Doping Probleme und analytische Möglichkeiten

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1 Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg Lehrstuhl für Lebensmittelchemie Prof. Dr. Peter Schreier Doping Probleme und analytische Möglichkeiten Seminararbeit von Julia Brandmayr Wintersemester 2005/2006

2 INHALTSVERZEICHNIS Abkürzungsverzeichnis..4 1 Doping im Blickpunkt des Leistungssports Allgemeine Informationen Definition des Dopingbegriffs Organisation der Dopingbekämpfung Nationale und internationale Organisationen Rechtliche Organisation Die aktuelle Verbotsliste 10 3 Verbotene Wirkstoffgruppen Stimulanzien Agonisten.16 -Rezeptorenblocker Narkotika Cannabinoide Glucocorticosteroide Substanzen mit antiöstrogener Wirkung Maskierende Substanzen 21 4 Verbotene Methoden Methoden zur Verbesserung des Sauerstofftransports Chemische und physikalische Manipulation Gendoping..25 1

3 5 Allgemeine Informationen zur Dopinganalytik Dopingnachweise aus dem Blut Dopingnachweise aus dem Urin Screening-Verfahren Identifizierung.30 6 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroidhormone Eigenschaften und endogene Synthese Das endokrine System und die Wirkungsweise der Steroidhormone Prohormone in Nahrungsergänzungsmitteln Nebenwirkungen der exogenen Steroidzufuhr Allgemeine Nebenwirkungen Geschlechtsspezifische Nebenwirkungen Analytik mittels Isotopenverhältnisbestimmung Probleme beim Nachweis des Steroidmissbrauchs Prinzip der Isotopenverhältnisanalytik Aufbau des GC/C/IRMS-Systems Nachweis des Steroidmissbrauchs Grenzwerte und positiver Nachweis Beurteilung des GC/C/IRMS-Bestimmungsverfahren.51 7 Peptidhormone Human Growth Hormone (HGH) Eigenschaften und Wirkung Nachweis des HGH-Missbrauchs Erythropoietin Eigenschaften und Wirkung.54 2

4 7.2.2 Rekombinantes humanes Erythropoietin Nebenwirkungen Analytik des EPO-Missbrauchs Indirekte Bestimmung Direkte Bestimmung Probenvorbereitung Prinzip der isoelektrischen Fokussierung (IEF) Double-Blotting Auswertung des direkten Nachweises Beurteilung der direkten und indirekten Nachweismethoden Zusammenfassung 67 Literaturverzeichnis 3

5 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS AAS Anabol androgene Steroidhormone ACTH Adrenocorticotropes Hormon AMG Arzneimittelgesetz CAS Court of Arbitration for Sports DOHG Dopingopferhilfegesetz DSB Deutscher Sportbund DSHS Deutsche Sporthochschule Köln DTT Dithiothreitol DHEA Dehydroepiandrosteron ELISA Enzym-Linked Immunosorbent Assay EPO Erythropoietin FIFA Fédération Internationale de Football Association, Weltfussballverband FIS Fédération Internationale de Ski, Weltskisportverband FSH-RH Releasing-Hormon für folikelstimulierende Hormone GC Gaschromatographie GC/C/IRMS Gaschromatographie/Combustion/Isotopenverteilungs(Isotope Ratio)- Massenspektrometrie GC/MS Gaschromatographie/Massenspektrometrie GnRH Releasing-Hormon für Gonadoliberin HCG Humanes Coriongonadotropin HDL High Density Lipoprotein HES Hydroxyethylstärke HGH Human Growth Hormone, humanes Wachstumshormon IGF-1 Insuline-like Growth Factor IEF Isoelektrische Fokussierung IU International Unit, internationale Einheit IOC Internationales Olympische Komitee LC Flüssigchromatographie LC/MS Flüssigchromatographie/Massenspektrometrie LDL Low Density Lipoprotein LH Luthenisierendes Hormon LH-RH Releasing-Hormon für luthenisierende Hormone 4

6 MAK Monoklonaler-EPO-Antikörper MAO Monoaminooxidase MCIOC Medizinische Kommission des IOC MRPL Minimum Required Performance Limit (Mindestnachweisgrenze) MSTFA N-Methyl-N-Trimethylsilyltrifluoracetamid NADA Nationale Anti-Doping Agentur NESP Novell Erythropoieses Stimulating Protein PDB Pee Dee Belemnit PVDF Polyvinylidendifluorid pi isoelektrischer Punkt RH Releasing Hormone rhepo rekombinantes humanes EPO SHBG Sexualhormon Bindendes Globulin SIM Selected Ion Monitoring SPE Solid Phase Extraction (Festphasenextraktion) TMS Trimethylsilyl- TOF Time-of-flight TUE Therapeutic Use Exemption (therapeutische Ausnahmegenehmigung) UCI Union Cycliste Internationale, Weltradsportverband WADA World Anti-Doping Agency WADC World Anti-Doping Code 5

7 1. Doping im Blickpunkt des Leistungssports Leistungssteigernde Mittel und Substanzen einzunehmen, um den Körper zu neuen Rekorden zu treiben und Attribute wie Schnelligkeit, Belastbarkeit und Ausdauer zu erreichen, ist keine Erscheinung des 20. Jahrhunderts: bereits von den Olympischen Spielen der Antike wird berichtet, dass Athleten Extrakte aus Samen, Pilzen, Rinder- und Hundehoden verwendeten, um Ruhm und Ehre durch die Wirkung der vermeintlichen Wundermittel zu erlangen. Auch in anderen Kulturen scheute man sich nicht, auf Pflanzen und deren Inhaltsstoffe für Kult- und Sportveranstaltungen zurückzugreifen. Das Kauen auf Coca-Blättern vieler süd-amerikanischer Naturvölker zeigt, dass die Verwendung von stimulierenden Mitteln Teil von Riten und Religionen war und ist. Während bei Gladiatorkämpfen im Römischen Reich und bei Ritterkämpfen im Mittelalter mit Strychnin gedopt wurde, waren im 19. und beginnenden 20. Jahrhundert Mischungen aus Alkohol, Coffein, Opium und Cocain oder Cocktails aus Brandy und Strychnin sehr beliebt (Peters et al. 2002). Doping als Bezeichnung für leistungssteigernde Substanzen wurde erstmalig in einem englischen Wörterbuch um 1889 erwähnt und beschreibt eine Mischung aus Opium und Narkotika, die Rennpferden injiziert wurde. Der Ursprung wird in einem Zulu-Dialekt in Süd- Ost-Afrika gesehen. Mit Dop wurde von den Zulu-Kriegern ein hochprozentiger Schnaps bezeichnet, der, aus Trestern gebraut, als Aufputschmittel bei Kampf- oder Kulthandlungen eingesetzt wurde. Erst Mitte des 20. Jahrhunderts erfuhr der Begriff Doping erhöhten Bekanntheitsgrad und Aufnahme in den allgemeinen Sprachgebrauch: Nach Kommerzialisierung des Radsports und dem daraus resultierenden Leistungsdruck, der Einnahme vermeintlich leistungssteigernder Substanzen und einer erhöhten Unfall- bzw. Sterberate von gesunden Sportlern war das Thema in aller Munde. Um das Ansehen des Sports zu retten, die Gesundheit der Sportler zu schützen und Chancengleichheit, Fair Play und sportlichen Geist zu bewahren, wurden von unterschiedlichen Verbänden erste Dopingverbote ausgesprochen, Kommissionen gegründet und analytische Dopingnachweise entwickelt (Clasing 2004). Trotz massiver Öffentlichkeits- und Aufklärungsarbeit der nationalen und internationalen Antidoping-Kommissionen ist für viele Sportler das Dopen immer noch Mittel der Wahl, um körpereigene Leistungen zu steigern und konkurrenzfähig zu bleiben. Akute und chronische Gesundheitsgefährdungen werden dabei außer Acht gelassen. Aktualität und öffentliches Interesse, der Wunsch nach sauberen und gerechten Wettkämpfen und große gesundheitliche Gefahren machen das Thema Doping zu einem interes- 6

