Doping Genetico IGF 1, Miostatina, Ormone della crescita, Test Antidoping


Geni correlati alla crescita e alla rigenerazione muscolare

La crescita e la rigenerazione del tessuto muscolare possono essere ottenute sia aumentando l'espressione di geni che hanno un'azione stimolante, come ad esempio il fattore di crescita insulino simile (IGF-1), sia inibendo geni che di solito agiscono come repressori dei processi di crescita, ad esempio la miostatina.


IGF-1 muscolare (mIGF-1):L'isoforma muscolare specifica del fattore di crescita insulino simile (mIGF-1) gioca un ruolo molto importante nella rigenerazione muscolare. Il gene IGF-1 ha il compito di riparare il muscolo, quando, durante l'esercizio, subisce microscopici traumi. miofibrille rispetto a prima della lesione. Il segnale di stop alla crescita viene dato da un'altra proteina, la miostatina. L'inserimento di un gene IGF-1 extra permetterebbe di aggirare il meccanismo di equilibrio, inducendo l'muscolatura del tronco e degli arti (23,3 % di massa muscolare in piu) e un aumento della sviluppo muscolare superiore rispetto ai topi eterozigoti (portatori di un solo gene mutato) e a quelli normali. La dimensione corporea era superiore del 30%, il muscolo si presentava ipertrofico ed il peso era 2 o 3 volte maggiore rispetto alle cavie naturali. Successivamente l'analisi istologica evidenzio un aumento sia della dimensione delle singole cellule muscolari (ipertrofia) sia del loro numero (iperplasia). Contemporaneamente si registro una lieve diminuzione del tessuto adiposo, mentre fertilita e durata della vita rimasero pressoche invariate.
Nel 2004, studiando un bambino tedesco di 5 anni che presentava uno sviluppo abnorme della forza e della massa muscolare, venne identificata per la prima volta nell'uomo la presenza di una mutazione nel gene che codifica per la miostatina. L'influenza sull'espressione fenotipica era identica a quella osservata nei topi da laboratorio e nelle razze bovine studiate, tanto che la forza muscolare del bambino era simile se non addirittura superiore a quella di un adulto. Aspetto molto interessante e che la madre del bambino, dalla quale ha ereditato uno dei due alleli mutati, era una sprinter professionista e che alcuni dei suoi antenati sono ricordati proprio per la loro forza straordinaria.
La miostatina e una proteina che interagisce dunque con lo sviluppo muscolare, inibendolo; e prodotta soprattutto dalle cellule del muscolo scheletrico e la sua azione viene regolata dalla presenza di un inibitore chiamato follistatina. Piu e alto il livello di follistatina, piu bassi saranno i livelli di miostatina, quindi maggiore sara lo sviluppo muscolare. Sembra che la follistatina sia in grado di interagire con le cellule satellite stimolando la proliferazione di nuove cellule muscolari (iperplasia). Normalmente l'aumento della massa muscolare e dovuto al solo aumento della dimensione delle cellule (ipertrofia), mentre una lieve iperplasia potrebbe verificarsi solo in casi particolari (lesioni muscolari).
Recentemente ha suscitato particolare interesse l'approccio di inibizione della miostatina nella cura di patologie distrofiche muscolari in modelli animali; sono state effettuate sia iniezioni intraperitoneali di un inibitore della miostatina, sia delezioni specifiche del gene della miostatina, ottenendo un miglioramento della patologia distrofica muscolare. La ricerca attuale si sta concentrando sullo studio e sullo sviluppo di queste potenzialita, ma vi sono ancora molte ipotesi e poche certezze. Gli studi sul ruolo della miostatina nell'organismo umano sono pochi, spesso discordanti, e ancora in attesa di conferma. La crescita muscolare e infatti il risultato di un sottile equilibrio tra fattori anabolici e catabolici e non basta un singolo ormone, un gene o una particolare sostanza per influenzarla in maniera significativa. A conferma di cio, in letteratura vi sono degli studi che evidenziano come non vi siano importanti differenze nella quantita di massa muscolare tra soggetti normali e altri con deficit di miostatina.


