Doping im Sport Wilhelm Schänzer Institut für Biochemie Zentrum für Präventive Dopingforschung Deutsche Sporthochschule Köln

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1 Doping im Sport Wilhelm Schänzer Institut für Biochemie Zentrum für Präventive Dopingforschung Deutsche Sporthochschule Köln Köln 28. September 2011

2 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen Asterixband von René Goscinny und Albert Uderzo aus dem Jahr 1972.

3 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen

4 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen

5 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen Doping

6 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen

7 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen

8 Aus Asterix bei den Olympischen Spielen

9 Dopingnachweis Könnten Dopingsubstanzen zum besseren Nachweis markiert werden? Welche Eigenschaften müsste der Marker besitzen? Keine Beeinflussung der pharmakologischen Eigenschaften Gute analytische Nachweisbarkeit Lange Verweildauer im Organismus >> lange Nachweisbarkeit Vorkommen nur in Dopingsubstanzen Problem Pharmafirmen müssten das jeweilige Zulassungsverfahren sowie alle präklinischen und klinischen Studien neu vornehmen Illegal hergestellte Dopingmittel werden nicht erfasst

10 Dopingkontrolle und Analytik Leider ist die Dopingkontrolle viel komplizierter Urin Isolierung GC/MS-Analyse GC / MS-Gerät Labor Analyse Versiegelte Urinprobe x Amphetamin Interner Standard Coffein Positiver Dopingbefund Time ->

11 Dopingdefinition Zuständigkeit für den weltweiten Anti-Doping-Kampf bis IOC Internationales Olympisches Komitee ab WADA Welt Anti-Doping Agentur Artikel 1 Definition von Doping Doping ist definiert als ein 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 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

12 Dopingdefinition 2.3 Verweigerung der Abgabe einer Probe nach Aufforderung zur Dopingkontrolle 2.4 Abwesenheit bei Kontrollen außerhalb des Wettkampfes einschließlich Verstöße gegen der Aufenthaltsmeldepflicht 2.5 Betrug oder der Versuch eines Betruges bei der Dopingkontrolle 2.6 Besitz von verbotenen Substanzen oder verbotenen Methoden 2.7 Weitergabe jeglicher verbotenen Substanz oder verbotenen Methode 2.8 Anstiftung, Mitbeteiligung, Unterstützung oder Ermutigung zur Anwendung oder zum Versuch einer Anwendung einer verbotenen Substanz oder verbotenen Methode

13 Dopingliste des IOC 1972 Verbotene Substanzen und Methoden während des Wettkampfes Diuretika u.a. maskierende Substanzen Stimulanzien Narkotika Verbotene Substanzen in bestimmten Sportarten Alkohol, (Tranquilizer)

14 Dopingliste der WADA 2011 Verbotene Substanzen und Methoden während des Wettkampfes S0 Nicht zugelassene Substanzen S1 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroide Andere anabole Wirkstoffe S2 Peptidhormone S3 ß2-Agonisten S4 Hormonantagonisten und Modulatoren S5 Diuretika u.a. maskierende Substanzen S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide M1 Verbesserung des Sauerstofftransports Blutdoping künstliche Sauerstoffträger M2 Manipulationen M3 Gendoping Verbotene Substanzen in bestimmten Sportarten Alkohol, Beta-Blocker

15 Dopingliste der WADA 2008 Verbotene Substanzen und Methoden außerhalb des Wettkampfes S0 Nicht zugelassene Substanzen S1 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroide Andere anabole Wirkstoffe S2 Peptidhormone S3 ß2-Agonisten S4 Hormonantagonisten und Modulatoren S5 Diuretika u.a. maskierende Substanzen S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide M1 Verbesserung des Sauerstofftransports Blutdoping künstliche Sauerstoffträger M2 Manipulationen M3 Gendoping

16 Laboratories for doping control analyses ACCREDITED BY THE WORLD ANTI-DOPING AGENCY Montreal Salt Lake City Los Angeles Havana Stockholm Oslo Helsinki Warsaw Ghent Moscow Cologne London Kreischa Paris Prague Lausanne Seibersdorf Barcelona Rome Bukarest Almaty Lisbon Madrid Ankara Athens Tunis Delhi Beijing Seoul Bangkok Tokyo Bogota Rio de Janeiro Bloemfontein Sydney 35 Laboratorien - WADA akkreditiert April 2011