8 santen Forschungsgebiet für Mediziner, Pharmazeuten, Biochemiker und Analytiker. Diese Arbeit soll einen Überblick über gesundheitlichen Auswirkungen der Dopinganwendung und über analytischen Bestimmungsmöglichkeiten geben und im Speziellen auf den Nachweis von Peptidhormonen am Beispiel von Erythropoietin und der Steroidhormone anhand von Dehydroepiandrosteron eingehen. 2. Allgemeine Informationen 2.1 Definition des Dopingbegriffs Die erste europäische Definition für Doping wurde 1963 vom Komitee für außerschulische Erziehung des Europarates verabschiedet und hat sich in den letzten 40 Jahren, angepasst an aktuelle Dopingtrends und analytische Möglichkeiten, immer wieder geändert. Es sind unterschiedliche Definitionen bekannt, die sich nur im Wortlaut, aber nicht im Inhalt unterscheiden. Die offizielle Definition des Deutschen Sportbundes lautet: Doping ist der Versuch der Leistungssteigerung durch die Anwendung (Einnahme, Injektion oder Verabreichung) von Substanzen der verbotenen Wirkstoffgruppen oder durch Anwendung verbotener Methoden (Blutdoping) ( 2.1, Rahmen-Richtlinien der Mitgliedsorganisationen im Deutschen Sportbund (DSB) zur Bekämpfung des Dopings, Die derzeit aktuelle Definition der weltweit operierenden Antidopingagentur World Anti- Doping Agency (WADA) wurde am ratifiziert: Doping ist das Vorhandensein einer verbotenen Substanz, ihres Metaboliten oder eines Markers in Körperbestandteilen eines Athleten. Doping ist die Verwendung von Substanzen aus den verbotenen Wirkstoffgruppen und die Anwendung verbotener Methoden,... Abgeleitet wurde diese Definition aus den Artikeln 1 und 2 des am verabschiedeten World Anti-Doping Codes (WADC): 7

9 Artikel 1: Definition von Doping Doping ist definiert als ein ein- oder mehrmaliger Verstoß gegen die Anti-Doping-Regeln wie sie in Artikel 2.1 bis 2.8 ausgewiesen sind. Artikel 2: Verstöße gegen die Anti-Doping-Regeln Die folgenden Artikel stellen Verstöße gegen die Anti-Doping-Regeln dar: 2.1 Die Anwesenheit einer verbotenen Substanz, deren Metaboliten oder eines Markers in einer dem Athleten entnommenen Probe. 2.2 Die Anwendung bzw. der Versuch der Anwendung einer verbotenen Substanz oder einer verbotenen Methode. 2.3 Verweigerung oder Nichterfüllung (ohne ausreichende Begründung) der Abgabe einer Probe nach Aufforderung zur Dopingkontrolle entsprechend der Authorisierung durch die Anti-Doping- Regeln. 2.4 Verhinderung der Verfügbarkeit bei Kontrollen außerhalb des Wettkampfes einschließlich des Unterlassens der Aufenthaltsmeldepflicht. 2.5 Betrug oder der Versuch bei der Dopingkontrolle. 2.6 Besitz von verbotenen Substanzen oder verbotenen Methoden. 2.7 Weitergabe jeglicher verbotener Substanzen oder verbotenen Methoden. 2.8 Anstiftung, Mitbeteiligung, Unterstützung oder Ermutigung zur Anwendung oder zum Versuch einer Anwendung einer verbotenen Substanz oder verbotenen Methode oder jegliche Art der Beteiligung an einem Verstoß gegen die Anti-Doping-Regel. Abb. 2-1: Auszug aus dem World Anti-Doping Code ( Von fast allen internationalen Sportfachverbänden wurde diese umfassende Definition übernommen und durch die nationalen Fachverbände mit nationalen Dopingregeln und Statuten verknüpft. 2.2 Organisation der Dopingbekämpfung Nationale und internationale Organisationen Erste Hinweise, dass gegen den Missbrauch von körperfremden, leistungssteigernden Medikamenten auf internationaler Ebene gekämpft werden muss, wurden bereits 1913 von dem deutschen Sportarzt Dr. Willner gegeben. Die Forderungen beinhalteten das Verbot von Alkohol, Cola, Cocain, Coffein, Strychnin und Arsen, den damals gängigen Dopingmitteln. Bis schließlich die ersten internationalen Übereinkünfte und Verbotslisten erstellt wurden, dauerte es noch 50 Jahre: 1963 wurde vom Komitee für außerschulische Erziehung des Europarates Doping definiert und eine Liste verbotener Substanzen erstellt wurden in Italien zum ersten Mal Dopingkontrollen bei Radsportveranstaltungen und beim Fußball durchgeführt, wenn auch nur sporadisch. 8

10 Es folgten erste Antidopingreglements vom internationalen Fachverband des Fußballs FIFA (Fédération Internationale de Football Association), gefolgt von der UCI (Union Cycliste Internationale) nach dem spektakulären Todesfall des englischen Radrennfahrers Tom Simpson während der Tour de France 1967 (Clasing 2004). Die Frequenz der Dopingkontrollen wurde erhöht, die Liste der verbotenen Substanzen erweitert, Trainingskontrollen eingeführt wurde die erste Weltkonferenz gegen Doping abgehalten, 1989 kam es zur Übereinkunft zwischen dem Internationalen Olympischen Komitee (IOC) und internationalen Sportverbänden hinsichtlich einer übergreifenden Verbots-, Straf- und Kontrollregelung. Schließlich wurde am die weltweite, fachverbands-übergreifende Antidopingagentur WADA gegründet. Am wurde der World Anti Doping Code (WADC) per Akklamation angenommen, der zur Vereinheitlichung des Dopingverbotes und der Dopingkontrolle dient (Clasing 2004). Der Stiftungszweck der WADA ist die Förderung und Koordination des Kampfes gegen Doping auf internationaler Ebene. Neben vielen weiteren Aufgabenbereichen wird die Erfüllung der Stiftungszwecke durch die Aufstellung und die jährlich Aktualisierung einer verbindlichen Liste der im Sport verbotenen Substanzen und Methoden, durch die Koordination bzw. Eigendurchführung von Kontrollen außerhalb der Wettkämpfe, durch das Einführen international einheitlicher Standards für die Dopinganalytik und die Akkreditierung der Kontrolllabors gesichert. Ziel der WADA ist die Etablierung eines akkreditierten Kontrolllabors in jedem Unterzeichnerland des WADC, in welchem neben der Analyse von Urin- und Blutproben Forschung betrieben wird, um Metabolismen aufzuklären, neue Analysenmethoden zu entwickeln bzw. schon bekannte Analysenmethoden zu verfeinern. Momentan existieren 33 nach ISO zertifizierte und durch die WADA akkreditierte Dopinglaboratorien. In Deutschland haben sie ihren Sitz in Kreischa und in Köln. Des Weiteren finanziert die WADA mit ihrem jährlichen Budget von 18,3 Mio. US-$ die Forschung der Kontrolllaboratorien, um Metabolismen zu klären und die analytischen Möglichkeiten zu optimieren ( Die Beschlüsse und Entscheidungen der WADA haben richtungweisenden Charakter. Das Pendant der WADA ist in Deutschland die seit bestehende Nationale Anti- Doping Agentur (NADA). Die NADA ist eine Plattform für deutsche Sportler, sie ist für die Aufklärungs- und Öffentlichkeitsarbeit in Deutschland zuständig und arbeitet eng mit Bundes- und Länderbehörden zusammen. Sie ist des Weiteren für die Einführung eines einheitlichen Kontrollsystems auf nationaler Ebene verantwortlich ( 9

