1.5. Методы изучения и определения гормонов. Допинг-контроль в спорте

В 1849 г. немецкий физиолог А. Бертольд опубликовал опыты, положившие начало современным исследованиям гормонов. Бертольд кастрировал петухов и имплантировал им семенники в брюшную полость. Это показало, что из семенников в ЦНС поступает один или несколько гуморальных сигналов. Аналогичные приемы используют и сегодня при изучении характера действия гормона. С этой целью удаляют орган, его секретирующий, и наблюдают за последствиями.

Действие гормонов можно изучать с помощью биологических методов, основанных на его введении животному и анализе биологических эффектов.

Высокой чувствительностью обладают методы иммуноанализа, разделенные на две подгруппы: классический «конкурентный» иммуноанализ и «сэндвич-анализ». В случае «конкурентного» иммуноанализа гормон «конкурирует» за связывание с антителами с меченой формой того же гормона, добавленного в реакционную смесь. Чем выше концентрация гормона, тем ниже вероятность связывания с антителом меченой молекулы гормона. В зависимости от типа используемой метки, методы называются радиоиммунологическим анализом (РИА), иммуноферментным анализом, люминесцентным или флуоресцентным иммуноанализом. «Сэндвич-иммуноанализ» позволяет визуализировать молекулы гормона, связавшиеся с антителами. Разновидности «сэндвич-анализа» происходят от типа используемой детекции: радиоизотопный метод, иммуноферментный, люминесцентный и флуоресцентный. Все методы определения пептидных гормонов основаны на методе иммуноанализа.

Обычно концентрация гормонов в крови колеблется в пределах нано- или пикомолей, что придает чувствительности метода его определения решающее значение. В идеале методы должны обладать высокой специфичностью и позволять точно идентифицировать и оценивать количество интересующего гормона не только с целью диагностики заболевания, но и при контроле применения допинговых препаратов в спорте.

Всемирный антидопинговый кодекс олимпийского движения от 1 января 2003 года содержит следующую формулировку: «присутствие повышенной концентрации гормона или его диагностического маркера в моче спортсмена считается нарушением, если только не будет доказано, что это обусловлено его особым физиологическим или патологическим состоянием» (www.wada-ama.org). К сожалению, в случае пептидных гормонов определение «повышенной концентрации» в ряде случаев является чрезвычайно сложным. Секреция некоторых пептидных гормонов в организме человека происходит ритмично, подчиняясь биологическим ритмам, также уровень зависит от возраста, пола, внешних условий (температура, атмосферное давление), стресса, режима сна, характера питания или режима тренировок. Например, заявление о высокой концентрации соматотропного гормона (СТГ) человека не может считаться достаточным доказательством использования СТГ в качестве допинга.

Стероидные гормоны определяются методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ/МС). Газовая хроматография - метод разделения компонентов при помощи инертного газа - водорода, гелия, азота, аргона, углекислого газа. Газ не реагирует с неподвижной фазой и разделяемыми веществами. Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) - метод исследования вещества путём определения отношения массы к заряду и количества заряженных частиц. Масс-спектрометрия является единственным методом, позволяющим с чрезвычайно высокой степенью точности идентифицировать молекулы химического вещества. Эти методы никогда не применялись для анализа пептидных гормонов.

К пептидным гормонам, применяемым в качестве допинга, относят:

• Хорионический гонадотропин (hCG) представляет собой важный гормон, который секретируется в организме человека в период беременности и стимулирует продукцию стероидных гормонов. Обычно концентрация хорионического гонадотропина у небеременных женщин и у мужчин крайне низкая. У мужчин повышенная концентрация этого гормона наблюдается в редких случаях, например, при раке семенников.

• Эритропоэтин, стимулирующий эритропоэз (образование эритроцитов), что повышает кислородную емкость крови, позволяет доставлять работающим мышцам большое количество кислорода и увеличивать работоспособность. Однако повышается не только кислородная емкость крови, но одновременно увеличивается и ее вязкость, ухудшается кровоток, что тягостно отражается на сердце.

• Соматотропный гормон - анаболический эффект по отношению к мышечной ткани.

• Гиперинсулиновый допинг – одновременный прием глюкозы и инсулина. Поступающая в кровь глюкоза усиленно переводится и откладывается в виде гликогена. Такие углеводные запасы повышают возможности спортсменов в беге на средние и длинные дистанции. Однако превышение дозы инсулина грозит тяжелыми последствиями. Из-за усиленного вымывания глюкозы из крови мозг лишается ее притока. У спортсмена развивается кома, нарушается дыхание, кровообращение, обмен веществ.

Стероидные гормоны отнесены к классу анаболических препаратов, стимулирующих рост мышечной ткани и увеличивающих силовые показатели. Сюда относят не только стероиды – производные тестостерона, но и β₂-агонисты, поскольку они также вызывают анаболический эффект. β₂-агонисты стимулируют β₂-адренорецепторы, что приводит к бронходилатации (расширению бронхов), улучшению бронхиальной проходимости, гликогенолизу в скелетных мышцах и повышению силы мышечного сокращения (а в больших дозах - к тремору). То есть, стимулируют дыхательную систему и энергообеспечение скелетных мышц.

К другим запрещенным субстанциям относят: стимуляторы (кофеин, эфедрин и пр.); наркотические вещества; диуретики (мочегонные средства, могут снижать массу тела); бета-блокаторы, блокирующие β-адренорецепторы - запрещены из-за их седативного эффекта.

Контрольные вопросы:

1. Назовите методы изучения и определения гормонов.

2. Какие методы применяют для определения стероидных и пептидных гормонов?

3. Какие пептидные гормоны применяют в качестве допинга?

4. Какие стероидные гормоны отнесены к классу анаболических препаратов?