U N A M FES ZARAGOZA lO tNllAllO IJI 01 M4MSllA UUUllOM UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA EFECTOS TOXICOS PRODUCIDOS POR EL USO DE HORMONAS PEPTIDICAS EN EL DEPORTE T E s 1 s MODALIDAD MONOGRAFICA QUE PARA OBTENER EL TíTULO DE QUI MICO p R E FARMACEUTICO s E N T BIOLOGO A HAYDEE DE JESUS MARTINEZ ASESORA M. en C. MA. TERESA GRISELDA FUENTES LARA MEXICO, D.F. 2004 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Jurado Asignado Presidente: Dr. Marco A. Rodriguez Medina Vocal: M en C. Ma. Teresa Griselda Fuentes Lara Secretario: Q.F.B. Ma. Del Rosario Benítez Velázquez Suplente: Q.F.B. Graciela Rojas Vázquez Suplente: Q.F.B. Enrique Escalera Zuñiga Agradezco a la M en C. Griselda Fuentes por la paciencia e inteligencia con que supo encausarme para concluir este trabajo. A todos los profesores que se ocuparon de mi formación profesional por su apoyo, asesoría, tolerancia y lo invaluable de sus conocimientos. A la FES Zaragoza. Gracia s. Agradezco infinitamente a mis padres Delfina Martínez y Eutiquio De Jesús por haberme motivado e impulsado a lograr mis objetivos, por su amor, apoyo y comprensión, por confiar y tener la seguridad de que éste sueño se haría realidad. Gracias a ustedes he logrado todo lo que soy. Que Dios los bendiga y cuide siempre. Agradezco a Ornar Chávez, Mónica Aguilar, Ana Lucina, Helen Jaramillo, América Orellana, J enny García, Laura Ramírez, Maria de Jesús, Adolfo Anaya, Leticia Hernández y a todos aquellos que he omitido, por su valiosa amistad, su apoyo incondicional, su entusiasmo contagioso y su buena vibra. M i 1 G r a c i a s. INDICE. CONTENIDO PÁGINAS Introducción................. .. .. ... .... .. ..... ........ .. .. ...... ... .... .. ......... ........... ... ............ . 1 Objetivos ...... ... ...... ..... ... .......... ........... .. ..... ..... .. ............ ... ..... .. ...... ....... ....... .. .. 4 Planteamiento del problema.......... ... ............. ...... ......... ... ... ... ..... .. .. ... ... ..... .. 5 Importancia del estudio.. .. ............ ..... ............ ........ .......... .. .... .......... ....... ...... 6 CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS ......... ... ........ ..... .. .. ..... ..... ... ........ .... 7 1.1 Generalidades....... .. .......... ......... .... ... .... ..... ... ... ...... .............. ........ .............. 7 1.2 Naturaleza de una Hormona............. .... .... .. .... ......... .. ....... .... .... .... .. .... .. .... . 7 1.3 Secreción, transporte y eliminación de las hormonas.... .................... ..... ... 9 1.4 Receptores Hormonales y su activación. .. .... ........... .. .... ................ ......... .. 1 O 1.5 Medición de la concentración de hormonas en sangre...................... .. ..... 11 2 ERITROPOYETINA (EPO) ....... ...... .... ........ .... .... .............. .. ..... .... ..... .. ... ......... . 12 2.1 Origen. .... ... ........ .................... .. .... .......... ....................................... ...... .. .... 12 2.2 Mecanismo de Acción.. ... ....... .................... .. ............... ...... .... ... ....... .... .. ... 13 2.3 Uso en el deporte.... ......... .. ... ... .............. ... ............. ....... .... .......... ... .. ......... 14 3 INSULINA............. ............. ........... .. ....... .............. ...... ........ .......... ................ ...... 16 3.1 Origen.. .... ...... ........ ...... .. ..... ..... .. .... ..... ............. .. .. ....... ........... ....... ............ 16 3.2 Mecanismo de acción. ... ...... ..... ..... ...... ...... .... ........ ........ ............ ...... ......... 17 3.3 Uso de insulina en el deporte ... ...... ...... ..... ... ... ............. ..... ........ ......... ... .... 18 4 GONADOTROPINAS .. ........... ........... ... ....... ... .. ......... .... ... ........... .... ..... .. ... .. ...... 20 4.1 Gonadotropina Coriónica Humana (hCG).... .. ........... ... .. .... ........ .. ............ 20 4.1.1 Origen ... ... ...... ..... ...... ... .... .... ..... .... .. ... ..... ..... .. ............. ..... ... ..... 20 4.1.2 Mecanismo de acción... .... ..... ... ...... ... ... .................. ........... .... .. 20 4.2 Hormona Luteinizante LH y Folículo Estimulante FSH .. ...... ...... .... .... .... 21 4.2.1 Origen ................. ... .... ........... .. .. .. ................ ............ ...... .......... 21 4.2.2 Mecanismo de Acción .... .... .... ....... .......... .. ... .... ...... ........ .... .. .. 22 4.2.3 Testosterona .... ... ... .. ... .. ... ...... .......... ......... .............. ... .. ....... ... . 23 4.2.4 Efectos de la Testosterona ....... .... ... ... .. .. .... ........ ............. .. ..... 24 4.2.5 Mecanismo de Acción ....... ..... ...... ...... .... ....... .... ........ ... ... ...... 25 4.2.6 Uso de la hCG y LH en el deporte. .... ... .. .. ............ .... ...... .. .... 25 5 HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH) ...... .... ......... .... ......... .. ... .. ........ ..... . 28 5.1 Origen ...... .............. ..... ...... .. .... ... .. ........ ....... ... ....... ... .... ... .... ... .................. 28 5.2 Mecanismo de Acción ............. .. ........................... ........... .. .............. .. ..... 29 5.3 Uso de la GH en el deporte ..... ... ...... .. ..... ......... .. .. ................ ........ ... .. ..... . 32 6 MÉTODOS DE ANÁLISIS Y CONTROL ANTIDOP AJE ............ .... ... ... ........ 34 6.1 Control Antidopaje. .... .. ... . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . ... ............. . ... ................ .. ..... ... .. . 