11 2.2.2 Rechtliche Organisation Die rechtliche Organisation der Dopingbekämpfung kann in drei Ebenen unterteilt werden, wobei das Vereinswesen die niedrigste Organisationsform darstellt. Weitere rechtliche Organe stellen auf nationaler Ebene die Bundesgerichtsbarkeit und auf internationaler Ebene der Court of Arbitration for Sports (CAS) dar. Durch die in Art. 9 Abs.1 des Grundgesetz festgelegte Vereins- und Verbandsautonomie werden die einzelnen Fachverbände befugt, ihre sportlichen Ideale durchzusetzen und mittels Disziplinarmaßnahmen Dopingsünder zu sanktionieren. Trotz dieser Verbands- und Vereinsautonomie kommt dem Staat eine Schutzpflicht nach Art.2 Abs.1 GG zu. Diese wird vom Staat wahrgenommen und äußert sich in der Unterstützung der nationalen und internationalen Antidoping Agenturen (NADA und WADA), der gesetzlichen Regelung des Dopings im Arzneimittelgesetz ( 6a, 95, 96 AMG) und dem Dopingopferhilfe-Gesetz (DOHG), das die Aufarbeitung von Dopingfällen und Entschädigung von Sportlern der ehemaligen DDR regelt. Der Staat ist für die Strafverfolgung bei Verstößen gegen das Arzneimittelgesetz verantwortlich. Als Vertragsstaat des Europaratübereinkommens hat sich Deutschland verpflichtet, verfassungsrechtliche Bestimmungen wie die Erlassung von Gesetzen, Vorschriften und Verwaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Verfügbarkeit und die Anwendung von Dopingmitteln einzuschränken. Des Weiteren hat sich Deutschland als Unterzeichner des World Anti Doping Codes an die rechtliche Instanz für Dopingfälle zu halten, die auf internationaler Ebene der Court of Arbitration for Sports (CAS) in Lausanne ist. Bei Verstößen gegen den WADC bestimmt der CAS als Schiedsgericht die sanktionierenden Maßnahmen und leitet alle nötigen Schritte ein (Haas 2004). 2.3 Die aktuelle Verbotsliste Seit dem wird von der WADA jährlich eine Liste der verbotenen Substanzen und Methoden veröffentlicht. Diese Liste wird anhand von Forschungsergebnissen verändert, es können neue Substanzen hinzukommen bzw. Substanzen von der Liste gestrichen werden, deren Unwirksamkeiten als leistungssteigernde Pharmaka nachgewiesen wurden. 10

12 Die Einstufung von Substanzen und Methoden unter dem Begriff Doping wird durch eine Expertenkommission durchgeführt; es muss mindestens eines der drei folgenden Merkmale zutreffen: die sportliche Leistung kann gesteigert werden es besteht ein gesundheitliches Risiko es liegt ein Verstoß gegen den Geist des Sportes vor. (Clasing 2004) Des Weiteren werden die Substanzen und Methoden danach eingeteilt, ob sie nur während des Wettkampfes oder auch zusätzlich während des Trainings verboten sind und ob ein generelles Verbot für alle Sportarten oder nur für bestimmte Disziplinen vorliegt. Es werden nicht alle verbotenen Substanzen aufgezählt, sondern nur einige verbotene Wirkstoffe als Beispiele genannt, weshalb die Liste nicht vollständig ist und deshalb den Zusatz und andere Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur oder ähnlichen biologischen Effekt enthält. Damit sichert sich die WADA gegen den Missbrauch von Derivaten oder strukturell minimal veränderten Substanzen ab. Die aktuelle Verbotsliste ist in Tabelle 2-1 dargestellt ( Tab. 2-1: Grobeinteilung der verbotenen Substanzen gemäß der WADA Prohibited List 2006 ( 1) Substanzen und Methoden, die während und außerhalb von Wettkämpfen verboten sind Verbotene Substanzen S1. Anabole Wirkstoffe 1. Anabol androgene Steroide (AAS) a) exogene AAS b) endogene AAS 2. Andere Anabolika S2. Hormone und verwandte Substanzen S3. 2-Agonisten S4 Substanzen mit antiöstrogener Wirkung S5 Diuretika und andere maskierende Substanzen Verbotene Methoden M1 Verbesserung des Sauerstofftransports M2 Chemische und physikalische Manipulation M3 Gendoping Substanzen, die während des Wettkampfes verboten sind S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide Substanzen, die in speziellen Sportarten verboten sind P1 Alkohol P2 -Blocker Spezifizierte Substanzen Ephedrin, L-Methylamphetamin, Methylephedrin, Probenicid, Cannabinoide alle inhalierten 2-Agonisten (ausgenommen: Clenbuterol), alle Glucocorticosteroide, alle -Blocker, Alkohol In der Kategorie Spezifizierte Substanzen werden all jene Wirkstoffe zusammengefasst, die aufgrund ihres häufigen Vorkommens in schwachen Medikamenten zu positiven Nachweisen führen, deren Wirkungen jedoch nur als gering zu betrachten werden. Ein Beispiel hierfür ist 11

13 die verbotenen Substanz Ephedrin, die in den meisten Husten- und Erkältungsmitteln enthalten ist. Die Erlaubnis zur Verwendung dieser Substanzen muss mit einer therapeutischen Ausnahmegenehmigung (TUE, Therapeutic Use Exemption) beantragt werden, die durch den internationalen Fachverband oder die nationale Anti-Doping Agentur aufgrund von medizinischen Untersuchungen genehmigt oder abgewiesen wird ( Die prozentuale Verteilung der missbräuchlich verwendeten Substanzen wird jährlich durch die WADA veröffentlicht. Dabei waren im Jahre 2004 die 3305 positiven A-Proben der kontrollierten Proben durch die Substanzklassen Anabole Wirkstoffe, Glucocorticosteroide, Cannabinoide und Stimulanzien sowie ß-2-Agonisten geprägt. Glucocorticosteroide 16,6% Cannabinoide 15,75 Anabole Wirkstoffe 36% Stimulanzien 11,6% Andere Hormone und verwandte Substanzen2,4% Diuretika 4,8% 2-Agonisten 11,5% Abb. 2-2: Prozentuale Verteilung des Missbrauchs einzelner Wirkstoffgruppen gemäß WADA: 2004 Adverse analytical findings ( 2) Bei der Beurteilung dieser Graphik muss jedoch berücksichtig werden, dass für viele Substanzen der Gruppe Hormone und verwandte Substanzen eindeutige und rechtsgültige Nachweise fehlen und somit der tatsächliche Missbrauch höher liegt. Hier wird mit einer hohen Dunkelziffer gerechnet. 12

