соматотропным гормоном (СТГ)-
Препараты эритропоэтина являются хорошо переносимыми фармакологическими средствами, которые практически не имеют побочных эффектов. Однако передозировка ЭПО и неконтролируемое применение может привести к увеличению вязкости крови и, следовательно, к увеличению риска возникновения нарушений в системе кровообращения, вплоть до тромбозов периферических сосудов и тромбоэмболии легочной артерии, обычно приводящей к летальному исходу. Опасность возникновения указанных побочных эффектов ЭПО возрастает при проведении тренировок в среднегорье, а также при обезвоживании организма.
Вместе с тем существуют данные, что длительное применение препаратов эритропоэтина может быть опасным для здоровья, а иногда и для жизни. В частности, с применением ЭПО связывают постоянные головные боли у спортсменов, развивающиеся вследствие сгущения крови и нарушения ее циркуляции в головном мозге. Кроме того, может нарушиться обмен железа: повышается потребность организма в нем при наличии относительно небольшого запаса в печени. При введении экзогенного железа оно начинает депонировать в печени, вследствие чего связанный с избытком железа цирроз печени проявляется через 20—25 лет.
Эритропоэтин в спорте
История использования рекомбинантного эритропоэтина в спорте (общепринятые в научной литературе аббревиатуры rHuEPO, r-HuEPO, rhu-EPO, rEPO) началась в 1977 г., когда впервые эритропоэтин в очищенном виде выделен из мочи человека. Внедрение и борьба с эритропоэтина в спорте и соревнованиях как запрещенного препарата прошло по следующим этапам:
- 1985 г. — клонирован ген ЭПО;
- 1987 г. — в Европе впервые стал доступен рекомбинантный эритропоэтин;
- 1987—1990 гг. — несколько смертельных случаев среди голландских и бельгийских велосипедистов связывают с использованием ЭПО;
- 1988 г. — Международная федерация лыжного спорта включает эритропоэтин в список допинговых средств;
- 1989 г. — FDA (Food and Drug Administration — государственный орган , контролирующий производство и распространение лекарств в стране) разрешает производство рекомбинантного ЭПО;
- 1990 г. — применение эритропоэтина запрещено МОК;
- 1993—1994 гг. — IAAF, при активном участии профессора М. Донике, внедряет процедуру забора крови на восьми соревнованиях розыгрыша Кубка мира;
- 1997 г. — Международный союз велосипедистов и Международная федерация лыжного спорта утверждают процедуру выборочного тестирования по крови перед началом соревнований, установив предельно допустимые уровни гематокрита и гемоглобина. Хотя превышение установленных показателей не является основанием для дисквалификации, однако проведение этой процедуры направлено на защиту организма спортсмена от возникновения возможных осложнений, связанных с повышенным гемоглобином и гематокритом;
- 1998 г. — разоблачение случаев использования эритропоэтина в спорте, на велогонке "Тур де Франс" широко освещается средствами массовой информации;
- 1999 г. — интенсифицированы исследования по разработке надежного метода обнаружения ЭПО к играм Олимпиады в Сиднее.
Поскольку естественный и рекомбинантный эритропоэтин имеют почти идентичную аминокислотную структуру, рекомбинантный эритропоэтин чрезвычайно трудно отличить от своего физиологического аналога.
Для стимуляции секреции собственного эритропоэтина в России активно применяются ингаляции ксенона. На олимпиаде в Сочи 2014 многие российские алтеты получали ксеноновые ингаляции перед началом соревнований. Этот метод не запрещен антидопинговым агентством.
Допинговый контроль
Современный арсенал методов, предназначенных для определения эритропоэтина, включает прямые и косвенные подходы. Прямой метод основывается на идентификации тех незначительных отличий, которые обнаружены при изучении естественного эндогенного эритропоэтина и ЭПО, полученного методом генной инженерии. В частности, некоторые исследователи пытались использовать различия в распределении электрического заряда, которые установлены для двух указанных разновидностей молекул ЭПО. На основании этих различий предпринимались попытки разделить два типа молекул с помощью метода капиллярного электрофореза. И хотя принципиально такое разделение возможно, для этого требуются большие объемы мочи (до 1 л, что, по понятным причинам, неприемлемо для практики).
