Gesundheitliche Nebenwirkungen von Doping!

Transcrição

Harmonising the Knowledge about Biomedical Side Effects of Doping
Gesundheitliche Nebenwirkungen
von Doping!
Oberstufe
Weitere Informationen: www.doping-prevention.sp.tum.de
Der Welt Anti-Doping Code

Zusammenstellung von Anti-Doping
Regeln
Schaubild zur Struktur des WADA Codes

Rahmenwerk für harmonisierte AntiDoping Strategien, Regeln und
Regulationen

Harmonisierung von Testungen,
Laboratorien, Medizinischen
Ausnahmegenehmigungen und der
Liste der verbotenen Substanzen und
Methoden
2
Anti-Doping Regelverletzungen
…entsprechend dem World Anti-Doping Code
Athleten oder andere sind daher verantwortlich zu wissen, worin eine Anti-Doping Regelverletzung
besteht und die Substanzen und Methoden, die auf der Liste der verbotenen Substanzen und
Methoden stehen, zu kennen.
2.1
Das Vorhandensein einer verbotenen Substanz… .
2.2
Die Anwendung oder der Versuch der Anwendung einer verbotenen
Substanz oder Methode… .
2.3
Verweigern, oder Nichtbefolgung … der Proben Sammlung … .
2.4
Verstoß … gegen die Vorschriften über die Verfügbarkeit … .
2.5
Verfälschung, … in allen Bereichen der Dopingkontrolle.
2.6
Besitz von verbotenen Substanzen … .
2.7
Handeln mit verbotenen Substanzen … .
2.8
Anwendung … einer verbotenen Substanz … .
3
Die „Dopingliste” (2008)
Zu allen Zeiten verbotene Substanzen
Anabole Substanzen, Hormone, Beta-2 Agonisten, Hormon
Antagonisten und Modulatoren, Diuretika und andere
maskierende Substanzen
Zu allen Zeiten verbotene Methoden
Steigerung des Sauerstofftransfers, chemische und
physikalische Manipulation, Gendoping
Während des Wettkampfs verbotene Substanzen
Stimulantien, Narkotika, Cannabinoide, Glukokortikosteroide
In speziellen Sportarten verbotene Substanzen
Alkohol, Betablocker
4
Testprozedur
Im Wettkampf
Außerhalb des Wettkampfes
Angekündigter Test
versus
nicht angekündigter Test
Internationale Sportfachverbände:
Testpool für Athleten auf internationalem Niveau
Nationale Anti-Doping Organisation:
Registrierter Testpool für nationale Athleten
5
Proben für die Dopingkontrolle
Urinproben
Urin-Screening auf
verbotene Substanzen
Blutproben
Blut-Screening zum Schutz
der Gesundheit des Athleten
(z. B. erhöhter Hämatokrit)
Blut-Screening auf verbotene
Substanzen
(zusätzlich zur Urinprobe)
6
Medizinische Ausnahmegenehmigungen
“…Erlaubnis zur Anwendung einer verbotenen Substanz…”
“…unter klar definierten und eingeschränkten Bedingungen.”