34 6.2 Métodos de Análisis .... ......... ....... ................ .... .. ..... ...... ... ...... .. ........... .... 35 6.2.1 Métodos de Análisis Presuntivos .... ...... .. ... .... ........... .......... .. .. 35 6.2.1.1 Raidioinmunoanálisis (RIA) .. ..... .............. ..... .. ... ..... . 36 6.2. 1.2 Variantes del RIA en Fase sólida .. ... ........ .. ............... 37 6.2.1.3 Enzimoinmunoanálisis (EIA o ELISA) .................... 38 6.2. 1.4 Focalización isoeléctrica. .. ..... ... ....... ................. ........ 39 6.2.1.5 Inmunotransferencia ....... ........ ..... ........... ... .............. .. 40 6.2.1 .6 Cromatografia en fase reversa (RCP) .. ..... ...... ... ... ..... 41 6.3 .1 Métodos de análisis Confirmativos ... ......................... ............................ 43 6.3. l.1 Cromatografía líquida de alta presión acoplada a Espectrometría de masas ...................... .............. ....... .......... .. 43 7. ASPECTOS ÉTICOS Y PREVALENCIA DEL ABUSO DE HORMONAS PEPTÍDICAS EN EL DEPORTE ................... ..... ......... .. ................ 45 8. ANÁLSIS DE RESULTADOS .... ........ .............. .................. ........... ... ............. .... .... 48 9. CONCLUSIONES ......... ..... ........... .. ... ... ...... ...... ............ ....... ... ... ........... .................. 51 10. GLOSARIO ..... .... ..... ................. ..... .......... ... ... ........ ...... ... .. .... ........... ......... ...... ..... . 53 11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...... ..... ... .......................... .......... ... ..... .. ... ... 55 12. ANEXO 1 ........ .... ... ... ...... .... ...... .. ............. ..... ....................... ...... ........ .. .... .. ....... .. .. 58 INTRODUCCIÓN. lbydtt Iñ Jesús M1rtínez Efectos Tóx!coa prodt1cldoa oor el uso de Hormonas Peetld!cas en el deoorte A través de los tiempos el hombre ha buscado elementos y sustancias que le proporcionen mejores condiciones de vida. Además, siempre ha sido competitivo y busca elementos que mejoren de alguna forma su lucha por la vida, sea en su trabajo, en la guerra y por supuesto también en el deporte. En Grecia en los primeros Juegos Olímpicos, los corredores de fondo tomaban una "cocción de plantas" antes de la competencia y hasta se sometía a los atletas a extirpaciones viscerales, como la resección del bazo, cauterizaciones, etcétera; porque se tenía la creencia de que de esta forma se mejoraba el rendimiento físico en la competencia. 1 En 1865 se tiene el primer registro de un caso de dopaje de un nadador inglés; a partir de aquí comienza a incrementar el dopaje en las diferentes disciplinas deportivas: Atletismo (1879), ciclismo con un primer caso mortal (1886), en fútbol (1908) y boxeo (1910).1 Todo esto llevó, a prohibir entre los atletas el empleo de sustancias o de prácticas mutilantes a fin de mejorar artificialmente sus condiciones físicas . Desde entonces hay innumerables publicaciones de sustancias utilizadas para mejorar su rendimiento, empezando por la cocaína, la morfina, cafeína, etc. Las que luego fueron reemplazadas por la niquetamida, cardiazol y la efedrina, después por las anfetaminas y en los últimos tiempos por los esteroides anabólicos, sin embargo, éstos últimos son de las sustancias más conocidas por todas las federaciones deportivas, por esta razón los atletas utilizan actualmente otro tipo de sustancias que de igual manera mejoran su desempeño físico en cuanto a fuerza, velocidad y resistencia. Son las Hormonas peptídicas quienes actualmente han tenido gran prevalencia en el ámbito deportivo, desde finales de los 80 ' s. En 1989 la comisión médica del Comité Olímpico Internacional introdujo esta nueva clase de sustancias dopantes las cuales incluyen: Gonadotropina Coriónica humana (hCG), Hormona del crecimiento (GH), 6 Eritropoyetina (EPO), por ser las hormonas de las que se tenían mayor porcentaje de uso.3 Actualmente se publicó una nueva lista de sustancias prohibidas, propuesta en Lausana, Suiza el 27 de septiembre del 2003, para su ejercicio a partir de enero del 2004, por parte de la Comisión antidopaje, la Agencia Mundial Antidopaje (WADA) y adoptada por la comisión médica del Comité Olímpico Internacional (COI), considera la siguiente clasificación:56 S 1. Estimulantes S2. Narcóticos S3 . Canabinoides S4. Agentes anabólicos (esteroides anabólicos androgénicos) SS. Hormonas peptídicas S6. Beta-2 Agonistas J-11ydtt Dt JesU5 Mudnez Efectos Tóxlcna producidos oor el 1110 de Hormonas Pepttdicaa en el deporte S7. Agentes con actividad anti-oestrogénica S8. Agentes Enrnascarantes S9. Glucocorticosteroides Métodos prohibidos M 1. Mejoramiento del transporte de oxígeno (Dopaje sanguíneo, Administración Artificial de transportadores de oxígeno). M2. Manipulación Química, Física o Farmacológica M3. Dopaje Genético Siendo de nuestro interés el grupo SS que incluye las siguientes hormonas: 1. Gonadotropina coriónica humana (hCG) prohibida en hombres únicamente 2. Gonadotropinas sintéticas y pituitaria (LH) prohibidas únicamente en hombres. 3. Hormona del crecimiento (GH) e insulina ligada a factor de crecimiento (IGF-I). 4. Insulina. 