Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Doping im Sport Wilhelm Schänzer Institut für Biochemie Letzte Änderung am 24.4.2004 Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Sauerstoff Nahrungszufuhr Biomoleküle Substanzen, die der Körper für seine Leistungsfähigkeit benötigt Wasser Nährstoffe Kohlenhydrate Fette Proteine Elektrolyte und Spurenelemente Vitamine (Co-Faktoren) Eigensynthese Hormone Catecholamine Steroidhormone Peptidhormone Neurotransmitter z.B. Acetylcholin, Noradrenalin endogene Opioide DNA, RNA Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Dopingdefinition der Medizinischen Kommission des IOC Doping ist verboten Doping ist die Verwendung von Substanzen aus den verbotenen Wirkstoffgruppen und die Anwendung verbotener Methoden. Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln I. Verbotene Wirkstoffgruppen A. Stimulantien B. Narkotika (opioide Analgetika) C. Anabole Wirkstoffe D. Diuretika E. Peptidhormone und Analoge II. Verbotene Methoden A. Blutdoping B. Pharmakologische, chemische und physikalische Manipulation C. Künstliche Sauerstoffträger und Plasmaexpander III. Wirkstoffgruppen zugelassen nur mit gewissen Einschränkungen A. Alkohol B. Cannabinoide C. Lokalanästhetika D. Cortikosteroide E. Beta-Blocker Vergleich IOC/WADA bis 31.12.2003 und WADA-Liste ab 1.1.2004 IOC und WADA Reglement ab 1.1. 2003 Verbotene Wirkstoffe Stimulanzien Narkotika Anabole Wirkstoffe Anabole Steroide Clenbuterol, Salbutamol Diuretika Peptidhormone Substanzen mit anti-estrogener Wirkung Maskierende Substanzen Verbotene Methoden Verbesserung des Sauerstofftransports Manipulationen Gendoping Eingeschränkt zugelassene Substanzen Alkohol Cannabis Lokalanästhetika Corticosteroide Beta-Blocker WADA Reglement ab 1.1. 2004 Verbotene Substanzen und Methoden während des Wettkampfes Stimulanzien Narkotika Cannabinoide Anabole Wirkstoffe Anabole Steroide Clenbuterol, Salbutamol Peptidhormone ß2-Agonisten Substanzen mit anti-estrogener Wirkung Maskierende Substanzen (u.a. Diuretika) Glucocorticosteroide Verbesserung des Sauerstofftransports Manipulationen Gendoping Verbotene Substanzen und Methoden außerhalb des Wettkampf Verbotene ´Substanzen in bestimmten Sportarten Spezifizierte Substanzen WADA-Liste ab 1.1.2004 WADA- Reglement Verbotene Substanzen und Methoden Verbotene Substanzen und Methoden während des Wettkampfes außerhalb des Wettkampf Stimulanzien Stimulanzien Narkotika Narkotika Cannabinoide Cannabinoide Anabole Wirkstoffe Anabole Wirkstoffe Anabole Steroide Anabole Steroide Clenbuterol, Salbutamol Clenbuterol, Salbutamol Peptidhormone Peptidhormone ß2-Agonisten ß2-Agonisten, nur Clenbuterol und Salbutamol Substanzen mit anti-estrogener Wirkung Substanzen mit anti-estrogener Wirkung Maskierende Substanzen (u.a. Diuretika) Maskierende Substanzen (u.a. Diuretika) Glucocorticosteroide Glucocorticosteroids Verbesserung des Sauerstofftransports Manipulationen Gendoping Verbesserung des Sauerstofftransports Manipulationen Gendoping Verbotene ´Substanzen in bestimmten Sportarten Alkohol Beta-Blocker (Diuretika) Spezifizierte Substanzen Substanzen, die aufgrund der leichten Verfügbarkeit zu verminderten Strafen führen Verbotene Wirkstoffgruppe: Stimulanzien Beispiele für Stimulanzien Amphetamin Dimetamphetamin Ephedrin* Fencamfamin Fenetyllin Cocain Methamphetamin Methylephedrin* Methylphenidat Nikethamid Pemolin Phentermin Prolintan Strychnin und verwandte Verbindungen * Grenzwerte für Ephedrine Verbotene Wirkstoffgruppe: Anabole Wirkstoffe Anabol Androgene Steroidhormone (Beispiele) 1) Synthetische Steroidhormone Boldenon Methyltestosteron Clostebol Nandrolon ChlordehydroNorandrostendion, -diol methyltestosteron Oxymetholon Mestanolon Stanozolol Metandienon Trenbolon und verwandte Verbindungen 2) Körperidentische Steroidhormone Androstendion