Signifikante Beeinträchtigung der
Gesundheit

Keine zusätzliche Leistungssteigerung

Keine therapeutische Alternative
vorhanden

Notwendigkeit der Anwendung
7
Die zwei Seiten von Medikamenten
Medikamente
Medizinische
Notwendigkeit
Medikamentenmissbrauch
Therapeutische
Dosis
Überdosierung
Nebenwirkungen
Kurzfristig (Akutschaden)
reversibel/irreversibel
langfristig (Langzeitfolge)
8
Bei Doping: Beeinträchtigte Organsysteme
Kardiovaskuläres System
Blut und vaskuläres System
Hepatisches System
Doping
Stütz- und
Bewegungsapparat
Endokrines System
Gene
Sobotta: Atlas der Anatomie des Menschen
©Elsevier GmbH, Urban & Fischer Verlag München
Immunsystem
Zentrales
Nervensystem
9
Biomedizinische Nebenwirkungen von Doping…
…auf das kardiovaskuläre System
Kardiale Nebenwirkungen
induziert durch
Anabole androgene Steroide
Nebenwirkungen
Häufige
Effekte
Kokain, Ephedrin,
Amphetamine, Alkohol
Plötzlicher Herztod
Humanes Wachstumshormon
(hGH)
Arrhythmien
Beta-2-Agonisten
Herzstillstand
Cannabinoide
Bluthochdruck
Glukokortikosteroide
Koronare Arterienerkrankung
Erythropoietin
Linksventrikuläre Hypertrophie
Diuretika
Narkotika
Herzinfarkt
Seltene
Effekte
Deligiannis et al. (2006); Eur J Cardiovasc Prev Rehabil, 687-694
10
Biomedizinische Nebenwirkungen anaboler androgener Steroide…
Atherogenese-Mechanismus
Hepatische Triglyzerid-Lipase
HDL-Cholesterin Ø
LDL-Cholesterin ×
Hypertrophierte Koronararterie,
32-jähriger Bodybuilder
Myokardinfarkt,
32-jähriger Bodybuilder
Atherosklerotische Veränderungen
in Blutgefäßen
Tischer et al. (2003): Z Kardiol, p326-331.
Hartgens & Kuipers (2004): Sports Med, p513-554.
11
Thrombose-Mechanismus
Blutplättchenaggregation ×
& fibrinolytische Aktivität Ø
Blutgerinnselbildung ×
Kardiovaskuläres Risiko ×
Thrombus in der RIVA; 32-jähriger Bodybuilder
RIVA und RCX: Äste der linken Koronararterie
Tischer et al. (2003): Z Kardiol, p326-331.
12
Koronararterienspasmus
kontrahierter glatter Muskel
Stickoxid (NO)
NO
endothelialer Entspannungsfaktor in der
glatten Gefäßmuskulatur von Arterien
Ö Vasodilatation
entspannter glatter Muskel
x x x
x
AAS x x x x
x
Vasospasmus / Vasokonstriktion
durch Stickoxid Ø
kontrahierter glatter Muskel
Müller-Esterl: Biochemie, 2004
© Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
13
Apoptose-Mechanismus
Ø
Myokardiale Zellhypertrophie
Ø
Myokardiale Zellschäden
Ø
Untergang von myokardialen Zellen
Ø
Fibrose
Ø
Ventrikuläre Arrhythmien
Ø
Plötzlicher Herztod
14
Degenerative Veränderungen
Degenerative
Veränderungen von
sympathischen Neuronen
führen zu Arrhythmien
Müller-Esterl: Biochemie, 2004
© Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
15
…auf das Blut & das vaskuläre System
Vaskuläre Nebenwirkungen
induziert durch
Nebenwirkungen
Häufige
Effekte
Erythropoietin
Tiefe Venenthrombosen
und
Pulmonale Embolien
Erythropoietin-Mimetika
Koronare oder zerebrale
Thrombose
Transfusionen
Infektiöse Erkrankungen
Seltene
Effekte
Elliott (2008): Br J Pharmacol, p529-541.
16
Biomedizinische Nebenwirkungen von Erythropoietin…
EPO Missbrauch
Erythropoese ×
zerebrale
Thrombose
Koronare
Thrombose
Pulmonale
Embolie
Erythrozytose
Blutviskosität ×
Thrombogenizität ×
Risiken:
Pulmonale Embolien
Koronare oder zerebrale Thrombosen
Fisher (2003) Exp Biol Med, 1-14
© Elsevier GmbH, Urban & Fischer Verlag München
17
Parameter der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit
Maximale
Herzfrequenz
Maximales
Schlagvolumen
Maximales kardiales Schlagvolumen / Min.
O2-Affinität
des Blutes
Kapillare Dichte und
oxidative Enzyme
im Muskel
Maximale O2-Abgabe / Nutzung im Gewebe
Aerobe Ausdauerleistung
Manipulation durch Doping!
Hämoglobinkonzentration im Blut = O2-Kapazität des Blutes ×
18
Biomedizinische Nebenwirkungen von Erythropoietin…
System
Niere
T
Knochenmark
Erythrozyten
Muskel
T
YY
Stimulation der
eEpo Synthese
(körpereigenes EPO)
Methoden
Epo
ESAs
ESA Sensitizer
Erythropoesestimulierende
Substanzen
Erythropoesestimulierende
Substanz
Transfusion
O 2Verfügbarkeit×
synthetische O2-Träger
Anstrengung
Hypoxie
Höhenaufenthalt
rHuEPO
+ Derivate
EPO-Mimetika
autolog
homolog
Rote
Blutkörperchen
synthetische O2Träger
2,3-DPG
mimetisch