17 Weltweite Dopingkontrollen IOC/WADA akkreditierte Laboratorien Out Training of Competition Competition Wettkampf

18 Positve pro Kontrollen Weltweite Dopingkontrollen IOC/WADA akkreditierte Laboratorien Positive A-Samples IOC/WADA-Statistic Stimulants Narkotics Anabolic Agents Diuretics + Masking Peptide hormones Beta Blockers

19 Weltweite Kontrollen 2009 (WADA-Statistik) Routineanalytik Humansport Kontrollzahlen Weltweit 2009 ca Urinkontrollen + ca Blutproben Deutschland 2009 ca Urinkontrollen + ca Blutproben Dopingkontrolllabor Köln 2009 Humansport ca Urinproben ca Blutproben Pferdesport ca Kontrollen (Blut/Urin)

20 Anabolika Missbrauch Fitnesssport/Bodybuilding Anabolikamissbrauch in der Gesellschaft - Datenlage Deutschland Carsten Boos et al. Medikamentenmissbrauch beim Freizeitsportler im Fitnessbereich. Dt Ärztebl 1998; 95:A [Heft 16] Untersuchung von 24 kommerziellen Sportstudios in Schleswig-Holstein und Hamburg (Befragung von 204 Männer und 51 Frauen) Angabe missbräuchlicher Anabolikaapplikation Männer 24% Frauen 8% Gründe für die Anabolikaeinnahme Aufbau von Muskelmasse 69% Kraft- und Leistungssteigerung 43% Teilnahme an Wettkämpfen / Fettabbau 9%

21 Anabolika Missbrauch Fitnesssport/Bodybuilding Anabolikamissbrauch in der Gesellschaft Datenlage Deutschland Boos,C.et al.: Medikamentenmissbrauch beim Freizeitsportler im Fitnessbereich. Dt Ärztebl 1998; 95:A [Heft 16]

22 Anabolika Missbrauch Fitnesssport/Bodybuilding Anabolic ergogenic substance users in fitness-sports Heiko Striegel et al. Drug and Alcohol Dependence 81 (2006) Untersuchung in 117 Fitness-Studios in Deutschland (Befragung von 390 Männer und 231 Frauen) Angabe missbräuchlicher Anabolikaapplikation Männer 19.2 % Frauen 3.9 % Sport % of Anabolikaanwender Fitnesstraining 7.9 % Gewichtheben 10.5 % Body-Building 52.6 %

23 Anabolika Missbrauch Fitnesssport/Bodybuilding Anabolic ergogenic substance users in fitness-sports Heiko Striegel et al. Drug and Alcohol Dependence 81 (2006) 11 19

24 Informationen für Anabolikaanwender Wichtige Informationsquelle für Steroid-Dopinganwender, insbesondere für Bodybuilder Informationen zu Testosteron S Das Buch kann über den Buchhandel, oder direkt über das Internet bezogen werden.

25 Informationen für Anabolikaanwender Ausschnitt aus dem Schwarzen Buch Info zu Testosteron Enantat Infokasten Generelle Information Einsatz- und Wirkungsbereich Dosierungsbereich und Anwendungsdauer Beschaffungs- und Preisinformation Nebenwirkungen Ausführliche Textinformationen Weiter 43 Seiten mit Abbildungen zu Testosteron Enantat Präparaten

26 2313 Schüler im Alter zwischen 12 und 21 Jahren, im Mittel ca Jahre

27 13 Jahre 15 Jahre 17 Jahre 18 Jahre 2313 Schüler im Alter zwischen 12 und 21 Jahren, im Mittel ca Jahre