Dihydrotestosteron Androstendiol Testosteron Dehydroepiandrosteron (DHEA) und verwandte Verbindungen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Anti-Doping-Regeln Anti-Doping-Regeln 1967 Internationaler Radsportverband (UCI) Internationales Olympisches Komitee Verbot von Stimulantien und Narkotika 1968 Dopingkontrollen bei Olymp.Spielen Grenoble und Mexico City 1972 Olympische Spiele München erste Kontrollen mit GC/MS-Technik 2079 Kontrollen (7 positive Proben) 1976 Verbot von synthetischen Anabolika 1984 Verbot von Testosteron u. Coffein 1988 Verbot von Diuretika, ß-Blocker und Blutdoping 1989 Verbot von Peptidhormonen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Verfahren bei der Dopingkontrolle Urin A-Probe B-Probe Analyse im Labor Gegenanalyse im Labor der A-Analyse Athlet negativ positiv Gutachter Vertreter des Verbandes Bericht an den Verband Ergebnis: Negativ keine weiteren Folgen Positiv Sanktion des Verbandes Dopingkontrollen im Sport Stimulanzien Narkotika Anabole Wirkstoffe Diuretika Peptidhormone Blutdoping Manipulation kstl. Sauerstoffträger Wettkampfkontrolle Trainingskontrolle (out of competition) Weltweite Weltweite Dopingkontrollen Dopingkontrollen IOC IOCakkreditierte akkreditierteLaboratorien Laboratorien 120000 100000 Training Wettkampf 80000 60000 40000 20000 0 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Weltweite Weltweite Dopingkontrollen Dopingkontrollen IOC IOCakkreditierte akkreditierteLaboratorien Laboratorien Positive A-Proben IOC-Statistik 1986-2001 A. Stimulantien Positve pro 10.000 Kontrollen 180,0 B. Narkotika 160,0 C. Anabole Wirkstoffe 140,0 D. Diuretika 120,0 100,0 E. Peptidhormone F. Masking Agents G. Beta Blocker 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Dopingtests Dopingtestsund undPositive PositiveBefunde Befundebei beiden den Olympischen OlympischenSpielen Spielenin inSydney Sydney2000 2000 Teilnehmer: 10.300 Athleten Positive Proben (mit Sanktionen) Tests ingesamt Substanz 2.840 Wettkampfkontrollen 2.052 außerhalb des Wettkampfes 404 EPO-Tests 307 Weltrekorde 32 Nationale Rekorde 25 Dichte / pH* 20 * bei Urinproben mit einer relativen Dichte von < 1.010 bzw. bei Urin pH-Werten > 7 werden weitere Proben genommen Anzahl Sportart Pseudoephedrin Furosemid 1 4 Nandrolon 4 Stanozolol 2 Turnen Gewichtheben (3) Ringen Ringen (2) Leichtathletik Rudern Gewichtheben Leichtathletik Verbotene Wirkstoffgruppe: Stimulanzien Beispiele für Stimulanzien Amphetamin Dimetamphetamin Ephedrin* Fencamfamin Fenetyllin Cocain Methamphetamin Methylephedrin* Methylphenidat Nikethamid Pemolin Phentermin Prolintan Strychnin und verwandte Verbindungen * Grenzwerte für Ephedrine Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Stimulanz Steroidhormon Amphetamin CH2 CH3 H CH N H CH2 CH3 H CH N H Testosteron O OH Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Adrenalin OH HO H CH C H2 N C H3 HO Ephedrin OH CH3 C H CH H N CH3 Amphetamin CH2 C H3 H CH N H Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Nebenwirkungen der Amphetamine Propan-gruppe CH2 CH CH3 N Benzol-ring H H Amingruppe 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 Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Todesfälle Todesfälle im im Zusammenhang Zusammenhang mit mit Doping Doping 1949 F.A. Italien Radfahrer Amphetamin 1959 B. Italien Radfahrer 1960 Kurt E.Jensen Dänemark OS Rom Radfahrer Amphetamin , Coffein, Hitzeschlag Amphetamin , Ronicol, Hitze, Dehydrierung 1967 Simpson, Tom Tour der France England Mount Ventous Amphetamin, Hitze, Dehydrierung 1968 Mottin, Yves Radfahrer Amphetamin 1968 Quadri, Louis Faußballer Amphetamin 1968 Elze, Jupp Deutschland Boxer Methamphetamin, Gehirnblutumg 1983 Weißer USA Bodybuilder Anabole Steroide Leberkarzinom Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Procedural Guidelines for Doping