Elliott (2008): Br J Pharmacol, p529-541.
19
…auf die Haut
Dermale Nebenwirkungen
induziert durch
Anabole androgene
Steroide
Nebenwirkungen
Häufige
Effekte
Striae distensae, Akne,
androgene Alopezie &
Hypertrichose
Gewebeatrophie,
Inhibierung der Wundheilung
& Hautschwäche
Stimulantien
Dehydrierung
Narkotika
Nesselsucht, Erythem &
Pruritus
Corticotropin
& Erythropoietin
Allergische Reaktion
Alkohol
Seltene
Effekte
Frühzeitige Hautalterung
20
…auf die Haut
Einnahme/Missbrauch von
anabolen androgenen
Steroiden
Striae distensae durch extensives
Gewichtheben*
Dehnungsstreifen (Striae distensae)
tritt an Orten auf, an denen die Haut
sehr stark beansprucht wird
(z. B. Schulter, obere Extremitäten,
Brust oder Rücken)
*Karamfilov & Elsner (2002): Hautarzt, p98-103.
° Wollina et al. (2007): Acta Dermatoven APA, p117-122.
Striae distensae bei einem Bodybuilder°
21
…auf die Haut
Einnahme/Missbrauch von
anabolen androgenen
Steroiden
Hypertrophie
der Talgdrüsen
„Steroidakne“ durch AAS Missbrauch
Hauttalgausscheidung ×
Lipide der Hautoberfläche ×
Propionibacterium acnes ×
Melnik, Jansen & Grabbe (2007): Abuse of anabolic-androgenic steroids and bodybuilding acne: an
underestimated health problem. J Dtsch Dermatol Ges. 5 (2):110-117. © by courtesy of Wiley-Blackwell
22
…auf die Leber
Hepatische Nebenwirkungen
induziert durch
Anabole androgene
Steroide
Nebenwirkungen
Häufige
Effekte
Generelles Organwachstum &
funktionelle Störungen
Hormone und
verwandte Substanzen
Akutes Leberversagen &
Hepatitis
Stimulanzien
Unspezifische OberbauchSymptome
Narkotika
Alkohol
Beta-Blocker
Gallenstauung, Blutzysten in
der Leber, Hepatome &
Dysregulation der Lipoproteine
Fettleber (Steatosis hepatis) &
Zirrhose
Seltene
Effekte
Leichte Leberschäden
23
…auf die Leber
17-α-alkylierte Steroide
Gallenstauung, Blutzysten in der Leber
(Peliosis hepatis) und Hepatome
High-density LipoproteinØ
Low-density Lipoprotein ×
Normalerweise nach
Absetzen reversibel
Kistler (2006): Dissertation, LMU, München
24
…auf das muskuloskeletale System
Nebenwirkungen
Muskuloskeletale
Nebenwirkungen induziert durch
Häufige
Effekte
Anabole androgene
Steroide
Knochenfrakturen, Sehnenpathologie, Rhabdomyolyse &
frühzeitiger Verschluss der
Epiphyse
Akromegalie (Vergrößerung der
Hände, Füsse, Nase, Kinn usw.)
Hormone und
Metabolische und physiologische
Veränderungen im Muskel:
Knochenmasse Ø, Knochenmineraldichte Ø, Muskeltremor &
Muskelkrämpfe ×
Beta-2-Agonisten
Beta-Blocker
Seltene
Effekte
Osteoporose, Frakturen ×,
Knochenheilung Ø, Muskelversorgung Ø, Risiko der
Muskelatrophie
Glykogenolyse Ø & HF Ø
25
…auf das muskuloskeletale System
Anabol androgene
Steroide beeinträchtigen
Patellarsehnenriss nach AAS-Missbrauch
Knochen:
Knochenbrüche; frühzeitiger
Verschluss der Epiphyse Ö
Wachstumsstörungen
Sehnen:
Steifheit und Elastizitätsverlust;
Anpassung der Muskeln werden von den
langsamer adaptierenden wenig
vaskularisierten Sehnen nicht im gleichen
Maße nachvollzogen
Isenberg, Prokop & Skouras (2008): Successive ruptures of patellar and Achilles
tendons. Anabolic steroids in competitive sports (figure 1). Unfallchirurg 111: 46-49.
© by courtesy of Springer Science and Business Media
Muskel:
Rhabdomyolyse
26
…auf das endokrine System
Endokrine Nebenwirkungen
induziert durch
Nebenwirkungen
Häufige
Effekte
Anabole androgene
Steroide
Weibliches & männliches
Reproduktionssystem
Insulinresistenz und
verminderte Glukosetoleranz
Schilddrüsenfunktion
Wachstumshormon (GH) und
Gonadotropine
Hypophyse
ACTH und
Seltene
Effekte
Nebennierenrinde
27
Missbrauch von anabolen
androgenen Steroiden
Normaler Hoden (l) vs. Hodenatrophie (r)
Gonadotropin Ø
Testosteronsynthese Ø
Hodenatrophie
Kistler (2006): Dissertation, LMU, München
28
Veränderungen im
Blutglukosemetabolismus
Periphere Insulinresistenz ×
Hyperinsulinämie
Hyperglykämie
Glukagonsensitivität Ø
29
*30 Jahre alter Amateur Bodybuilder
Ungleichgewicht zwischen
freiem Östrogen und freiem
Androgen führt zur Aktivierung
des Brustgewebes
Gynäkomastie
*Babigian & Silverman (2001): Plast Reconstr Surg, p240-242.
Braunstein (2007): N Engl J Med, p1229-1237.
*25 Jahre alter professioneller Bodybuilder