14 3. Verbotene Wirkstoffgruppen Im Folgenden werden die verbotenen Wirkstoffgruppen vorgestellt, wobei auf pharmakologische Wirkung, medizinische Indikation, Nebenwirkungen und auf erlaubte Konzentrationen in Urin bzw. Blut eingegangen wird. Es existieren nur für wenige verbotene Wirkstoffe Grenzwerte, deren Überschreitung bei Dopingkontrollen einen positiven Nachweis bedingen. Für alle anderen Substanzen gilt eine Nulltoleranz: Die Nachweise der Substanzen in den Mindestnachweisgrenzen (MRPL, Minimum Required Performance Limit), die von den Dopingkontrolllaboratorien analysiert werden können, führen zu einem positiven Nachweis. Die Grenzwerte und MRPL werden immer für einen Milliliter Urin angegeben (z.b. ng/ml oder µg/ml). Auf die Substanzklasse der anabol androgenen Steroide und der Peptidhormone wird im Speziellen in Kombination mit der hierfür entwickelten Analytik eingegangen. 3.1 Stimulanzien Stimulanzien gehören zu den klassischen Dopingmitteln und wurden schon während des 2. Weltkriegs unter anderem von Kampfpiloten wegen deren aufputschender Wirkung verwendet. Großer Beliebtheit erfreuten sich die Stimulanzien, im Besonderen Amphetamin, während der 50er und 60er Jahre vor allem im Radsport. Damals war das Dopen mit Stimulanzien ein öffentlich bekanntes und toleriertes Vergehen. Erst nach einigen tragischen Unglücksfällen im Zusammenhang mit Amphetamin und Coffein wurde 1967 vom UCI der Stimulanzienmissbrauch verboten. Das wohl berühmteste Opfer des Amphetaminmissbrauchs war der britische Radsportler Tom Simpson, der während einer Bergetappe bei der Tour de France am einen Herzinfarkt erlitt, vom Rad stürzte und starb (Clasing 2004). Stimulanzien gehören zu den Substanzen, die nur während des Wettkampfes verboten sind, da sie nur kurzzeitige Effekte ausüben. Neben den Catecholamin-ähnlichen Substanzen (z.b. Amphetamin und Methamphetamin) und dem sympatomimetischen Amin Ephedrin und seinen Derivaten gehören auch Arsen, Strychnin und Cocain zu dieser Wirkstoffklasse. Dabei existieren nur für Cathin (5µg/mL), Ephedrin (10µg/mL) und Methylephedrin (10µg/mL) Grenzwerte. Für die anderen Substanzen dieser Wirkstoffklasse liegt die Mindestnachweisgrenze bei 5µg/mL bzw. bei Strychnin bei 0,2µg/mL ( 3). Der Missbrauch von Stimulanzien ist in fast jeder Sportart anzutreffen, wobei er besonders in Ausdauersportarten der Leichtathletik, im Fußball, bei Radsportarten und im Schwimmen auffällt. 13

15 Dabei spielen hauptsächlich Amphetamin, Methamphetamin, Cocain, Cathin und Ephedrin eine Rolle ( 2). Die synthetisch hergestellten Stimulanzien aktivieren die sympathomimetischen Wirkungen der körpereigenen Catecholamine, welche über das vegetative Nervensystem verlaufen. Das vegetative Nervensystem, verantwortlich für die Regelung der Funktionen der inneren Organe und des Kreislaufs, besteht aus einem sympathischen und einem parasympathischen Teil. Im sympathischen Teil sind die Catecholamine für die Signalübertragung verantwortlich. Über sogenannte Adrenozeptoren werden Erregung und Hemmung der Kontraktion bestimmter Organe wie Herz und Lunge gefördert. Unter der Gruppe der Catecholamine werden Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin verstanden, die über mehrere enzymatische Reaktionsschritte aus den essentiellen Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin entstehen. Die Biosynthese von Dopamin und Noradrenalin erfolgt in sympathischen postganglionären Nervenfasern (adrenerge Nervenendigungen). Adrenalin wird aus Noradrenalin im Nebennierenmark synthetisiert (Löffler 2004). Das Nebennierenmark und die adrenergen Nervenfasern bilden zusammen das adrenerge System. In psychisch-emotionalen Alarmsituationen ( fright-flight-fight -Situationen) wie Stress, Angst und hoher körperlicher Belastung wird über eine Reihe von Stoffwechseleffekten eine erhöhte Substratmobilisierung durch die Ausschüttung der Neurotransmitter Adrenalin und Noradrenalin ermöglicht, um auf die neue Situation oder Gefahr entsprechend reagieren zu können. Neurale Mechanismen, die durch veränderte Calciumionenkonzentrationen gesteuert werden, erhöhen die Ausschüttung von Adrenalin aus dem Nebennierenmark ins Blut bzw. die Exozytose von Noradrenalin aus den adrenergen Nervenendigungen in den synaptischen Spalt (Spalt zwischen Erfolgsorgan und Nervenendigung). Die Adrenozeptoren ( - und -Rezeptoren) werden aktiviert (Abb. 3-1). Im Hinblick auf Doping ist vor allem die Interaktion mit den -Rezeptoren interessant. - Rezeptoren sind für viele Stoffwechselvorgänge, die durch die Erhöhung des camp-spiegels gesteuert werden, verantwortlich (Löffler 2004). Man unterscheidet zwischen 1-, 2- und 3- Rezeptoren: 1-Rezeptoren verursachen die Steigerung der Glycogenolyse und Gluconeogenese der Leber, die Stimulation der Insulinsekretion und die Steigerung der Kontraktionskraft des Herzens. 2-Rezeptoren steigern die Lipolyse des Fettgewebes, die Vasodilatation in der Skelettmuskulatur und die Relaxation der glatten Bronchialmuskulatur. 14