Control International Prohibited Substances Part I Amateur (a) Anabolic Agents (I) Androgenic anabolic steroids (II) Ohther anabolic agents Athletic (b) Amphetamines (c) Corticosteroids Federation (d) Peptide Hormones and analogues (e) Cocain (f) Prohibited Techniques Part II (a) Stimulants (b) Narcotic Analgesics Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln PART I (b) amineptine amphetamine amphetaminil benzphetamine dimethylamphetamine ethylamphetamine fenethylline fenproporex furfenorex mesocarb International Amateur Athletic Amphetamines: e.g. methoxyphenamine methylamphetamine methylphenidate morazone pemoline phendimetrazine phenmetrazine pipradrol pyrovalerone and chemically or pharmacologically related compounds. PART II Federation (a) Stimulants: e.g. amiphenazole cathine chlorphentermine clobenzorex clorprenaline cropropamide crotethamide ephedrine etafedrine ethamivan fencamfamin mefenorex rnethylephedrine nikethamide pentetrazol phentermine phenylpropanolamine prolintane propylhexedrine strychnine and chemically or pharmacologically related compounds Verbotene Wirkstoffgruppe: Anabole Wirkstoffe Anabol Androgene Steroidhormone (Beispiele) 1) Synthetische Steroidhormone Boldenon Methyltestosteron Clostebol Nandrolon ChlordehydroNorandrostendion, -diol methyltestosteron Oxymetholon Mestanolon Stanozolol Metandienon Trenbolon und verwandte Verbindungen 2) Körperidentische Steroidhormone Androstendion Dihydrotestosteron Androstendiol Testosteron Dehydroepiandrosteron (DHEA) und verwandte Verbindungen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Einteilung Einteilungder derHormone Hormonenach nachchemischer chemischerStruktur Struktur OH 1. Steroide z.B. Cortisol, Testosteron Schilddrüsen Hormone 2. AminosäureAbkömmlinge Biogene Amine z.B. Adrenalin O HO CH CH2 NH2 OH HO Aminosäureketten 3. Peptidhormone z.B. Somatotropin. Epo Gly Ala Val Pro Phe Ser Cys Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Synthetic Synthetic Anabolic Anabolic Androgenic Androgenic Steroids Steroids (AAS) (AAS) 19-Nor-methyl steroid 1-Methylation 1,2-Dehydrogenation 2-Methylation O 4-Chlorination OH 17-Methylation Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Testosteron Testosteron (Steroidhormon) (Steroidhormon) Steroidgrundgerüst männliches Sexualhormon androgene und anabole Wirkung Cholesterin H3C CH3 CH3 HO Testosteron O OH - androgene Wirkung Förderung von Wachstum und Differenzierung der männlichen Fortpflanzungsorgane, Ausbildung sekundärer Geschlechtsmerkmale wie Bartwuchs und Vergrößerung des Kehlkopfes. - anabole Wirkung vor allem in der Pubertät Ausbildung des typisch männlichen Muskel- und Skelettwachstums Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Physiologische PhysiologischeWirkungen Wirkungendes desTestosterons Testosterons Testosteron ist das wichtigste männliche Sexualhormon. Es hat androgene als auch anabole Wirkungen. Androgene Wirkungen 1. Peniswachstum 2. Wachstum und Entwicklung der Bläschendrüsen 3. Wachstum und Entwicklung der Prostata 4. Zunehmende Körperbehaarung 5. Wachstum und Musterbildung der Schambehaarung 6. Verdichtung und Verteilung der Gesichtsbehaarung 7. Vertiefung der Stimme 8. Zunahme der Talgbildung der Talgdrüsen 9. Zunahme von Geschlechtstrieb und sexuellem Interesse 10. Im physischen Verhalten: Aggressivität (beim Menschen nicht gesichert) Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Physiologische PhysiologischeWirkungen Wirkungendes desTestosterons Testosterons Anabole Wirkungen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Zunahme der Skelettmuskelmasse Zunahme der Hämoglobinkonzentration Zunahme der roten Blutkörperchen Prozentuale Abnahme des Körperfettes Kontrolle der Körperfettverteilung Verstärkte Calsiumaufnahme der Knochen Zunahme der Gesamtkörperstickstoffbilanz (positive