30
…auf das endokrine System bei Frauen
erhöhte Testosteronspiegel
im Serum
Vergrößerung der Klitoris,
Brustatrophie, abnormer
Haarwuchs
Virilisierung, Hirsutismus
und Amenorrhoe
(a,b) Prof. Dr. Friedhelm Beuker, Düsseldorf/Germany
(c) Dr. Abadjieva, Department of Dermatology, Medical University of Plovdiv
b
a
in der Regel nicht
reversibel
c
31
…auf das zentrale Nervensystem (ZNS)
Nebenwirkungen
Nebenwirkungen am ZNS
induziert durch
Häufige
Effekte
Anabole androgene
Steroide
Gesteigerte Reizbarkeit, Aggression,
Persönlichkeitsstörungen und
psychiatrische Auffälligkeiten
Aktivierung des sympathischen
Nervensystems ist mit der
Freisetzung von Adrenalin und
Noradrenalin verbunden
Beta-2-Agonisten
Schmerzentlastung und Stimmungsveränderung in einem weiten
Spektrum von Schlaf und totaler
Ruhigstellung des Körpers bis hin zu
Euphorie und Übererregung
Narkotika
Stimulanzien
Seltene
Effekte
Stimulanzien aktivieren, das zentrale
Nervensystem durch Katecholamine
(Adrenalin und Noradrenalin)
32
…auf das zentrale Nervensystem (ZNS)
•
Eine physische Abhängigkeit zeigt sich, wenn dem Körper die Droge
entzogen wird. Der Entzug führt zu physischen Symptomen, die mit der
Droge variieren:
- Schmerzen (Opiate)
- Schwerer Tremor (Alkohol)
- Krampfanfälle (Barbiturate und Benzodiazepine)
•
Eine psychische Abhängigkeit kann weit länger andauern als die physische
Abhängigkeit. Sie beruht mehr auf den individuellen Gewohnheiten als auf
der Substanz selbst:
- Affektive Zustände
- Lifestyle
33
Biomedizinische Nebenwirkungen …
…der Gentherapie
Gentechnologie
Gentherapie
•
Spezifische Antikörper zur
Stimulation oder Inhibierung der
Genexpression
•
Selektive Modifikation einer Zelle,
eines Gens oder Modifikation
eines Rezeptors
•
Spezifische Regulation einer
Genexpression nach Gentransfer
34
Biomedizinische Nebenwirkungen von Gendoping…
…und die Konsequenzen für die Gesundheit des Athleten
Nebenwirkungen
Ausdauerfaktoren:
Erythropoietin (EPO)
Gentechnologie und
Gentherapie
Hypoxie-induzierte Faktoren (HIF)
Angiotensin konvertierendes Enzym (ACE)
Kraftfaktoren:
„Sport-bezogene Gene”
Mechano-Wachstumsfaktor (MGF)
Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor-1 (IGF-1)
Wachstumshormon (GH)
Myostatin/
Wachstumsdifferenzierungsfaktor (GDF-8)
35
Mögliche biomedizinische Nebenwirkungen…
…von Ausdauergenen
Ausdauergene
•
Angiotensin konvertierendes Enzym (ACE):
Î Vasokonstriktor oder Vasodilatator
•
CEE
AAC
Erythropoietin (EPO):
EEPPO
O
Î stimuliert die Erythropoese
•
Peroxisom Proliferator-aktivierter Rezeptor δ
(PPARδ):
Î kodiert Enzyme der Fettsäure-Oxidation
•
PPPPAARR δ
δ
Hypoxie-induzierte Faktoren (HIF):
HIF
HIF
Î Anpassungen der Zellen an Veränderungen
beim verfügbaren Sauerstoff
36
Mögliche biomedizinische Nebenwirkungen…
…von Kraftgenen
Kraftgene
MGF
•
Mechano Wachstumsfaktor (MGF), Insulinähnlicher Wachstumsfaktor-1 (IGF-1),
Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor
bindendes Protein (IGFBP):
Î Kontrolle des Muskelwachstums
IGF-1
Muskelwachstum
GH
IGFBP
Myostatin-Mutations-Baby
•
Wachstumshormon (GH):
Î Kontrolle der Muskelmasse
•
Myostatin/Wachstumsdifferenzierungsfaktor
(GDF-8) oder transformierender
Wachstumsfaktor-β (TGF-β):
Î negativer Muskelwachstumsregulator
Schülke et al. (2004): N Engl J Med, p2682-2688.
Copyright © 2004 Massachusetts Medical Society. All rights reserved.
37
Verbotene Substanzen:
Auswirkungen auf Leistungsfähigkeit und Tumorwachstum
Muskelmasse ×
Leistungsfähigkeit ×
Y} Epo
Y
}
}
AAS
Y
GH Î IGF-1 }
Y
AAS
Erythrozyten ×
Y
Y
}
}
Zellproliferation×, Resistenz gegenüber Chemo-Radiotherapie×,
ApoptoseØ, Metastasen×, Tumorangiogenese×
Tumorwachstum ×
Tentori & Graziani (2007) Pharmacol Res, p359-369.
38
Biomedizinische Nebenwirkungen von Doping …
…auf das Immunsystem
Immunologische
Anabole androgene
Steroide
Hormone und
Beta-2-Agonisten
Stimulanzien
Narkotika
Cannabinoide
Nebenwirkungen
Produktion von
proinflammatorischen Zytokinen Ï
Immunsuppression
Infektanfälligkeit Ï
Tumorinzidenz Ï
Alkohol
Immunmodulation
Beta-Blocker
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Wie ist es mit …
… Nahrungsergänzungsmitteln?