16 3-Rezeptoren verursachen eine erhöhte Fettverbrennung im braunen Fettgewebe und Erhöhung der Körpertemperatur. Abb. 3-1: Schematische Darstellung der Ausschüttung der Catecholamine aus der Synapse in den synaptischen Spalt und die Interaktion mit den Rezeptoren ( Nach Überwinden der Alarmsituation werden die Catecholamine durch die Enzyme Catechol- O-Methyltransferase und Monoaminooxidase (MAO) abgebaut und als Konjugate der Glucuron- oder Schwefelsäure über den Urin ausgeschieden (Aktories et al. 2005). Die Wirkung der synthetischen Stimulanzien wird anhand von Amphetamin aufgezeigt: Aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den Catecholaminen kann Amphetamin die Ausschüttung der Neurotransmitter aus den Vesikeln der Synapse in den synaptischen Spalt stimulieren und die Interaktion mit den -Rezeptoren provozieren. Des Weiteren hemmt Amphetamin den enzymatischen Abbau der natürlichen Catecholamine durch die MAO. Somit verbleiben die Catecholamine länger im synaptischen Spalt und die Reaktion mit den adrenergen Rezeptoren wird länger aufrechterhalten. Außerdem wird vermutet, dass Amphetamin selbst in gewissen Mengen mit den -Rezeptoren interagiert und die Zellantwort provoziert. OH H N CH 3 NH 2 NH 2 HO OH CH 3 HO OH Adrenalin Amphetamin Dopamin Abb. 3-2: Strukturelle Ähnlichkeit von Amphetamin mit den Catecholaminen Adrenalin und Dopamin 15

17 Die Aktivierung des adrenergen Systems hat viele positive Effekte zur Folge: Durch gesteigerte Glycolyse und Gluconeogenese wird die Blutglucose- und Lacatatkonzentration erhöht. Die gestiegene Lipolyse führt zu Erhöhung der Konzentration an freien Fettsäuren die zur Energiegewinnung herangezogen werden. Die Erschöpfungsgrenze wird hinausgezögert und geschützte ATP- und Glucosereserven können verbraucht werden. Die Kontraktionskraft des Herzens und somit die Sauerstoffversorgung der Muskeln werden verbessert und auch das Lungenvolumen und die Kraft der Lungen werden durch verbesserte Relaxation der glatten Bronchialmuskulatur erhöht. Die zentralstimulierende Wirkung führt zu psychischer Aufgewecktheit, erhöhtem Selbstbewusstsein und verstärkter Leistungsbereitschaft. Medizinische Verwendung finden Catecholamine und ihre synthetischen Analoga z.b. bei Behandlungen von Angina pectoris, Herzstillstand und Asthma bronchiale (Clasing 2004). Der Amphetaminmissbrauch, der meist mit dem Missbrauch weiterer verbotener Substanzen einhergeht, stellt ein Gefahrenpotential dar, dessen sich viele Athleten nicht bewusst sind. Wie bereits beschrieben, führt die permanent erhöhte Transmitterkonzentration im synaptischen Spalt zu einer erhöhten Leistungsbereitschaft und einem Angriff auf geschützte Energiereserven. Dadurch wird die Erholungsphase nach starker körperlicher Anstrengung verlängert und der Körper, v.a. das Herz, bei längerer Belastung geschädigt. Außerdem werden natürliche Reflexe wie Durst, Müdigkeit und Überhitzung (durch erhöhte Fettverbrennung) unterdrückt, was bei sportlichen Höchstleistungen zu Dehydrierung, Hitzeschlag und Herzinfarkt führen kann. Bei Langzeitanwendung wirken synthetische Stimulanzien neurotoxisch (Clasing 2004) Agonisten Ein Agonist ist eine Substanz, die einen Transmitter in seiner Wirkung imitiert und durch das Besetzen des entsprechenden Rezeptors die Signalübermittlung in die Zielzelle bewirkt ( Der 2-Agonist ist sozusagen der Schlüssel für den 2- Rezeptor, d.h. er aktiviert diesen Rezeptor und provoziert die Zellantwort auf den Reiz. Wie bei den Stimulanzien bereits beschrieben, ist der 2-Rezeptor unter anderem für die Relaxation der glatten Bronchialmuskulatur verantwortlich. Dieser Effekt wird bei der medizinischen Indikation von 2-Agonisten genutzt, um Lungenerkrankungen und Asthmabeschwerden, ausgelöst durch sportliche Anstrengung oder Allergien, zu heilen. Im Leistungssport finden -Agonisten wegen ihrer entspannenden Wirkung auf die Bronchial- 16

18 muskulatur Anwendung. Dadurch wird das Atmen erleichtert, es kann mehr Sauerstoff aufgenommen und zu den Muskeln transportiert werden. Dies führt zu einer verbesserten aeroben Energiegewinnung (Schänzer 2005). Neben dem relaxierenden Effekt auf die Bronchialmuskulatur wurden bei Langzeitanwendungen der fünf- bis zehnfachen therapeutischen Menge an 2-Agonisten anabole Wirkungen dokumentiert. Die Wirkung der 2-Agonisten ist zwar im Vergleich zu den anabol androgenen Steroidhormonen um einiges schwächer, sie werden aber dennoch in Bodybuilderkreisen bewusst eingesetzt, da die Nebenwirkungen des Steroidmissbrauchs (Gynäkomastie, Haarausfall, Störung der Spermiogenese, siehe 6.1.4), umgangen werden können. Zu den 2-Agonisten die im Leistungssport zur Inhalation erlaubt sind, zählen Clenbuterol, Salbutamol, Salmeterol und Terbutalin. Salbutamol-Konzentrationen > 1µg/mL stellen einen Dopingverstoß dar ( 3). Die 2-Agonisten Zeranol und Clenbuterol sind aufgrund ihrer anabolen Eigenschaften in die Gruppe Andere anabole Wirkstoffe eingeteilt worden. -Rezeptorenblocker -Rezeptorenblocker werden genau dort eingesetzt, wo die Wirkung der Catecholamine Noradrenalin und Adrenalin nicht greifen darf. Die Rezeptorstellen für die Catecholamine werden durch die -Rezeptorenblocker belegt, und es kommt nicht mehr zu der Signalübertragung, die der Körper bei Anstrengung, Stress, Belastung oder in Alarmsituationen benötigt. Von der Wirkung der -Rezeptorenblocker sind vor allem 1- und 2-Rezeptoren betroffen; die Erhöhung der Herzkraft und -frequenz, die Stimulation des Stoffwechsels (Lipolyse, Glycolyse) und die tiefe Atmung etc. werden gehemmt. Andererseits werden Konzentration, Reaktions- und Risikobereitschaft erhöht. Anwendung im Doping finden v.a. Atenolol, Propranolol, Bisoprolol, Metoprolol und Sotalol ( 2). Die Anwendung von -Rezeptorenblocker ist nur für jene Sportarten sinnvoll, bei denen es auf eine ruhige Hand, hohe Konzentration und Kurzzeitbelastungen ankommt. Fördernden Charakter hat diese Wirkstoffgruppe beim Schießen, Bowling, Billard, Curling, im Schlittensport und Motorsport, beim Wasserspringen und bei Wurf- und Stoßdisziplinen. Die Anwendung ist von den entsprechenden Fachverbänden explizit verboten. Als allgemeine Nebenwirkung sind Bradykadien, Blutdruckabfall, Durchblutungsstörungen und depressive Verstimmungen bekannt. Auf Sportarten mit Langzeitbelastung wirken 2-Rezeptorenblocker leistungshemmend, da der Stoffwechsel nur sehr niedrige Umsatzraten aufweist, Herz- und Lungenfunktionen vermindert sind und die Energiegewinnung anaerob über Laktatfreisetzung statt- 17