Ormone della crescita (somatotropina - GH): Il GH o ormone somatotropo e una proteina (un peptide lineare composto da 191 aminoacidi) prodotta dalle cellule somatotrope dell'ipofisi anteriore. Ha secrezione pulsatile, con picchi piu frequenti e piu ampi nelle prime ore di sonno.
L'attivita sportiva rappresenta un forte stimolo per la secrezione dell'ormone della crescita. Durante esercizi di lunga durata il picco secretorio si osserva tra il 25° ed il 60° minuto, mentre in caso di sforzi sedentari rispetto a quelli allenati

La secrezione di GH nel corso di esercizio fisico e influenzata da:

  • INTENSITA'

Una risposta significativa del GH all'esercizio fisico e osservata gia per esercizi di bassa intensita (50% del lattIcidemia (quota di lattato in circolo) e minore.
Gli effetti del GH sono in parte diretti, come ad esempio l'effetto diabetogeno e lipolitico, ed in parte mediati da fattori insulino simili: Insulin Growth Factor (IGF-1, IGF-2).

  • TEMPERATURA

La risposta nella secrezione di GH al cambiamento di temperatura ambientale e direttamente proporzionale al diminuire della temperatura stessa.

L'asse GH-IGF agisce fisiologicamente sul iperglicemia; sul metabolismo protidico, aumentando la captazione cellulare di amminoacidi ed accelerando trascrizione e traduzione di mRNA, favorendo quindi l'anabolismo proteico e lo sviluppo delle masse muscolari; infine agisce anche sul acidi grassi liberi e dei corpi chetonici.
Gli effetti collaterali associati a somministrazione di elevate quantita di GH sono moltissimi: miopatia, neuropatie periferiche, ritenzione di fluidi, edemi, sindrome del tunnel carpale, artralgie, parestesie, cefalea, pancreatite acuta, intolleranza al trigliceridi, malattie arterio-coronariche, cardiomegalia e cardiomiopatia. Gli effetti muscoloscheletrici e cardiaci associati alla somministrazione di GH possono essere irreversibili, spesso anche dopo la sospensione dell'ormone. Inoltre e importante ricordare che il da GH puo indurre la formazione di neoplasie soprattutto a livello di colon, cute e sangue.

Strategie per la rilevazione del doping genetico


L'inserimento del doping genetico da parte dell' Agenzia Mondiale Antidoping (AMA) nella lista delle sostanze e dei metodi proibiti e stato seguito dalla difficolta di sviluppare dei metodi per la rilevazione dello stesso, in quanto sia il transgene che la proteina espressa sarebbero stati con tutta probabilita indistinguibili dai loro omologhi endogeni.
Il campione ideale per la rilevazione di doping genetico dovrebbe essere facilmente accessibile con prelievi che non utilizzano un approccio invasivo; inoltre la rilevazione dovrebbe riflettere non solo la situazione al momento del prelievo, ma anche quella di un periodo di tempo precedente lo stesso. I liquidi corporei (sangue, urina e saliva) soddisfano il primo punto, di conseguenza la metodologia sviluppata dovrebbe applicarsi almeno ad uno di questi campioni. I metodi di rilevazione dovrebbero essere specifici, sensibili, abbastanza veloci, potenzialmente convenienti e dovrebbero permettere un'analisi su larga scala.
Le implicazioni legali connesse all'uso di qualsiasi metodo che permetta il monitoraggio del doping sugli atleti sono tali per cui, dove possibile, un metodo diretto che identifica inequivocabilmente l'agente dopante si preferira sempre a un metodo indiretto, che misura il cambiamento avvenuto nelle cellule, nei tessuti o nell'intero organismo a causa del doping. Riguardo al doping genetico, la rilevazione del transgene, della proteina transgenica o del vettore stesso costituirebbe un approccio diretto, ma l'opportunita di utilizzare tale tipo di approccio e minima, come nel caso di rilevazione di ormoni peptidici vietati quali l'eritropoietina e la somatotropina. L'approccio indiretto (passaporto biologico) fornisce invece una certa affidabilita nel risultato dei test, basato su un modello statistico, quindi maggiormente aperto ad un controllo legale. Inoltre, non si e ancora raggiunto un accordo tra le figure importanti della comunita sportiva in riguardo ad un livello accettabile di affidabilita.