5. Eritropoyetina (EPO) Este grupo favorece la producción de hormonas anabolizantes y estimula la producción de eritrocitos, los deportes en que más comúnmente se utilizan son fisicoconstructivismo, Triatlón, Básquetbol, Voleibol, Ciclismo.56 • 60 De acuerdo con el Comité Olímpico Internacional, el dopaje (o doping en inglés) es: "El uso de un artificio (sustancia o método) potencialmente peligroso para la salud de los deportistas y/ o susceptible de mejorar su rendimiento o la presencia en el organismo de un deportista, o la constatación de un método que figure en la lista anexa al Código Antidopaje del Movimiento Olímpico" Conferencia Mundial sobre el dopaje en el deporte, declaración de Lausana Suiza, ( 1996). El dopaje es altamente negativo para el deporte. Por su naturaleza desleal constituye un acto reprobable, opuesto a los más elementales principios deportivos. Además de ser fraudulento y por lo tanto punible, atenta contra la formación moral del individuo y contra su salud física, poniendo en riesgo la propia vida. 33 2 Haydeé Dt Jesús Martínez Efectas Tóxicos prodncidoa oor el uso de Hormonas Peptld!cas en el deporte En México existen muy pocos estudios que aborden el tema de los efectos tóxicos que causan el uso de hormonas peptídicas en el deporte; por lo tanto no hay suficiente información que ponga al tanto a los deportistas sobre el riesgo que corren al hacer uso de estás. Debido a esta falta de información entre los atletas es que existe el problema del dopaje con las hormonas peptídicas además de la creencia de que proveen los efectos benéficos de los esteroides anabólicos sin sus efectos adversos y con menor riesgo de detección. Lo anterior, respalda la realización de una investigación sobre este tema en el que se ven relacionadas diversas disciplinas del área de la salud como la farmacología, bioquímica y medicina del deporte para poder describir así los efectos tóxicos producidos por el uso inadecuado de dichas hormonas. Para llevar a cabo esta investigación se consultaron libros, revistas especializadas, e intemet. Todo esto siguiendo el método de investigación documental, monográfico y descriptivo. 3 Objetivo general: Haydtt De Jesús Martinez Efectos Tóxicos producidos oor el 1110 de Hormonas Peptldjcas en el deoorte OBJETIVOS. • Investigar la participación de las hormonas peptídicas, usadas para el mejoramiento del desempeño fisico en los atletas, así como los efectos adversos que pueden provocar. Objetivos particulares: • Describir las características farmacológicas de las principales hormonas peptídicas utilizadas en el ámbito deportivo. • Investigar bibliográficamente los efectos fisiológicos (benéficos y tóxicos) producidos en los deportistas. • Describir algunas técnicas analíticas utilizadas para la detección de las hormonas peptídicas. 4 Haydtt lñ Ja.U Martina Efectos Jóxjcos producidos oor el uso de Hormonas Peptld!cas en el deoorte PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. Debido a la intensidad en la rivalidad deportiva tanto en el plano nacional como en el internacional, y las ventajas sociales y económicas que los éxitos deportivos proporcionan, conducen a los atletas ha usar diversos agentes farmacológicos y algunos procedimientos (doping sanguíneo, administración de oxígeno) prohibidos por el Comité Olímpico Internacional (COI); los cuales están destinados a aumentar artificialmente el rendimiento del deportista. 15 Existe un gran número de sustancias, que debido a los supuestos efectos benéficos producidos en el organismo se usan frecuentemente; los anabólicos esteroideos son de las sustancias más conocidas por el COI, debido a la incidencia que existe cuando un atleta da positivo en sus pruebas de laboratorio. Es por esta razón que los atletas actualmente utilizan otro tipo de sustancias que de i~ual manera mejoran su desempeño físico en cuanto a fuerza, velocidad y resistencia.4 Son las Hormonas peptídicas quienes tienen gran prevalencia en el ámbito deportivo desde principios de los años 90's, el motivo principal por el cual se ha incrementado el dopaje con hormonas peptídicas, radica en la dificultad que se tiene para su detección, ya que son sustancias secretadas endógenamente por el organismo y posee particular problema en cuanto al desarrollo de un método satisfactorio para su detección en muestras de orina. 18 Por tal motivo el COI y la Agencia Mundial Anti-Doping (WADA) se han dado a la tarea de investigar alternativas analíticas que permitan la detección de estas hormonas en sangre, suero o plasma, valiéndose para ello de ensayos inmunoenzimáticos como el Radioinmunoanálisis (RIA) y otras técnicas como, Espectrofotometría de masas, y algunas técnicas cromatográficas, etc., contribuyendo así a su detección. 48 5 Haydet De Jesús Martintt Efectos Tóxicos producidos PºC e• uso de Hormonas Peptldjcas en el deporte IMPORTANCIA DEL ESTUDIO. El problema del doping con hormonas peptídicas se debe a la falta de información entre los atletas, y son utilizadas debido a la creencia de que proveen los efectos benéficos de los anabólicos esteroideos sin sus efectos adversos y con mucho menor riesgo de detección por medio del dopaje. Esta creencia conlleva a la administración de dichas sustancias sin tomar en cuenta que existe un gran riesgo sobre su salud y que los efectos adversos son generalmente irreversibles. Dado que la salud es una condición indispensable para el bienestar de la población, y en este caso, de los atletas; es importante crear conciencia entre la élite deportista, de que el uso de sustancias hormonales tiene como consecuencia severos problemas fisiológicos a nivel : cardiovascular, hepático, músculo esquelético, endocrinológico, hematológico y psicológico entre otros. Por lo anterior es de vital importancia llevar un estricto control del dopaje hormonal. La finalidad del presente estudio es la investigación y análisis de los efectos tóxicos reportados por la administración de hormonas peptídicas; así como las técnicas analíticas empleadas para su detección. 