19 finden muss. Dadurch wird eine vorzeitige Erschöpfung des Muskels bedingt (Kindermann 2004). a) b) Abb. 3-3: Schematische Darstellung der Wirkung eines -Blockers: a) der -Rezeptor wird durch einen Neurotransmitter stimuliert; b) durch besetzen des Rezeptors wird die Reizübertragung des Neurotransmitters blockiert ( 3.4 Narkotika Eine bessere Bezeichnung für diese Wirkstoffgruppe ist Opioidhaltige Analgetika vom Morphintyp, da die aktuell zehn verbotenen Narkotika allesamt Derivate des Morphins sind. Morphin gehört zur Substanzklasse der Opioide, die erstmalig im Opium, dem getrockneten Saft des Schlafmohns, gefunden wurden. Opium setzt sich aus 25 unterschiedlichen Alkaloiden zusammen, wobei die narkotisierende und schmerzstillende Wirkung auf Morphin, Codein und Thebain zurückgeht. Im Leistungssport finden v.a. Morphin, Methadon und Dextromoramid Verwendung. Der Grenzwert liegt bei einer Mindestnachweisgrenze von 0,2µg/mL. Narkotika unterliegen dem Betäubungsmittelgesetz ( 3, Die Wirkungen der Narkotika werden in zentrale und periphere Wirkungen eingeteilt, wobei zu den zentralen Wirkungen die Schmerzdämpfung, Atemdepression, Dämpfung des Hustenreflexes und des Brechreizes gehören und somit die Leistungen nicht direkt positiv beeinflussen. Als periphere Wirkung wird die Steigerung des Tonus der glatten Muskulatur beschrieben. Die Wirkungen gehen auf die Wechselwirkung des Morphins mit den Opioid-Rezeptoren zurück. Die Opioid-Rezeptoren befinden sich an bestimmten Nervenzellen in Gehirn und Rückenmark, aber auch an Nervenzellen des Magen-Darm-Traktes und der Blase. Die Wir- 18

20 kungen des Morphins entsprechen denen der körpereigenen Opioide, auch Enkephaline oder Endorphine genannt. Wechselwirkungen der Opioide mit den Rezeptorzellen führen einerseits zu Euphorie und Wohlbefinden, andererseits können dämpfende Wirkungen auf Schmerzen oder Hustenreiz beobachtet werden: Die Nervenzellen reagieren auf Opioide mit einem verminderten Calciumeinstrom, der die Freisetzung von erregenden Überträgerstoffen und die synaptische Übertragung beeinträchtigt. Nach diesem Prinzip ist der Körper in Stresssituationen, in denen vermehrt Endorphine ausgeschüttet werden, wesentlich schmerzunempfindlicher. Euphorische Zustände können nach Injektion in die Blutbahn über ein schnelles Anfluten der Opioide im Gehirn erzielt werden (Aktories et al. 2005). Aufgrund der schmerzdämpfenden Wirkung werden die Narkotika im Leistungssport einerseits zur Linderung von Schmerzen bei Verletzungen, andererseits aufgrund der euphorisierenden Wirkung als Ansporn zu einem höheren Trainingspensum oder erhöhtem Ehrgeiz eingesetzt. Dabei werden die massiven Nebenwirkungen außer Acht gelassen, die bei akuter Überdosierung zu Atemlähmungen, Schädigungen der Gefäße durch Sauerstoffunterversorgung und Kreislaufschock führen können. Bei chronischer Anwendung wird eine Opiatsucht ausgelöst, die mit der Abnahme der Empfindlichkeit des zentralen Nervensystem (ZNS), Dosiserhöhungen und körperlicher und psychischer Abhängigkeit einhergehen (Schänzer 2005). Morphin und seine Derivate werden an Glucuronsäure gebunden über den Urin ausgeschieden. Es findet keine Metabolisierung statt. 3.5 Cannabinoide Cannabinoide machten ,7% der positiven Dopingnachweise aus. Gewonnen werden diese Verbindungen aus der indischen Hanfpflanze Cannabis sativa, die als psychotropen Wirkstoff 9 -Tetrahydrocannabinol ( 9 THC) enthält. Je nach Weiterverarbeitung werden Produkte mit 1-50% 9 THC-Gehalt gewonnen. Durch Reaktionen von 9 THC mit den Cannabinoid-Rezeptoren, die in verschiedenen Bereichen des Gehirns vorkommen, werden Wirkungen wie Entspannung, Euphorie, intensive Sinnesreizung, phantasievollere Denkprozesse, aber auch sedierende und beruhigende Effekte festgestellt (Lüllmann et al. 1996). Diese Wirkungen sollen Sportlern in Extremsportarten wie Downhill-Radfahren, Snowboarding, Skispringen und Surfen risikobereiter in die Wettkämpfe gehen lassen. Das Gefühl für Verantwortung und Sicherheit soll überwunden und die Angriffslust gesteigert werden. Diese Wirkungen führen zur Gefährdung der eigenen Person und der Gegner, da Situationen häufig falsch eingeschätzt werden und Aggressivität gefördert wird (Schänzer 2005). 19

21 Um den Einfluss von Passivrauchen zu berücksichtigen, wurde eine maximale Grenze von 15ng/mL zugelassen ( 3). 3.6 Glucocorticosteroide Glucocorticosteroide machen einen großen Anteil der Dopingnachweise aus: 16,6% der positiven A-Proben sind auf sie zurückzuführen. Der Sinn der Anwendung dieser Steroidhormone ist jedoch fraglich, da sie bei Langzeitanwendung immunsuppressive Eigenschaften aufweisen und katabole Prozesse fördern. Glucocorticosteroide werden in der Nebennierenrinde aus Cholesterin synthetisiert. Das medizinisch bedeutendste Produkt ist das Cortisol bzw. das daraus entstehende Cortison. Beim Doping finden Triamcinolon Acetonid (44,9%) und Betamethason (22,1%) großen Zuspruch ( 1). Einsatz in der Medizin finden Glucorticosteroide v.a. aufgrund ihrer antiinflammatorischen und antiallergischen Eigenschaften: Sie hemmen die Freisetzung von Cytokinen und Arachidonsäure, wodurch die Synthese von Entzündungsmediatoren wie Prostaglandinen und Leukotrienen gedrosselt und die Synthese des entzündungshemmenden Proteins Lipocortin gefördert wird. So werden die Glucocorticosteroide z.b. zur Behandlung von allergischen oder chronisch-rheumatischen Erkrankungen wie Asthma bronchiale und Gelenkrheumatismus eingesetzt (Aktories et al. 2005). Für die Athleten sind negativen Effekte zu berücksichtigen, da Glucocorticosteroide auf Stoffwechsel und Proteinbiosynthese wirken: Der Abbau von Proteinen (Proteolyse) und der damit einhergehende Muskelabbau, die Demineralisierung der Knochen und die Glucosesynthese aus Aminosäuren (Gluconeogenese) werden gefördert. Der erhöhte Glucoseumsatz führt zu einer steigenden Glykogenbildung in der Leber, der Fettaufbau wird gefördert und es kommt zur Umlagerung des Fettes (Stammfettsucht). Aufgrund der erhöhten Proteolyse und Gluconeogenese kann die hohe Glucosekonzentration im Blut und die Belastung des Körpers mit Kohlenhydraten zum Ausbruch von Diabetes mellitus, dem sogenannten Steroiddiabetes, führen (Löffler 2004, Nachdem die Behandlung der Sportler mit Glucocorticosteroiden durch die Mannschaftsärzte in den 1970er Jahren zum normalen Usus wurde, haben IOC und Sportfachverbände 1976 beschlossen, den Missbrauch zu mindern. Es wurde die intravenöse, intramuskuläre und rektale Anwendung generell verboten, die lokale Applikation (Haut, Augen, Ohr), Inhalationstherapie und die intraarterielle und lokale Injektion erlaubt. Doch auch für die erlaubten Anwendungsformen muss bei dem verantwortlichen Fachverband oder der nationalen Anti- 20