28 Koksnase Stimulanzien Cocain Amphetamin Ephedrin

29 Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden S6 Stimulanzien Adrafinil, Adrenalin, Amfepramon, Amiphenazol, Amphetamin, Amphetaminil, Benzphetamin, Bromantan, Carphedon, Cathin**, Clobenzorex, Cocain, Cropropamid, Crotetamid, Cyclazodon, Dimethylamphetamin, Ephedrin***, Etamivan, Etilamphetamin, Etilefrin, Famprofazon, Fenbutrazat, Fencamfamin, Fencamin, Fenetyllin, Fenfluramin, Fenproporex, Furfenorex, Heptaminol, Isomethepten, Levmethamfetamin, Meclofenoxat, Mefenorex, Mephentermin, Mesocarb, Methamphetamin (D-), Methylendioxyamphetamin, Methylendioxymethamphetamin, p- Methylamphetamin, Methylephedrine***, Methylphenidat, Modafinil, Nikethamid, Norfenefrin, Norfenfluramin, Octopamin, Ortetamin, Oxilofrin, Parahydroxy-Amphetamin, Pemolin, Pentetrazol, Phendimetrazin, Phenmetrazin, Phenpromethamin, Phentermin, Prolintan, Propylhexedrin, Selegilin, Sibutramin, Strychnin und andere Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur oder ähnlicher biologischer Wirkung ** Cathin ist verboten, wenn die Urinkonzentration > 5 µg / ml Urin ist *** Ephedrin und Methylephedrin sind verboten, wenn die Urinkonzentration > 10 µg / ml Urin ist

30 Dopingliste der WADA Wirkungen der Catecholamine aus Lüllmann, Mohr, Ziegler: Taschenatlas der Pharmakologie, Thieme-Verlag, Suttgart-New York 1994

31 Nebenwirkungen der Amphetamine Nach hohen Dosen, vor allem von Amphetamin, können Psychosen, Halluzinationen und auch schwere psychische Abhängigkeit auftreten Verengung der Blutgefäße und Blutdruckanstieg bis hin zum Wärmestau. (Thermoregulation eingeschränkt) Herzinfarkt, Herzrhythmusstörungen Unter sportlicher Leistung wird die Ermüdungsschwelle angehoben völlige körperliche Erschöpfung Radrennfahrer-Dopes (Amphetamin, Fenetyllin, Methylphenidat u.a.) führten zu zahlreichen Todesfällen

32 Positive Befunde mit Stimulanzien Substanzen Amphetamin Ephedrin Cocaine Anzahl Substanzen Mephentermin Fenethyllin Methylephedrin Anzahl Dopingbefunde weltweiter Kontrollen Stimulantien ( ) (Statistik der WADA akkreditierten Laboratorien) MDMA Methylphenidat Phentermin Heptaminol Clobenzorex Fenfluramine MDEA Methylephedrin Metamphetamin 28 Phendimetrazin 2 Cathin 25 Strychnin 2 Nikethamid 21 Bromantan 1 Etilefrin 11 Cropropamid 1 MDA 11 Crothetamid 1 Modafinil 10 Dimethamphetamin 1 Pemolin 10 Doxylamin 1 Amfepramon 7 Fenproporex 1 ca Dopingkontrollproben (nur Wettkampfproben) mit ca. 868 (0.29%) positiven Befunden (A-Proben) Benzylpiperazin Carphedon Fenetyllin Mesocarb Parahydroxyamphe tamin Pholedrin Norfenfluramin 6 Propylhexedrin 1 Etamivan 4

33 S1 Anabole Wirkstoffe Zur Verbesserung des Muskelaufbaus in der Trainingsphase Anabolika Training

34 Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden S1 Anabole Wirkstoffe 1. Anabol Androgene Steroide (AAS) A. Exogene AAS: bolasterone; boldenone; boldione; calusterone; clostebol; danazol; dehydrochloromethyl-testosterone; delta1-androstene-3,17-dione; delta1-androstenediol; delta1-dihydro-testosterone; desoxymethyltestosterone; drostanolone; ethylestrenol; fluoxymesterone; formebolone; furazabol; gestrinone; 4-hydroxytestosterone; 4-hydroxy-19-nortestosterone; mestanolone; mesterolone; metenolone; methandienone; methandriol; methyldienolone; methyl-1-testosterone; methylnortestosterone; methyltrienolone; methyltestosterone; mibolerone; nandrolone; 19- norandrostenediol; 19-norandrostenedione; norbolethone; norclostebol; norethandrolone; oxabolone; oxandrolone; oxymesterone; oxymetholone; quinbolone; stanozolol; stenbolone; tetrahydrogestrinone; trenbolone and other substances with a similar chemical structure or similar biological effect(s). B. Endogene AAS: androstenediol (androst-5-ene-3β,17β-diol); androstenedione (androst-4- ene-3,17-dione); dehydroepiandrosterone (DHEA); dihydrotestosterone; testosterone.