6 Haydré De Jesús Martínez Efectos Tóxicos producjdoa oor el uso da Hoanonaa P•ptldicaa en el deoorte l. CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS. 1.1 GENERALIDADES A continuación se describirán algunas características generales de las hormonas sobre las funciones en el organismo. Las funciones del organismo están reguladas principalmente por dos sistemas de control: A) El sistema nervioso B) Las hormonas o el sistema endocrino. Las hormonas se encargan de controlar las funciones metabólicas del cuerpo regulando la velocidad de las reacciones químicas en las células, el transporte de sustancias a través de las membranas celulares y otros aspectos del metabolismo celular como crecimiento y secreción. Algunos efectos hormonales ocurren en segundos, mientras que otros requieren varios días sólo para empezar y luego continúan por semanas, meses e incluso años. 1.2 NATURALEZA DE UNA HORMONA. Una hormona es una sustancia qmm1ca secretada en los líquidos corporales por una glándula de secreción interna o externa y que ejerce un efecto de control fisiológico sobre las células del organismo. Las hormonas se pueden clasificar como Hormonas locales (por ejemplo, secretina, liberada en la parte el duodeno y transportada en la sangre al páncreas para estimular la liberación de una secreción pancreática acuosa y alcalina). Es evidente que estas hormonas tienen efectos locales específicos y de allí el nombre de hormonas locales. El otro grupo denominado hormonas generales son secretadas por glándulas endocrinas específicas que se ubican en diferentes sitios del cuerpo. Estas hormonas se vierten a la sangre y causan acciones fisiológicas en tejidos distantes. Unas pocas hormonas generales afectan todas o casi todas las células del cuerpo; algunos ejemplos son: la hormona del crecimiento proveniente de la adenohipófisis y la hormona tiroidea de la glándula tiroides. Sin embargo, otras hormonas generales afectan principalmente tejidos específicos; por ejemplo, la corticotropina (ACTH) de la hipófisis anterior, que estimula específicamente la corteza suprarrenal, y las hormonas ováricas que muestran efectos específicos sobre el endometrio uterino. Los tejidos afectados de manera específica se denominan órganos efectores. 7 Haydtt De Jesús Martínez Efectos J61!co1 producidos Po' el 1110 de Hoanonas Peotldicas en el deporte Existen tres clases generales de hormonas: 1. Proteínas y polipéptidos, como las hormonas secretadas por la adenohipófisis, la neurohipófisis, el páncreas (insulina y glucagón) y Ja glándula paratiroidea, además de muchas otras. 2. Esteroides, secretados por la corteza suprarrenal ( cortisol y aldosterona), los testículos (testosterona) y la placenta (estrógenos y progesterona). 3. Derivados de aminoácido tirosina, secretada por la glándula tiroidea (tiroxina y tri yodotironina) . La mayoría de las hormonas del organismo son polipéptidos y proteínas. Su tamaño oscila entre el de un pequeño polipéptido formado por tan solo 3 aminoácidos (hormona liberadora de tirotropina) y el de proteínas de hasta 200 aminoácidos de longitud (hormona de crecimiento y prolactina). 22 En general, los polipéptidos con 100 o más aminoácidos se denominan proteínas, mientras que aquellos que cuentan con menos de 100 reciben el nombre de péptidos. Las hormonas proteicas y peptídicas se sintetizan en el extremo rugoso de retículo endoplásmico de las distintas células endocrinas de la misma forma que las demás proteínas. 26 Al principio se sintetizan como proteínas de gran tamaño sin actividad biológica (pre- prohormonas) y se escinden en el retículo endoplásmico formando prohormonas de menor tamaño, estas a su vez se transfieren al aparato de Golgi, donde se encapsulan en vesículas secretoras. En este proceso, las enzimas de las vesículas escinden las prohormonas de forma que se producen hormonas más pequeñas con actividad biológica y fragmentos inactivos. Las vesículas se almacenan en el citoplasma y muchas de ellas se unen a la membrana celular hasta que se necesita su secreción. Las hormonas y los fragmentos inactivos se secretan cuando las vesículas secretoras se funden con la membrana celular y el contenido del granulo entra en el líquido intersticial o directamente en el torrente sanguíneo mediante exocitosis. Las hormonas peptídicas son hidrosolubles, cualidad que les permite entrar con facilidad en la circulación para su transporte en los tejidos en los que actúan. Las hormonas esteroideas se sintetizan normalmente a partir del colesterol. Son liposolubles y están formadas por el ciclopentano perhidrofenantreno. 8 lfOJ*é De,_ Mao- EW¡tpe !Wr1mr 'YP"•'*'9' ppr el U'P"" Mgrmqnp P .... lrp m el deP9d' Aunque las célwas endOcrinas secretoras de esteroides apenas almacenan hormonas, tras un estímulo adecuado resulta posible movilizar los grandes depósitos de ésteres de colesterol de las vacuolas del citoplasma para la síntesis de esteroides. Gran parte del colesterol-de fas célwas productoras proviene de esteroides procedentes del plasma, aunque también se sintetiza colesterol de novo. Dado que los esteroides son muy liposolubles, una vez sintetizados, difunden a través de la membrana celular y penetran en el líquido intersticial y, a continuación, en la sangre. 1.3 SECRECIÓN, TRANSPORTE Y ELIMJNACIÓND~LAS"llORMONAS. El inicio y duración de la acción es distinto en cada hormona, las concentraciones necesarias de las hormonas para controlar casi todas las funciones metabólicas y endocrinas son increíblemente reducidas. Sus concentraciones en sangre oscilan entre tan solo 1.0 picogramo (pg) en cada mililitro de sangre y, como mucho algunos microgramos por mililitro de sangre. El control de la secreción hormonal se da por retroacción negativa que impide la hiperactividad de los sistemas hormonales garantizando un nivel de actividad adecuado en el órgano blanco. Debido a1 carácter ñidroso1uble de las hormonas peptídicas, estas circulan libres en el plasma (figura 1) y son transportadas desde su origen hasta su tejido blanco, donde difunden desde los capilares pasando al líquido intersticial y, en última instancia, a las células diana. 