Stickstoffbilanz) 8. Zunahme der Körperbilanz verschiedener Elektrolyte Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Die Die am am häufigsten häufigsten verwendeten verwendeten Anabolika Anabolika OH CH3 O OH O Metandienon 19-Nortestosteron OH CH3 OH H N N H Stanozolol O Testosteron Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln AAS AASfindings findingsand andnumber numberof ofworldwide worldwidedoping doping tests testsin inrelation relationto totype typeof ofsport sportfrom from1992-96 1992-96 (IOC (IOCstatistic statisticof ofA-samples A-sampleswithout withouttestosterone) testosterone) Type of sport No. of tests No. of detected % AAS _____________________________________________________________________ Bodybuilding Powerlifting Weightlifting Athletics Cycling Swimming American football Other sports 3.429 8.018 21.255 66.340 52.020 15.589 90.717 203.017 900 273 456 240 138 43 215 392 26,25 3,40 2,15 0,36 0,27 0,28 0,24 0,19 Total 460.385 2.657 0,58 _____________________________________________________________________ Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln IOC-Regel: IOC-Regel: Testosteron Testosteron Verbot Verbot Die Anwendung von Testosteron ist verboten. Als Verstoß gegen die Regel gilt ein Verhältnis von Testosteron zu Epitestosteron höher als 6:1 im Urin eines Athleten solange kein Beweis vorliegt, daß diesem Verhältnis eine physiologische oder pathologische Ursache zugrunde liegt. Kontrolle: Indirektes Verfahren, quantitative Bestimmung Vorgehen bei T/E > 6 - Überprüfung der Ergebnisse vorhergehender Proben oder - endokrinologische Studie oder - weitere unangekündigte Kontrollen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln IOC-Regel: IOC-Regel: Testosteron Testosteron Verbot Verbot und und Nachweis Nachweis anderer anderer körperidentischer körperidentischer Steroidhormone Steroidhormone Nach dem neusten wissenschaftlichen Kenntnisstand können zum Nachweis von Doping mit körperidentischen Steroidhormonen wie Testosteron, aber auch Androstendion, DHEA, Androstendiole etc. folgende Methoden verwendet werden: - Annormale Steroidprofilparameter (Konzentrationen der im Urin ausgeschiedenen körperidentische Steroidhormone liegen außerhalb der Referenzbereiche) - Isotopenmassenspektrometrie des Kohlenstoffs (körperidentische Steroidhormone und deren Metaboliten haben andere Isotopenverhältnisse als die für die Therapie verwendetete Steroide) Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Testosteron Testosteron und und seine seine Vorhormone Vorhormone Dehydroepiandrosteron O HO Testosteron O OH 4-Androstendion OH HO O 5-Androstendion O O O OH 4-Androstendiol 5-Androstendiol in Amerika als Nahrungsergänzungsstoffe gehandelte Produkte (nach deutschem Recht allerdings nicht zugelassen Arzneimittel) HO Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln OH O Nortestosteron 19-Nortestosteron Nandrolon 17ß-Hydroxy-estr-4-en-3-on Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Nortestosteron Metabolismus (die wichtigsten Metaboliten) OH O 1 O HO O HO H Norandrosteron H O HO H Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Metabolismus von Nortestosteron OH Nortestosteron Norandrostendione O O Nordihydrotestosterone (Nor-DHT) OH 5α-Nordione O O O OH 5ß-Nor-DHT O H 5ß-Nordione O H O H H OH HO O H 5α-Norandrostanediol O HO H Norandrosterone O OH HO HO H 5ß-Norandrostanediol H Noretiocholanolone Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Nortestosteron-decanoat O O C O (CH2)8 CH3 Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln OH Nortestosteron (Nandrolon, 19-Nortestosteron) O O 4-Norandrostendion O OH 4-Norandrostendiol HO Crosskontamination z.B. Verschleppung von Substanzen in einem Produktionsprozess aufgrund ungenügender Reinigung der Produktionsmaschinen, charakteisiert durch eine nicht homogene Verteilung der Substanzen in den Endprodukten z.B. 1 Tablette Norandrostenedion 100 mg 100.000 µg Norandrostendion als Verunreinigung kann in einem anderen Präparat zu einem positiven Befund führen !!! 