35 Testosteron (Steroidhormon) Steroidgrundgerüst männliches Sexualhormon androgene und anabole Wirkung Cholesterin HO H 3 C CH 3 CH 3 - androgene Wirkung Förderung von Wachstum und Differenzierung der männlichen Fortpflanzungsorgane, Ausbildung sekundärer Geschlechtsmerkmale wie Bartwuchs und Vergrößerung des Kehlkopfes. Testosteron O OH - anabole Wirkung vor allem in der Pubertät - Ausbildung des typisch männlichen Muskel- und Skelettwachstums

36 Anabolika: Anabol Androgene Steroide (AAS) 1-Methylierung 1,2-Dehydrogenierung 19-Nor-methyl-steroid OH 17-Methylierung 2-Methylierung O 4-Chlorierung

37 Am meisten missbrauchte Anabolika OH OH CH 3 O O Metandienon 19-Nortestosteron OH OH CH 3 H N N H O Stanozolol Testosteron

38 Doping im Sport Anabolika - Wirkungen und Nebenwirkungen Anabole Wirkungen vergleichbar zu denen des Testosterons Androgene und toxische Wirkungen 1. Allgemeine Nebenwirkungen Akne, Wassereinlagerung ins Gewebe 2. Schädigung des Herz-Kreislaufsystems Veränderung des Lipidstoffwechsels: Abnahme HDL- und Zunahme LDL-Fraktion Zunahme der Herzmuskelmasse ohne Zunahme der Kapillarisierung (bisher nur im Tierversuch gezeigt) 3. Leberschäden Anormale Werte in den Leberfunktionstests ( besonders bei 17-Alkylsteroiden) Hinweise auf Peliosis hepatis und Lebertumorbildung Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln

39 Doping im Sport Anabolika - Nebenwirkungen Schädigungen des Herz-Kreislauf-Systems A) Wirkungen auf den Fettstoffwechsel und Erhöhung von Risikofaktoren Abnahme der HDL-Fraktion und Zunahme des LDL HDL / LDL B) Mögliche Veränderungen von Faktoren der Blutgerinnung, des Gefäßsystems, Schädigungen der Herzmuskelzelle (Veränderungen der Thrombozytenfaktoren von Thrombin und Fibrin) wissenschaftlich nicht abgesichert viele Einzelfallbeispiele hinsichtlich Todesfälle durch Herzinfarkt C) Herzhyperthrophie und Kapillarisierung nach Tagarakis und Herzhyperthrophie unter Addicks (1995) Anabolikaanwendung ohne adäquate Verbesserung der Kapillarisierung Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln

40 Doping im Sport Herzhyperthrophie und Kapillarisierung nach Tagarakis und Addicks (1995) Herzhyperthrophie unter Anabolikaanwendung ohne adäquate Verbesserung der Kapillarisierung Anabolikaapplikation bei Mäusen: Testosteronpropionat, Oral-Turinabol, Metandienon, 3 mg/kg Körpergewicht pro Woche ohne Training ohne Anabolika mit Training ohne Anabolika mit Training und mit Anabolika Kapillare Myokardzelle Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln

41 Doping im Sport Anabolika - Nebenwirkungen Leberschäden Veränderungen von Leberwerten wie Erhöhung der Blutkonzentrationen an Billirubin, Aspartataminotransferase, Alkalische Phosphatase Bei hoher Anwendung irreversible Schäden wie Cholestase, Hyperplasia, Peliosis hepatitis und Leberzellkarzinome Toxizität Metandienon OH CH 3 Testosteron OH H > O O 17-alkylierte Steroide wirken toxisch (wie Metandienon und Stanozolol), nichtalkylierte Steroide (wie Testosteron und 19-Nortestosteron) wirken gering bzw. nichttoxisch bei vergleichbarer Dosierung Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln

42 Doping im Sport Anabolika - Nebenwirkungen Psychotrope Veränderungen Folgende Veränderungen können bei hoher Dosierung von Anabolika auftreten: Stimmunglage + Euphorie, sexuelle Erregbarkeit, Energiebereitstellung, + Gereiztheit, Gefühlsschwankungen, Gewaltbereitschaft, Aggressivität Kognitive Leistungen + Zunahme - Gedächnisleistung, - Abnahme Konzentrationsfähigkeit Mögliche psychische Abhängigkeit + Depressionen nach Absetzen Faktoren, die das Ausmaß der psy.wir. beeinflussen Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln Höhe und Dauer der Dosierung, Struktur des Anabolikums, Persönlichkeitsstruktur, Grundagressivität, psychische Erkrankungen, gleichzeitiger Alkohol- und Drogenabusus Streßsitiuationen Soziale Bedingungen

43 Doping im Sport Anabolika - Nebenwirkungen Androgene und toxische Wirkungen 4. Psychotrope Wirkungen Euphorisches Gefühl, Steigerung der Aggressivität (?) Hinweise auf psychische Abhängigkeit 5. Virilisierungseffekte bei Frauen Vertiefung der Stimme durch Kehlkopfverknöcherung, Klitorisvergrößerung, männliches Behaarungsmuster, Veränderung der Fettverteilung, Störungen des Mensruationszyklus 6. Nebenwirkungen bei Männern Brustwachstum (Gynäkomastie), Abnahme des Hodenvolumens und der Spermienzahl 7. Vorzeitiger Wachstumsstop bei Jugendlichen Vorzeitiges Schließen der Wachstumsfugen in den Knochen Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln

44 Doping im Sport Anabolika - Nebenwirkungen Gynäkomastie (Brustwachstum) bei hoher Androgenanwendung Annahme: beim Mann durch hohe Estrogenkonzentrationen ausgelöst; aromatisierbare Anabolika Estrogenen Testosteron ( R = H ) OH R Estradiol ( R = H ) OH R O Drostanolon aromatisierbar HO OH OH H 3 C O H H 3 C nicht aromatisierbar HO Copyright Institut für Biochemie DSHS Köln Um diese estrogenartigen Nebenwirkungen zu minimieren, Anwendung von Antiestrogene wie Clomiphen und Tamoxifen

45 Doping mit Designer-Steroiden Tetrahydrogetrinon (THG) The Balco story 2003, California H 5 C OH 2 C H CH H 2 /Palladium H 5 C OH 2 CH 2 H CH 3 O O Gestrinon Tetrahydrogestrinon

46 Doping mit Anabolika Methyltrienolon OH CH 3 Bei einer Trainingskontrolle In April 2008 werden von 11 griechischen Gewichthebern 9 mit Methyltrienolon überführt O

47 Analytik 1972 Olympische Spiele München Massenspektrometer mit Gaschromatograph Atlas MAT CH-5 -miton-line-datensystem (links) Gaschromatograph (rechts)

48 Analytik 2008 Labor Köln Massenspektrometer mit Gaschromatograph GC/MS/MS Quantum (Thermo Fisher Scientific) Gaschromatograph (links) Massenspektrometer (rechts)

49 Testosteron - Nachweis Testosteron Chemische Grundstruktur C 19 H 28 O 2 körpereigene Synthese OH O

50 Testosteron - Nachweis Testosteron Chemische Grundstruktur C 19 H 28 O 2 Testosteron für die Medizin OH O

51 IOC-Regel: Testosteron Verbot Konzentration ct / cepi = ca. 1 OH H H OH O O Testosteron OH H Epitestosteron H OH

52 IOC-Regel: Testosteron Verbot Testosteron Konzentration ct / cepi > 4 positiv? Testosteron Epitestosteron OH H H OH O O