Предпочтение отдается косвенным методам, которые требуют лишь небольших объемов образцов крови или мочи. Примерами косвенного метода обнаружения ЭПО являются следующие:
- отклонения от нормального уровня содержания в биосреде образца. Этот факт означает, что установленное превышение уровня ЭПО должно отличаться от вариаций физиологического или патологического характера. Однако использование данного критерия возможно только в том случае, если диапазон колебаний показателя достаточно узок, по сравнению со значениями, которые обнаруживаются после экзогенного введения препарата. Последнее возможно только при использовании крови в качестве образца для проведения допинг-теста;
- регистрация биохимических показателей, величина которых зависит от концентрации эритропоэтина. Такой подход может быть основан на измерении содержания в сыворотке растворимого трансферринового рецептора (sTfR), уровень которого возрастает после введения рекомбинантного ЭПО. Однако аналогичные изменения данный показатель претерпевает после тренировок в условиях среднегорья;
- определение в моче продуктов распада фибрина и фибриногена после введения ЭПО.
В настоящее время практически невозможна достоверная идентификация случаев экзогенного введения эритропоэтина в организм. Поэтому для контроля используются изменения физиологических параметров крови, которые обнаруживаются после введения ЭПО. Так, Международный союз велосипедистов использует критерий максимального значения гематокрита (50 % для мужчин). Международная федерация лыжного спорта в качестве такого критерия установила максимально допустимые значения гемоглобина (165 г/л для женщин и 185 г/л для мужчин), а также уровня ретикулоцитов не более 0,2 %. В случае превышения указанных предельных величин, установленные при проведении контрольной процедуры до соревнований, соответствующий спортсмен отстраняется от участия в соревнованиях в целях защиты здоровья. Однако и гемоглобин, и гематокрит - это показатели, на которые оказывают воздействие многие факторы. В частности, оба этих показателя могут существенно изменяться даже после одного занятия на выносливость среднего объема. Кроме того, эти показатели характеризуются значительной индивидуальной вариабельностью. Поэтому одно только превышение величины гематокрита более 50 % не может служить доказательством факта злоупотребления эритропоэтином в спорте.
Для улучшения контроля за использованием препаратов эритропоэтина в качестве допинга WADA ввело модус ведения паспорта крови спортсмена. Паспорт крови — одна из разработок WADA, направленная прежде всего на выявление эритропоэтина и его аналогов. С ее помощью по 30 различным показателям формируется единый компьютерный гематологический профиль каждого спортсмена, для начала — в тех видах спорта, где необходима выносливость. К внедрению и доработке программы паспортизации крови присоединились уже 10 стран, в том числе Швеция, Норвегия, , Канада и Германия. Российское антидопинговое агентство эту инициативу одобряет, но внедрить ее собирается после окончательной доработки всех медицинских и юридических аспектов.
Для проведения анализов, вносимых в паспорт крови спортсмена, WADA рекомендует использование аппаратуры компании Sysmex (Япония) или дочерней компании ERMA. Эта марка полностью автоматических гематологических анализаторов последнего поколения завоевала максимальный индекс доверия в точности оценки показателей крови.
В период интенсивных тренировочных занятий и профессиональных занятий спортом необходимо постоянно проводить гематологический анализ для определения количества эритроцитов и их параметров (объем, насыщение гемоглобином), уровня гемоглобина и гематокрита. Нельзя допускать, чтобы гематокрит повышался выше 50 % — это приводит к сгущению крови, что, в свою очередь, чревато ухудшением микроциркуляции крови в мышцах и внутренних органах, повышением риска развития тромбозов (склонность к тромбофилии можно оценить по маркеру D-димер). Кроме этого, необходим полный контроль обмена железа (концентрация железа в сыворотке, общая и ненасыщенная железосвязываюшая способность, процент насыщения железом, трансферрин, ферритин, С-реактивный белок) и определение уровня фолиевой кислоты и витамина В12 в крови. Все эти соединения необходимы для правильного эритропоэза и нельзя допускать их дефицит в период занятий спортом. Кроме указанных выше тестов необходим контроль уровня самого эритропоэтина.