1C Excretada Célula endocrina Hormona sec:ret8da Célula blml:o RESPUESTA HORMONAL Figura 1. Posible destino de una hormona después de su secreción. 52 9 ¿——- Jedesús Martinez Por otra parte las hormonas esteroideas circulan en la sangre unidas a las proteínas plasmáticas. No obstante este tipo de unión no permite que difundan bien a través de los capilares y no pueden acceder a sus células diana, por lo que carecen de actividad biológica hasta que se disocian de las proteínas plasmáticas. Las hormonas se eliminan del plasma de diversas maneras como: Destrucción metabólica por los tejidos Unión a los tejidos Excreción hepática en la bilis Excreción renal en la orina. 9 4 Debido a que casi todas las hormonas peptídicas son hidrosolubles, se degradan en la sangre y los tejidos por acción enzimática y se excretan con rapidez por los riñones y el higado, por lo que permanecen muy poco en la sangre. Las hormonas esteroideas se eliminan de la sangre con una velocidad mucho menor y a veces permanecen en la circulación durante varias horas o incluso días 1.4 RECEPTORES HORMONALES Y SU ACTIVACIÓN. La acción de una hormona comienza con su unión a un receptor específico de la célula blanco. Las células que carecen de receptores para las hormonas no responden. Los distintos tipos de receptores hormonales se encuentran de ordinario en los siguientes puntos: l. Eno sobre la superficie de la membrana celular. Los receptores de membrana son específicos sobre todo de las hormonas proteicas, peptídicas. 2. En el citoplasma celular. Casi todos los receptores de las distintas hormonas esteroideas se encuentran en el citoplasma. 3. En el nucleo celular. Receptores de hormonas tiroideas y se cree que están unidos a varios cromosomas. Cuando las hormonas se combinan con su receptor, se desencadena una cascada de reacciones en la célula, de forma que, hasta una reducida concentración de la hormona puede ejercer un gran efecto. Haydtt ~Jesús artina Efectos Tóxicos pmd11Cldoa oor el uao de Hormon11 peotldicea en el depruta or tra arte s r onas t i eas l n gre idas s t í as l áticas. o stante ste e i n r ite e i an i n és e s pilares eden eder s l las i na, r e r en e t i ad i l gica asta e i cian e s r teí as l áticas. as r onas i n el l a e i ersas aneras o: 1. estr cción etabólica or s s 2. nión los s 3. xcreción pática ilis 4. xcreción al ri a. ebido e si as s r onas eptídicas n i r solubles, radan gre s s or ci n zi ática cretan n i ez r s es l í do, r e anecen uy co gre. 22 as r onas i eas l i an e gre n a l ci ad ucho enor eces anecen i l ci n rante rias ras l so í s . EPTORES ONALES TI ACIÓN. a i n e a ona ienza n i n ptor ecífico e lula l co. as l las e r cen tores ara s r onas den. os i ti t s s e ptores r onales cuentran e r i ario s i ntes ntos: . o re perficie e e brana lular. os tores e embrana n ecíficos re o e s r onas r teicas, ptídicas. . n l o a l lar. asi os s tores e s i ti tas r onas t i eas cuentran l a. . n l úcleo lular. eceptores e onas r as e e t n i os ari s osomas. uando s r onas binan n eptor, cadena a s ada e i nes lula, e a e, asta a cida centración e ona ede j rcer r n t . 10 H1ydtt De Jesús Mutincz Efectos Tóxicos producidos PQC el !ISO de Hormonas Pepttdlcas en el depmte Los receptores hormonales son proteínas de gran tamaño y cada célula estimulada posee habitualmente entre 2000 y 100 000 receptores, además, cada receptor suele ser muy específico para una única hormona, lo que determina el tipo de hormona que actuará en el tejido concreto. 24 1.5 MEDICIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE LAS HORMONAS EN SANGRE. La cantidad de la mayoría de las hormonas en la sangre es minúscula y a veces se detectan concentraciones de tan solo 1.0 pg/mL. Por consiguiente resulta muy complicado medir estas concentraciones con los medios químicos tradicionales. No obstante desde hace algunos años se han estado desarrollando métodos sumamente sensibles que revolucionaron la medición de las hormonas, precursores y productos finales de su metabolismo.28 • 34 Más adelante se hablara en detalle de los métodos usados para la detección y medición de las hormonas de nuestro interés. No existen otros esfuerzos normales con capacidad para poner a prueba el organismo que se aproximen siquiera a los esfuerzos extremos que exige la realización de un ejercicio físico intenso, es por ello que muchos atletas de alto rendimiento han optado por el consumo de sustancias hormonales para aumentar de manera indudable su rendimiento durante los eventos deportivos con la sola intención de ganar e imponer marcas; sin tomar en cuenta los graves riesgos a los que se exponen. 50 A continuación se describirán las características, farmacológicas y los efectos tóxicos de las hormonas peptídicas más utilizadas en el ámbito deportivo. 11 Haydff De Jesús Martina Efectos Tóxicos producidos pqr el uso de Honnonaa pepttttk:a1 en el deoode 2. ERITROPOYETINA (EPO). Cuando un individuo sangra o se vuelve hipóxico, se incrementa la síntesis de hemoglobina y aumenta la producción y liberación de eritrocitos de la médula ósea (eritropoyesis). Por el contrario cuando el volumen de eritrocitos se incrementa por arriba de lo normal mediante transfusiones, la actividad eritropoyética de la médula ósea disminuye. Estos ajustes ocurren por cambios en los niveles circulantes de eritropoyetina, una glucoproteína circulante, con un peso molecular aproximado de 34 KD, termoestable, no dializable formada por los 165 residuos de aminoácidos y cuatro cadenas de oligosacáridos que son necesarios para su actividad in vivo. La EPO tiene una actividad de 7 000 unidades* (U) por miligramo de proteína. El plasma normal contiene entre 3 y 9 mU de EPO por mililitro de plasma. 