53 Individuelle Schwankungen des T/E-Quotienten A Wenig trainierte männliche Versuchsperson unter Ruhebedingungen T/E-Quotient Tag B T/E-Quotient Hochtrainierter Radrennfahrer während der Tour de France Tag

54 Nachweis von Testosteron Postiver Befund aufgrund individueller Referenzwerte T/E-Quotient Tag

55 Testosteron Nachweis - Isotopenbestimmung Testosteron Chemische Grundstruktur C 19 H 28 O 2 Endogenes Testosteron OH Testosteron für die Medizin OH O 13 C / 12 C O 13 C / 12 C promill 28.0 promill

56 Positive Befunde mit Anabolika Positive Dopingbefunde weltweiter Kontrollen Anabol Androgene Steroide (AAS) ( ) (Statistik der WADA akkreditierten Laboratorien) Substanzen Anzahl Substanzen Anzahl Testosteron** 900 Oxymetholon 11 Nandrolon Testosteron 11 Stanozolol Androstendiol 8 Methandienon 178 Trenbolon 7 Boldenon 63 Danazol 4 Metenolon 61 Dehydrochlormethyltestosteron 4 Methyltestosteron 51 Mestanolon 4 Mesterolon 45 Etiocholanolone 4 Prasteron (DHEA) 27 Fluoxymesteron 3 Androsteron 22 Methandriol 3 Clostebol* 15 Boldion 1 Oxandrolon 14 Norethandrolon 1 Tetrahydrogestrinon 14 Oxymesteron 1 Drostanolon 12 Dihydrotestosteron 1 Androstendion 12 5ß-Androstandiol 1 ca Dopingkontrollproben mit ca (0.41%) positiven Befunden (A-Proben) ** Daten von Testosteron konnten nur geschätzt werden

57 Dopingliste und Analytik - aktuelle Problembereiche Verbotene Substanzen und Methoden S0 Nicht zugelassen Substanzen S1 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroide (AAS) exogene und endogene AAS (z.b.testosteron) Andere anabole Wirkstoffe S2 Peptidhormone (z.b. HGH, EPO, Insulin) S3 ß2-Agonisten S4 Hormonantagonisten und Modulatoren S5 Diuretika u.a. maskierende Substanzen S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide M1 Verbesserung des Sauerstofftransports Blutdoping (z.b. Eigenblutdoping) künstliche Sauerstoffträger M2 Manipulationen M3 Gendoping Verbotene Substanzen in bestimmten Sportarten Alkohol, Beta-Blocker

58 Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden S2. HORMONE und verwandte Substanzen Die folgenden Substanzen und ihre Releasingfaktoren sind verboten: 1. Erythropoietin (EPO) 2. Wachstumshormon (hgh), Insulin-like Growth Factor (z.b. IGF-1), Mechano Growth Factors (MGFs) 3. Gonadotrophine (z.b. LH, hcg), nur bei Männern verboten; 4. Insulin* 5. Corticotropine und andere Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur oder ähnlicher biologischer Wirkung(en) * An Diabetes erkrankte Sportler müssen eine Therapeutische Ausnahmeregelung (TUE) beantragen

59 Doping mit Hormonen Erythropoietin - EPO Wirkung von EPO (Erythropoietin) O -Überschuß 2 O -Mangel 2 Niere - Epo + Ekblom and Berglund (J.Intern.Med. 229, 1991, p125) maximal exercise O 2 Bildung von Erythrozyten Erythropoietin Work time, sec 500 to 583 VO 2 max, l/min 4,52 to 4,88 Blut Knochenmark

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61 Dopinganalytik Erythropoietin - Urintest IEF PATTERN EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J BB 100% 34% 28% 95% ph ph

62 Dopinganalytik Erythropoietin - Urintest Peptidhormon Erythropoietin (EPO) Nachweis Olympische 5.21 Winterspiele 2002 Salt Lake City 3 Athleten werden der Anwendung eines neuen EPO-Präparates - Darbepoetin (NESP) überführt 4.42 ph Produktinformation der Firma 3.77 Ambgen zu Darbepoetin (Aranesp )