22 Doping Agentur eine therapeutische Ausnahmegenehmigung beantragt werden, wobei der Grenzwert von 30ng/mL nicht überschritten werden darf ( 3). Derzeit finden Glucocorticosteroide im Leistungssport z.b. zur Behandlung von Augen- und Schleimhautreizungen der Schwimmer, hervorgerufen durch das chlorhaltige Wasser, und zur Behandlung von aufgeriebenen Hautstellen bei Radsportlern Anwendung. 3.7 Substanzen mit antiöstrogener Wirkung Unter dieser Bezeichnung sind Substanzen zusammengefasst, welche die Umwandlung der männlichen Sexualhormone (Androgene) in weibliche Sexualhormone (Östrogene) hemmen, die Testosteronkonzentration konstant halten und somit anabole Prozesse unterstützen. Man unterscheidet zwischen Aromatasehemmern und Antiöstrogenen, die die negativen Effekte durch die Anwendung von anabol androgenen Steroiden, wie z.b. die Gynäkomastie (siehe ) verhindern und eine erhöhte Androgenkonzentration verursachen können. Ursache der Östrogenbildung ist die Aromatisierung des A-Ringes des Steroidmoleküls nach oxidativer Entfernung der C19-Methylgruppe. Die Ringbildung wird z.b. durch das Enzym Aromatase katalysiert (Schänzer 2005). Seit 2000/2001 ist diese Substanzklasse für Männer verboten, wobei die positiven Nachweise 2004 alle auf die Anwendung des Antiöstrogens Tamoxifen zurückzuführen waren ( 2). OH Aromatase OH O Testosteron HO Estradiol Abb. 3-3: Östrogenbildung: Umwandlung von Testosteron mittels Aromatase in Estradiol 3.8 Maskierende Substanzen Als maskierende Substanzen werden jene Stoffe bezeichnet, die bei einer Kontrolle die Anwesenheit von verbotenen Substanzen verschleiern können. Momentan sind fünf verschiedene Substanzklassen in diese Rubrik einzuordnen: Diuretika, Epitestosteron, Plasmaexpander, -Reduktasehemmer und Probenicid. Diuretika sind Substanzen, die in der Medizin zur Ausschwemmung von Ödemen und zur Behandlung von Bluthochdruck eingesetzt werden. Diuretika wirken gezielt auf die Niere, wodurch die Ausscheidung von Na + -Ionen beschleunigt und Wasser aufgrund von osmo- 21

23 tischen Wechselwirkungen verstärkt aus dem Körper entfernt wird. Einsatz findet die Verwendung von Diuretika v.a. in Sportarten mit Gewichtsklassen (Karate, Judo, Boxen, Gewichtheben), in welchen durch erhöhte Wasserausscheidung vor den Wettkämpfen versucht wird, den Platz in einer bestimmten Klasse zu sichern. Dabei führt die rasche Entwässerung zu einer abrupten Elektrolytänderung, die sich mit Muskelkrämpfen, Schwäche, Hypokalämie und u.u. Herzrhythmusstörungen bemerkbar macht (Schänzer 2004). Weitere Anwendung finden Diuretika zur Verschleierung des Missbrauchs weiterer Substanzen. Aufgrund der erhöhten Wasserausscheidung wird die Konzentration von verbotenen Stoffen im Urin erniedrigt und der positive Nachweis erschwert. Um der Erniedrigung der Konzentration der urinären Bestandteile durch Anwendung von Diuretika Rechnung zu tragen, wird bei der Dopingkontrolle die Dichte des Urins bestimmt. Ist die relative Dichte kleiner als 1,020g/l wird die Urinabgabe wiederholt. Seit 2003 ist die Verwendung von Diuretika nur bei Nachweis von anderen verbotenen Substanzen strafbar (Clasing 2004). Ein dritter Anwendungsbereich der Diuretika ist die Ausformung der Muskeln bei Bodybuildern: Je weniger Wasser im Körper vorhanden ist, desto besser sind die Konturen der Muskeln erkennbar. In der Kategorie Maskierende Substanzen finden die Diuretika am häufigsten Anwendung, wobei v.a. Furosemid und Hydrochlorothiazid verwendet werden. Es existiert eine Mindestnachweisgrenze von 0,25µg/mL ( 1, 2). Probenicid hemmt die Ausscheidung der verbotenen Substanzen über die Niere, da es eine hohe Affinität zu den Carriern für anorganische Anionen aufweist, die für die Entfernung von Stoffwechselendprodukten und Fremdstoffen mittels aktivem Transportmechanismus verantwortlich sind. Diese Zurückhaltung führt zu einer Erniedrigung der tatsächlich anwesenden Dopingsubstanzen im Urin, was zu einem möglichen falschen Negativergebnis führt. Die Verwendung von Probenicid ist seit 1987 verboten (Lüllmann et al. 1996). Epitestosteron wird zum Vertuschen des Testosterondopings eingesetzt und bedingt ab einer Menge von 200ng/mL einen positiven Dopingnachweis. Epitestosteron, ein Diasteromer von Testosteron, kommt im Körper unter normalen physiologischen Bedingungen in der gleichen Konzentration wie Testosteron vor, verändert sich aber nicht bei der Einnahme von Prohormonen oder Testosteron. Um den Testosteron-Epitestosteron-Quotienten, der ein Grenzverhältnis T/E = 4 nicht überschreiten darf, auszugleichen, wird beim Steroidmissbrauch der Ausgleich durch Epitestosterongabe versucht (siehe 6.2.1). Die physiologische Konzentration von Epitestosteron liegt bei 100ng/mL. 22