Einige Hochleistungssportler haben einen extrem
hohen Kalorienverbrauch, der nicht durch die tägliche
Ernährung gedeckt werden kann

Ggf. kritische Substanzen sind Vitamine der B
Gruppe und Mineralien (bei Vegetariern)

Aber: Eine ausgewogene Ernährung ist bei weitem
besser als jede Nahrungsergänzung

Empfohlene Dosis beachten, Überdosierung
vermeiden
40
Was sind die Gesundheitsrisiken…
…von Nahrungsergänzungsmitteln

Problem: „Nicht gekennzeichnete” Inhaltsstoffe, die Dopingsubstanzen
sein können

Die am häufigsten nachgewiesenen Substanzen sind Steroide
Analyse des IOC zu Nahrungsergänzungsmitteln
Land
Produkte
“nicht gekennzeichnete”
Substanzen
Prozent
NL
UK
USA
I
D
31
37
240
35
129
8
7
45
5
15
26%
19%
19%
14%
12%
Das Internationale Olympische Kommittee – Medizinische Kommission, Lausanne, Schweiz (2002)

Mögliche Nebenwirkungen sind abhängig von der jeweiligen
„nicht gekennzeichneten” Substanz
41
Detaillierte und interaktive Informationen sind erhältlich im…
…Kongressband:
Biomedical Side Effects of Doping
…oder im Internet:
www.doping-prevention.com
42
Projektpartner
Medizinische Universität von Plovdiv, Bulgarien
Prof. Katerina Georgieva
Technische Universität München, Deutschland
Prof. Horst Michna
Aristoteles Universität von Thessaloniki, Griechenland
Prof. Asterios Deligiannis
Institut für Sport, Warschau, Polen
Prof. Ryszard Grucza
Universität von Extremadura, Spanien
Prof. Eduardo Ortega Rincon
43