63 Dopinganalytik Neuentwicklungen Polyethylenglycol (PEG) EPO

64 Dopinganalytik Neuentwicklungen

65 ESA Erythropoese stimulierende Substanzen Produktinformation von Affymax zu Hematide TM / peginesatide amino acid chain 20 AS amino acid chain 20 AS PEG

66 ESA Erythropoese stimulierende Substanzen Doping Manipulation mit HIFs HIF Abbau Kidney HIF = Hypoxia-Inducible Factor EPO O2 excess EPO O2 lack HIF HIF Prolyl-hydroxylase Inhibitoren e.g. FG 2216, FG 4592

67 Manipulation Urinproben nach Zusatz von Proteasen (Proteasen)

68 Manipulation Urinproben nach Zusatz von Proteasen Effekte beim Waschen durch Proteasen

69 Dopinganalytik Erythropoietin - Urintest IEF PATTERN EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J ph ph Standard Urinproben

70 Manipulation Urinproben nach Zusatz von Proteasen IEF PATTERN direkter Nachweis der Proteasen ph ph Standard Urinproben

71 Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden S4. Hormon Antagonisten und Modulatoren 1. Aromatase-Inhibitoren z.b. Anastrozol, Letrozol, Aminoglutethimid, Exemestan, Formestan, Testolacton 2. Selektive Estrogen-Rezeptor Modulatoren (SERMs): z.b. Raloxifen, Tamoxifen, Toremifen 3. Andere anti-estrogene Substanzen z.b. Clomiphen, Cyclofenil, Fulvestrant 4. Myostatin Inhibitoren

72 Dopingliste der WADA Myostatin - Myostatingen Myostatin ist ein Wachstumsfaktor und bei der Regulation des Muskelwachstums von Bedeutung. Hierbei übernimmt es eine Art der negativen Regulation. Wird die Myostatinbildung gehemmt bzw. fällt sie ganz aus, so kommt es zu einem vermehrten Muskelwachstum ( Abb.1 u. 2). Die Bildung des Myostatin wird über das sogenannte Myostatingen reguliert. Eine Beeinflussung dieses Gens hat somit Folgen für das Muskelwachstum. Substanzen, die die Aktivität des Myostatingens (Genexpression) hemmen, bewirken somit indirekt ein übernatürliches Muskelwachstum, was sicherlich auch zu Dopingzwecken missbraucht werden kann. MYO-029 (Antikörper gegen Myostatin) Phase I/II - Verträglichkeitsstudie bei Patienten mit Muskeldystrophie Abb.1 Ausfall des Myostatin-Gens bei einem "Belgian Blue"-Rind führt zu massivem Muskelwachstum Abb.2 "Knock-out" Supermaus. (Mächtig hypertrophierte Beinmuskulatur nach Ausfall des Myostatin-Gens im Bild rechts).

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74 Direkte Nachweise von Blutdoping Blutdoping Fremdbluttransfusion - Nachweis Die am häufigsten vorkommenden Antigene (neben den bekannten Blutgruppenantigenen) sind: C, c, E, e, K (KEL1), k (KEL2), M, N, S, s, P, Lua (Lutheran), Lub (Lutheran, Lea (Lewis), Leb (Lewis), Fya (Duffy), Fyb (Duffy), Jka (Kidd), Jkb (KIdd) Methode: Flowzytometrie 1. Markierung der einzelnen Antigene > Antikörper > Fluoreszens 2. Zählung der einzelnen Blutzellen und ihre Fluoreszens 3. Graphische Darstellung der Ergebnisse Anzahl der Blutzellen versus Fluoreszenz

75 Indirekte Nachweise von Blutdoping ( alt ) Hämatologische Parameter Hämatokrit Hämoglobin % Retikulozyten Kein wissenschaftlich eindeutiger Nachweis Folgende Blutparameter und Grenzwerte werden von den Verbänden aktuell verwendet, um eine Schutzsperre für den Athleten von 5-14 Tagen auszusprechen Verband Blutparameter Männer Frauen UCI (Union Cycling International) Hämatokrit 50 % 47 % FIS (Interantionaler Skiing Federation) Hämoglobin 17,0 g/100 ml Blut 16,0 g/100 ml Blut ISU (International Skating Union) IBU (International Biathlon Union) Hämoglobin 18,0 g/100 ml Blut in der Höhe (> 600m) 18,5 g/100 ml Blut 16,5 g/100 ml Blut in der Höhe (> 600m) 17,0 g/100 ml Blut Hämoglobin 17,5 g/100 ml Blut 16,0 g/100 ml Blut