36 La eritropoyetina también suele encontrarse en la orina en concentraciones proporcionales a las del plasma, por lo regular cerca de 1 - 4 mU/mL. La concentración sanguínea de esta hormona se incrementa en forma notoria en la anemia. 42 2.1 ORIGEN. Casi el 90% de toda la EPO de una persona sana se forma en los riñones; el resto se forma principalmente en el hígado. Ambos órganos contienen ácido ribonucleico mensajero (mRNA) para la eritropoyetina, que puede extraerse del bazo y de las glándulas salivales pero estos tejidos no contienen mRNA y en consecuencia no parecen fabricar la hormona. En los adultos la eritropoyetina se produce en las células intersticiales en el lecho capilar peritubular renal y en los hepatocitos perivenosos hepáticos. Durante la vida fetal y neonatal, el principal sitio de eritropoyesis es el hígado y también es el sitio principal de producción de eritropoyetina antes de que la eritropoyesis ocurra en la médula ósea y el riñón controle la producción de eritropoyetina. El estímulo para la secreción de eritropoyetina es la hipóxia, evidencias recientes sugieren que el sensor de oxígeno, regulador de la secreción de la eritropoyetina en los riñones hígado es una proteína con grupo hem que en forma de dióxido estimula y en su forma de óxido inhibe la transcripción a mRNA del gen de eritropoyetina. A veces la hipóxia de otras partes del cuerpo, pero no de los riñones, puede también estimular la secreción de eritropoyetina, lo cual sugiere la existencia de algún sensor extrarrenal que envía señales adicionales a los riñones para producir esta hormona. La noradrenalina, adrenalina y varías prostaglandinas estimulan la producción de eritropoyetina. 22 Cuando se extirpan los dos riñones o una enfermedad renal los destruye, aparece siempre una anemia intensa, porque el 10% de la eritropoyetina normal formada en otros tejidos (sobre todo en el hígado) sólo permite la formación de una tercera parte a la mitad de los eritrocitos necesarios para el organismo.2 *Glosario 12 Hay.Icé O.Jailo Martiooa Fltctoe Iftrktw PPY'F"'l' 'P !I M'A * Wpqpppr- Derm? ., e1 d!mr!! Se produce eritropoyetina recombinante, que se encuentra disponible para uso clínico como epoetina a. La eritropoyetina recombinante tiene valor en el tratamiento de la anemia asociada con insuficiencia renal; 9()0/o de los pacientes con nefropatía en etapa terminal que se someten a diálisis están anémicos por la deficiencia de eritropoyetina 25 La eritropoyetina a o epoetina a se presenta en viales de l 000, 2000, 3000, 4000 y l 0000 UJ• (Unidades Internacionales). La dosificación es variable y oscila entre 25 y 200 UI/ Kg tres veces por semana por vía parenteral controlando el valor de Hematocrito o la concentración de hemoglobina en sangre. 53 2.2 MECANISMO DE ACCIÓN. La eritropoyetina incrementa la cantidad de células progenitoras comprometidas sensibles a eritropoyetina que se encuentran en la médula ósea y se convertirán en precursores eritrocíticos y después a eritrocitos maduros. Cuando una persona se encuentra en una atmósfera poco oxigenada, comien7.a a formar eritropoyetina en unos minutos u horas y alcanz.a un máximo en 24 horas. Sin embargo, aparecen nuevos eritrocitos en la circulación unos cinco días después. 36 A partir de este hecho, se ha determinado que el efecto esencial de la eritropoyetina consiste en estimular la producción de proeritroblastos • (figura 2), la eritropoyetina acelera su paso a través de los diferentes estadios eritroblásticos y, con ello, la producción de nuevos eritrocitos. D o : ........ Factores que reducen la oxigenación l> Volumen sangulnco )> Anemia l> Hemoglobina baja )>Escaso flujo san guineo l> enfermedad pulmonar Figura 2: Mecanismos por los cuáles una reducción en la concentración de oxígeno, produce un aumento de secreción de EPO por los riñones. 24 •Glosario 13 H1ydtt De Jesús Mirtina Efectos Jóxjcos producjdos oor el 1110 de Hormonaa Pentld!cas en ef depprt• Esta producción rápida continúa mientras persista el estado de hipóxia, o hasta que se formen suficientes eritrocitos para transportar cantidades adecuadas de oxígeno a los tejidos. A partir de entonces la producción de EPO se reduce hasta un valor que mantenga el número requerido de eritrocitos e impida un aumento excesivo. Los valores séricos de EPO son significativos, por que reflejan no solo la producción de ésta hormona, sino también que desaparecen de la sangre o se utilizan en la médula ósea.42 Entre 3 y 8 mU/mL de eritropoyetina logran mantener un estado constante normal de eritropoyesis, ya que se requieren entre 2 000 y 5 000 mU/mL de EPO para incrementar la eritropoyesis, lo cual es necesario en la hemorragia grave o en la anemia hemolítica (tabla 1).36 Tabla l. Usos Terapéuticos y efectos adversos de la EP0.2· 36 • 42 Aplicaciones terapéuticas Efectos adversos Anemias. Eritrocitosis Hemorragias. Aumento de la viscosidad sanguínea Enfermedades renales Insuficiencia cardiaca Enfermedades pulmonares 2.3 USO EN EL DEPORTE. La síntesis de esta sustancia en los laboratorios obtenida por vez primera a mediados de la década de los ochenta abrió enseguida una amplia gama de posibilidades sobre su uso indebido en deportes de resistencia. En un deportista que practique una especialidad de larga duración, el consumo de EPO presenta grandes beneficios, pues se cree que; debido a que los eritrocitos son los encargados de transportar el 99% de oxígeno en la sangre, al recibir inyecciones de eritropoyetina sintética, el deportista aumenta su concentración de glóbulos rojos, con lo que los músculos trabajan de forma más eficaz al recibir más cantidad de oxígeno, y como consecuencia se retrasa la aparición de la fatiga. 