24 Plasmaexpander (Dextran, Albumin, Hydroxyethylstärke) werden zum Verschleiern des EPO- Missbrauchs eingesetzt und sind seit dem verboten. Es handelt sich um Wirkstoffe, die die Gesamtzahl an gelösten Blutsubstanzen erhöhen, den osmotischen Druck steigern und mehr Flüssigkeit ins Blut diffundieren lassen. Der Hämatokrit, der prozentuale Anteil von zellulären Blutbestandteilen am Gesamtblutvolumen, der ein Indiz für den EPO-Missbrauch ist, wird gesenkt. Plasmaexpander bestehen aus Polyzuckern, deren Grundbaustein Glucose ist. Ein wichtiger Vertreter ist die Hydroxyethylstärke (HES). Der Vorteil dieser Makromoleküle besteht in einer höheren biologischen Verfügbarkeit und Halbwertszeit als z.b. Glucose ( 4 Verbotene Methoden Zu den verbotenen Methoden gehören drei verschiedene Möglichkeiten, die sportliche Leistung bzw. den Dopingnachweis zu beeinflussen: Methoden zur Verbesserung des Sauerstofftransportes, Gendoping und chemische und physikalische Manipulation des Urins. 4.1 Methoden zur Verbesserung des Sauerstofftransportes Bei dieser Gruppe unterscheidet man zwischen Blutdoping und dem Einsatz von künstlichen Sauerstoffträgern. Blutdoping ist die intravenöse Verabreichung roter Blutzellen oder Blutpräparate mit roten Blutzellen, die medizinisch bei starkem Blutverlust oder bei Blutarmut eingesetzt werden. Es wird zwischen autologen und homologen Bluttransfusionen unterschieden. Das Blut bei der homologen Bluttransfusion stammt von einer anderen Person, das der autologen vom Athleten selbst. Dem Athleten wird bis zu einem Liter Blut abgenommen und tiefgefroren gelagert. Nach vier bis sechs Wochen, der Zeitraum, den der Körper benötigt, um über Erythropoietinausschüttung fehlende Erythrozyten, Träger des sauerstoffbindenden Hämoglobins, nachzubilden, wird das gelagerte Blut infundiert. Das Blut des Athleten weist nun einen erhöhten Anteil an Erythrozyten auf, der für eine erhöhte Sauerstoffversorgung der Muskeln verantwortlich ist und zu Leistungssteigerungen führt. Die positiven Folgen und die Nebenwirkungen werden noch ausführlich beim EPO-Missbrauch behandelt (siehe 7.2). Auch die Nachweismöglichkeiten entsprechen dem Screeningverfahren beim EPO-Nachweis, und es können Aussagen bezüglich des Blutdoping aufgrund von Blutwertparametern wie 23

25 Hämatokrit, Retikulozytenzahl, Hämoglobinkonzentration, Viskosität des Blutes und spezifischen Antigen-Antikörper-Nachweisen gemacht werden ( Eine andere Möglichkeit, den Sauerstofftransport zu verbessern, ist der Einsatz von künstlichen Sauerstoffträgern, Blutersatzstoffe genannt. Verbote sind für Perfluorkohlenwasserstoffe, Efaproxiral und medizinische Hämoglobinprodukte ausgesprochen. Dies sind Stoffe, die wie die Erythrozyten Sauerstoff binden und transportieren können. Sie sind unbegrenzt herstellbar, weisen keine Antikörperreaktionen auf und sind keine Infektionsüberträger, wie z.b. Fremdbluttransfusionen. Zur Leistungssteigerung ist nur der illegale Einsatz von quervernetztem Hämoglobin sinnvoll. Es hat eine biologische Halbwertszeit von 24 Stunden und eine gute Bioverfügbarkeit. Es erhöht die Gesamtkapazität der zur Sauerstoffbindung vorhandenen Moleküle und wirkt somit wie Erythropoietin. Die Unterscheidung zwischen quervernetzem und natürlich vorkommendem Hämoglobin ist aufgrund des großen Unterschiedes in der Molekularmasse leicht möglich. Ein weitere Art von Blutersatzstoffen, die in der Medizin Anwendung gefunden haben, sind die Perfluorkohlenwasserstoffe (PFC), deren Einsatz im Leistungssport jedoch fraglich ist. Die wasserunlöslichen Verbindungen können als Mischung mit Phospholipiden nur in einer 20%igen Lösung eingesetzt werden wobei mit %igem Sauerstoff beatmet werden muss, um positive Effekte zu erzielen (Schänzer 2005). 4.2 Chemische und physikalische Manipulation Dieser Punkt des Dopingreglements bezieht sich auf Manipulationen während bzw. vor der Doping-Urinkontrolle. Für Dopingkontrollen gibt es festgelegte Regeln und Verhaltensvorschriften, die eingehalten und protokollarisch vermerkt werden müssen. Jegliche Handlungen und jegliches Verhalten, die gegen diese Regeln verstoßen, die die Probenanalytik verändern oder beeinflussen, sind verboten und kommen einer tatsächlichen positiven A- Probe gleich. Als Beispiele der Manipulation sind Urinieren und Rekatheterisieren von vorbereitetem Urin, Injektion eines Diuretikums, Anbringen einer mit Urin gefüllten Blase, deren Ausführungsgang am Penis entlang gelegt wird, Einschmuggeln eines cleanen Sportlers als Ersatzmann etc. aufgeführt. Aufgrund stärkerer Kontrollen und verschärften Vorschriften sind derartige Vorkommnisse während der Dopingkontrolle nicht mehr möglich (Clasing 2004). 24

26 4.3 Gendoping Laut Bundesinstitut für Sportwissenschaften (2003) ist Gendoping (oder Zelldoping) [...] die nichtmedizinisch begründete Anwendung von Genen, genetischen Elementen oder Zellen, die die sportliche Leistungsfähigkeit steigern können. Die Gefahr der Einführung wird als hoch eingeschätzt und da die Entwicklungen auf diesem Gebiet sehr schnell vorankommen, wurde der Tatbestand bereits in das Doping-Reglement aufgenommen (Clasing 2004). Ziel des Gendopings stellt der Eingriff in somatische Zellen (Körperzellen) dar, um die Bildung von Muskelmasse und die Zusammensetzung der Muskulatur zu beeinflussen oder um die körpereigenen Synthese von leistungssteigernden Hormonen wie EPO oder anabol androgenen Steroidhormonen zu fördern. Mit der Erforschung des menschlichen Erbgutes zur Aufklärung der menschlichen Gene wird erwartet, dass die Manipulation des Erbgutes für sportliche Zwecke relativ bald möglich und in der Praxis umsetzbar ist. Dann wird das Ziel der Forschung sein, Nachweismethoden für die Carrier, die zum Einschleusen des veränderten Genmaterials dienen, zu entwickeln, neue Referenzen und Grenzwerte für maximale Hormonkonzentrationen zu bestimmen und individuelle Referenzwerte für die Sportler festzulegen ( 5. Allgemeine Informationen zur Dopinganalytik Der Beginn der organisierten Dopingkontrollen ist in den Olympischen Spielen 1972 in München zu sehen: Damals wurden 2079 Kontrollen durchgeführt und sieben Proben auf Stimulanzien und Narkotika positiv getestet. War in den 50er und 60er Jahren der Nachweis der damals verbotenen Substanzen auf dünnschichtchromatographische Identifzierungen beschränkt, ist in München der Nachweis des Dopingverstoßes bereits mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/MS)-Technik durchgeführt worden. Die analytischen Möglichkeiten haben sich seither an die aktuellen Dopingtrends angepasst und wurden stetig weiterentwickelt. So wurden immer mehr Substanzen verboten, für die ein eindeutiger Nachweis möglich war: es wurden Verbote gegen anabole Substanzen (1974), Testosteron (1984), -Blocker (1985), Diuretika (1986), Blutdoping, Probenicid, chemische und physikalische Methoden (1988) ausgesprochen. Da in den 70er und 80er Jahren der Missbrauch von anabolen Substanzen massiv zunahm, so genanntes Steroid-Stacking betrieben wurde, wobei steigende Konzentrationen Anabolika bis zu einem gewissen Zeitpunkt vor dem Wettkampf eingenommen werden, die Nachweisgrenze beim Wettkampf aber unterschritten wird, wurden 1988 die Wettkampfkontrollen um die Trainingskontrollen erweitert. 25