76 Indirekte Nachweise von Blutdoping Blutoping Homologe und Autolgoge Bluttransfusion The Athlete s Biological Passport ABPS abnormal blood profile score Statistisches Verfahren (Basian statistics) Neun hemätologische Blutparameter werden bestimmt. HKT HGB % Retis RBC MCV MCH MCHC WBC PLT hematocrit hemoglobin % reticulocytes red blood cell count mean corpuscular volume mean corpuscular hemoglobin mean corpuscular hemoglobin concentration white blood cell count platelet count

77 Indirekte Nachweise von Blutdoping

78 Indirekte Nachweise von Blutdoping

79 Doping Verbotenen Methoden M1. Methoden zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung Präparate: Hemopure Oxyglobin crosslinked quervernetzt polymerisiert

80 Doping Verbotenen Methoden M3. Gendoping Die nichttherapeutische Anwendung von Zellen, genetischen Elementen oder die Beeinflussung der Genexpression mit dem Ziel der sportlichen Leistungssteigerung ist verboten. Gentherapeutische Verfahren Beeinflussung der Genexpression

81 Gendoping Ropoxygen Entwicklung im Tierversuch bei Mäusen Firma Oxford BioMedica 2002 Sauerstoffsensitiver Faktor Sauerstoffdruck über Normwerte Deaktivierung des EPO-Gens Verbesserte Sauerstoffversorgung

82 Gendoping - Nachweis

83 Gendoping - AICAR Die WADA verbietet ab den die Anwendung von AICAR und GW Was ist AICAR bzw. GW1516? Was bewirkt AICAR bzw. GW1516? Kann AICAR bzw. GW1516 nachgewiesen werden?

84 Gendoping AICAR und GW1516 Was ist AICAR bzw. GW1516? HO HO O H 2 N O N OH N NH 2 HO O O CH 3 S H 3 C S N CF 3 C 9 H 14 N 4 O 5 MG 258 C 21 H 18 F 3 NO 3 S 2 MG 453

85 Gendoping - AICAR Wie wirkt AICAR bzw. GW1516? AICAR zeigte in Versuchen bei Mäusen, dass die Laufleistung um bis zu 44 % gesteigert werden konnte. AICAR soll dabei positiv auf Gene wirken (Genexpression) und zu einer vermehrten Bildung von Enzyme für die oxidative Energiebereitstellung führen, insbesondere soll die Substanz so positiv auf die Fettverbrennung wirken. Medizinisch wäre dieses von Bedeutung für eine medikamentäse Behandlung von Übergewicht (z.b. bei Adipositas)... Keine Daten beim Menschen!

86 Gendoping - AICAR Kann AICAR bzw. GW1516 nachgewiesen werden? Der Nachweis ist problemlos im Urin möglich! Technik : LC/MS/MS AICAR kommt aber auch natürlich vor und wird in den Urin ausgeschieden, GW1516 ist absolut körperfremd

87 Fazit Verbesserungen des Anti-Dopingkampfes durch die Gründung der Welt-Anti-Doping-Agentur sowie nationaler Anti-Doping-Agenturen Verbesserungen durch Intensivierung staatlicher Förderungen Verbesserungen der Doping-Bekämpfung durch Internationale und nationale Sportfachverbände Verbesserungen der analytischen Nachweis-Techniken Zunehmend Monitoring von Spitzenathleten durch Verlaufskontrollen (Steroidprofile und Blutprofile) Probleme beim Nachweis körperidentischen Doping-Substanzen Zukünftige Probleme durch Gendoping und weitere neue Substanzen und Methoden sind nicht abschätzbar Probleme bestehen bei den Kontrollen außerhalb des Wettkampfes (internationale Harmonisierung wird angestrebt)