58 El beneficio en un deportista de la utilización de EPO exógena (conocida como eritropoyetina humana recombinante) por la ingeniería genética no se ha evaluado aún. Algunos expertos han llegado ha cifrar su efecto en un 8% de mejora de la resistencia, pareciendo un valor demasiado alto. En un estudio no publicado aún, el investigador sueco Bjom Ekblom predice que el uso de la eritropoyetina sintética puede hacer que un deportista rebaje en medio minuto su record personal. 58 14 llaydeé De J..._/ FFA Des!rucaii ~ ___. f t.ri glicéri dos . \ ( GH \ l : \ , .. __ _ ,.,,.. ....... __ .,, ,,. . ~ ./ .... Hígado ! ~ Modificación metabólica ./ ,1/ 1 · 1 """~. Cll=JJl- Figura 5. Acciones biológicas de la GH.52 M~.!c__ulo tcaptación - ::::: .JP'$~ AA ____ ., ~ -~:.~.::-' r : t ARNm - _ ., 1 Actividad enzimática t IGF-1 lMitosis - Local - Condrocitos Crecimiento/ Aunque los efectos anabolizantes de la GH ocurren en tejidos tan variados como hueso, cartílago, músculo, hígado y una serie de vísceras (corazón, pulmones, riñones, intestino) y glándulas (pancreáticas, suprarrenales), quizá es en músculo e hígado, donde la GH promueve la fabricación de gran número de proteínas (entre ellas las somatomedinas IGF- 1). Ver figura 5. *Glosario. 30 Hayd<é O. Jesús Martinn Efectos Tóxicos producidos Po[ el uso de Hormonas Peptfdicas en el deMrta La acc10n de OH esta regulada fisiológicamente desde el hipotálamo mediante dos factores, uno inhibidor o somatostatina y otro facilitador o somatrocrina, que son liberados de forma pulsátil, predominando la acción de la somatostatina. La secreción de OH es máxima durante la pubertad, para ir descendiendo lentamente con la edad; así mismo la sensibilidad de la respuesta de OH a la somatocrinina es máxima en los varones entre los 20 y 30 años (tabla 7). La secreción de OH se ve modificada por estímulos externos, por ritmos endógenos de naturaleza neurógena y por la acción retroalimentadora de la OH. El ejercicio, el estrés físico y psicológico, la ingesta rica en proteínas, la caída de glucosa después de una comida rica en carbohidratos, la hipoglicemia, el ayuno, las fases profundas de sueño (fases 3 y 4), son factores que estimulan la secreción de OH, probablemente a través de mecanismos que actúan sobre el hipotálamo. Tabla 7. Niveles séricos de Hormona del crecimiento en: 13 Neonatos Valores superiores a 1 O ug/L Adultos normales Los valores máximos generalmente son superiores a 1 Oµg/L y en algunos puede llegar a 40 ug/L. Deficiencias de OH Valores máximos entre 5 y 1 O ug/L Aumento de OH Valores superiores a IOmU/L Las cantidades insuficientes de OH ya sea por panhipopituitarismo • o por deficiencia aislada de OH, son más graves en la infancia debido a que afectan el crecimiento del niño. Los demás efectos metabólicos ocasionan menos problemas. Los pacientes enanos con deficiencia de OH responden normalmente a la OH exógena. El exceso de hormona del crecimiento, provocado por un tumor acidófilo, causa el gigantismo, si ocurre antes del cierre de las placas epifisiarias·. Puesto que se produce un crecimiento acelerado de los huesos largos. 13 La acromegalia es la consecuencia de la liberación excesiva de OH que comienza después del cierre epifisiario y del cese del crecimiento de los huesos largos. El crecimiento óseo acral produce los cambios faciales característicos (mandíbula prominente, nariz ensanchada) y el crecimiento exagerado de manos, pies y cráneo. 25 Otros efectos incluyen el crecimiento de muchos órganos de tejido blando como la lengua, hígado, riñones. Hay engrosamiento de la piel y diversos problema metabólicos incluyendo diabetes sacarina. 25 *Glosario 31 Haydtt Dt Jesús Martina Efectos Tóxlcoa producidos oor el uso de Hoononaa P@ptktk;aa en el deporte La dosis recomendada de OH es alrededor de 0.6 UV kg de peso por semana. La dosis semanal puede ser dividida en tres administraciones, ya sea, por vía intramuscular o subcutánea. T bl 8U a a ti sos terapeut1cos y e ectos a d versos d 1 OH 13 25 e a Aplicaciones terapéuticas Efectos adversos Enanismo Gigantismo Panhipopituitarismo Acromegalia Resistencia a la insulina 5.3 USO DE GH EN EL DEPORTE. La OH se ha usado como una sustancia de abuso en el deporte desde principios de los 80 ' s, ha aumentado su popularidad entre los atletas de rendimiento y entre los fisicoconstructivistas debido a los supuestos efectos que tiene sobre el músculo y el tejido adiposo, como ya se había introducido un método para la detección de hCG y de Testosterona, vieron otra alternativa con el uso de hormona del crecimiento, atractiva además por su dificil detección y por ser fácilmente disponible en cantidades ilimitadas. 30 Sin embargo, no se han preocupado por los efectos adversos que el uso inadecuado de esta hormona ocasiona. Las razones por las cuales la OH es atractiva para los deportistas es debido a lo siguiente: Aumenta la movilización de los ácidos grasos y su concentración en sangre, de esta manera se comporta ahorrando proteínas y carbohidratos, poniendo a disposición los ácidos grasos para ser utilizados como combustible.46 A nivel de carbohidratos: Disminuye la utilización de estos para la obtención de energía, satura rápidamente los depósitos de glucógeno, disminuye el transporte de glucosa intracelular (quizá por la previa saturación de los depósitos celulares y disminución en la utilización), Aumenta la concentración de glucosa en sangre debido a la disminución de esta hacia las células. A nivel de proteínas: aumenta el transporte de aminoácidos al interior de la célula, Promueve las estimulación hepática para la síntesis de somatomedinas IGF-1 e IGF-11, las cuales actúan sobre el hueso y el cartílago promoviendo su crecimiento; generando de esta manera un efecto indirecto de la OH sobre el crecimiento del hueso y cartílago. 51 32 H•ydeé De: Jesús M•rtinn Efectoa Tó¡jcos producidos nnr el usp de Hprmonas PepHdlc.as en el deporte De esta manera fortalece el tejido conectivo (cartílago y tendones), produciendo un efecto que debería reducir la susceptibilidad a lesiones debidas por el entrenamiento intenso, además de aumentar la fuerza. El uso de hormona de crec1m1ento por los deportistas ha reportado tempranamente síntomas de acromegalia. Además de que la exposición prolongada a cantidades excesivas de GH puede causar resistencia a la insulina. Otros síntomas incluyen la manifestación de debilidad muscular, artritis, impotencia, hiperlipidemia e intolerancia a la glucosa. 30 El pronóstico para el desarrollo de un método para la detección de la administración de GH ha sido considerado generalmente pobre. Por que el tiempo de vida media de GH en plasma es solamente de 15-18 minutos y porque menos del O.O 1 % de GH es secretada en orina. 49 33 Haydtt De Jesús Mart:inez Efectos Tóxlcoa producidos oor el uso da Hormonaa penttdlca• en el deoorte 6. MÉTODOS DE ANÁLISIS Y CONTROL ANTIDOPAJE 6.1 CONTROL ANTIDOPAJE. Son una serie de operaciones realizadas desde que se toma una muestra orgánica para analizarla hasta que se emite el resultado del análisis, o en su caso, el del correspondiente contraanálisis, con el fin de confirmar inequívocamente, si se han transgredido las normas que prohíben utilizar sustancias dopantes en el deporte. Los procesos que integran un control antidopaje son: 1. Procesos anteriores a los realizados en el laboratorio analítico: a) en este punto entra la selección de competencias, b) selección de deportistas (los ganadores de medallas, así como todos aquellos que establecen un record). Para los deportes en equipo se seleccionan 2 de sus miembros al azar. También se controlan a otros competidores elegidos por sorteo. c) Toma de muestra: notificación al deportista, toma de muestra de orina y a partir de Sydney 2000 también de sangre. La toma de la muestra debe realizarse dentro de unos limites razonables de tiempo las muestras se separan en dos frascos A y B y todas siguen un proceso de cadena de custodia hasta llegar al laboratorio. 2. Procesos efectuados en el laboratorio: a) Recepción de muestras y registro de muestras. b) Análisis de las muestras A. 3. Procesos posteriores a los efectuados en el laboratorio. a) Evaluación e informe de los resultados. b) Análisis de las muestras B (en caso de que el análisis de las muestras A haya sido positivo). c) Procesos consecuentes a un resultado positivo. 29, 40, 44 34 6.2 MÉTODOS DE ANÁLISIS. Haydri Oc Jesú.s Martina Efectos T61jco1 producidos nor el uso da Hormonas Peptld!cas en el deoorte Algunas hormonas o sus metabolitos se excretan en la orina; y a veces su concentración en orina es superior a su concentración en sangre. (6) Debido a que es más cómodo conseguir unos decilitros de orina, que unos 20 mL de sangre, algunos análisis hormonales pueden hacerse a partir de la orina. No todas las hormonas se excretan por la orina en cantidades apreciables; las de menos peso molecular, caso de las hormonas esteroideas, tienen mayor probabilidad de hallarse en cantidades medibles en orina, que las moléculas mayores, tales como las hormonas de la pituitaria. 6 • 11 A veces la hormona no se excreta en gran cantidad, pero si sus metabolitos, las medidas de estos conducen algunas veces a resultados válidos que nos dan la cantidad original de hormona en sangre.34 Por tanto, salvo unos pocos casos, es casi imposible medir estas concentraciones por los medios químicos usuales. Por fortuna se han creado métodos sensibles que revolucionaron la cuantificación de hormonas, sus precursores y productos metabólicos finales. De manera general, para el análisis, la hormona se extrae de la sangre o de la orina utilizando solventes orgánicos inmiscibles o por cromatografía en columna. En la orina, se precisa una hidrólisis previa a la extracción, ya que las hormonas se encuentran conjugadas en forma de glucorónidos o sulfatos, después de purificar varias veces el extracto hormonal o de sus metabolitos, se trata con un reactivo que produzca color o fluorescencia para así poder medirla, surgen problemas al tener que eliminar varias veces, sustancias que interfieren debido a que los reactivos no son totalmente específicos para la hormona o sus metabolitos. Las hormonas esteroides y metabolitos se separan mejor por cromatografía de gases.28 6.2.1 MÉTODOS DE ANÁLISIS PRESUNTIVOS. También llamados "screening" tienen la finalidad de desechar las muestras negativas, es decir, aquellas en las que no se observó la presencia de alguna sustancia dopante o sus metabolitos, mientras que en las muestras que presenten una señal sospechosa o la presencia de alguna sustancia dopante, realizar una identificación previa que permita proseguir el análisis a fin de confirmar esta identificación preeliminar. Debido a que estos screening pueden ser susceptibles de dar reactividad cruzada u otros errores, si una sustancia prohibida se identifica con estos, se utilizará un segundo método más específico para confirmar el resultado. 35 Hayd<é De Jcsm Martilla etw;tcw. Tóxk;