1 µg Kontaminiertes Creatinprodukt in Deutschland § Deklarierter Inhalt : Creatin + Dextrose § Nicht deklarierte Prohormone: 4-Norandrostendion 4,4 µg/Tablette 4-Norandrostendiol 10,9 µg/Tablette § 2 Stunden nach Anwendung von <> 2 Tabletten: im Urin Norandrosteron: 19,8 ng/ml GC/MS-Analyse von Nahrungsergänzungsmitteln z.B. Kontaminationen in einem Kreatinprodukt Abundance 4-Norandrostendion DHEA 55000 50000 4-Androstendiol 45000 40000 5-Norandrostendiol m/z 330 m/z 416 m/z 430 m/z 432 m/z 434 35000 30000 5-Androstendiol 25000 20000 4-Norandrostendiol 15000 10000 4-Androstendion Testosteron 5000 0 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 Time--> Das hier untersuchte Produkt, Kreatintabletten einer amerikanischen Firma, ist verunreinigt mit verbotenen Prohormonen und mit Testosteron (insgesamt 8 Steroide). Diese Steroide sind auf dem Präparat nicht ausgewiesen und können zu positiven Dopingbefunden führen. Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Dopinganalytik Dopinganalytik -- Bestimmung Bestimmung nach nach Substanzgruppen Substanzgruppen Urin Probenvorbereitung (Gruppe) Stimulantien, Narkotika Anabolika, wenig polar* stark polar ß2-Agonisten Diuretika Peptidhormone Analyse Screening HPLC / UV, GC / NP-FID GC / MS Identifizierung GC / MS GC / MS nur für HCG GC / MS EnzymImmunoAssay GC / MS LangzeitNachweis GC / HRMS LangzeitNachweis Weitere Spezialprozeduren für ß-Blocker, Corticosteroide usw. Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Massenspektrum Massenspektrumvon vonEpimetendiol Epimetendiol (Metandienonmetabolit) (Metandienonmetabolit) Intensität Molekülion 143 100 448 CH3 O Si(CH3 )3 80 143 60 (CH3)3 Si O H 40 73 20 m/z--> 358 216 130 159 91105 100 196 268 200 Masse [m/e] 301 300 343 419 400 448 Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Anabolika Anabolika -- Wirkungen Wirkungen und und Nebenwirkungen 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 (17-Alkylsteroiden) Hinweise auf Peliosis hepatis und Lebertumorbildung 4. Psychotrope Wirkungen Euphorisches Gefühl, Steigerung der Aggressivität (?) Hinweise auf psychische Abhängigkeit Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Schädigungen Schädigungendes desHerz-Kreislauf-Systems 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 Addicks (1995) Herzhyperthrophie unter Anabolikaanwendung ohne adäquate Verbesserung der Kapillarisierung Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Herzhyperthrophie Herzhyperthrophie und und Kapillarisierung 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 Kapillare Myokardzelle mit Training und mit Anabolika Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Leberschäden 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 CH3 Testosteron > O 17-alkylierte Steroide wirken toxisch (wie Metandienon und Stanozolol), nichtalkylierte Steroide (wie Testosteron und 19-Nortestosteron) wirken gering bzw. nichttoxisch bei vergleichbarer Dosierung O OH H Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Psychotrope Psychotrope Veränderungen Veränderungen Folgende Veränderungen können bei hoher Dosierung von Anabolika auftreten: Stimmunglage + Euphorie, sexuelle Erregbarkeit, Energiebereitstellung, + Gereiztheit, Gefühlsschwankungen, Gewaltbereitschaft, Aggressivität Kognitive Leistungen - Gedächnisleistung, Konzentrationsfähigkeit + Zunahme - Abnahme Mögliche psychische Abhängigkeit + Depressionen nach Absetzen ________________ Faktoren, die das Ausmaß der psy.Wir. beeinflussen Höhe und Dauer der Dosierung, Struktur des Anabolikums, Persönlichkeitsstruktur, Grundagressivität, psychische Erkrankungen, gleichzeitiger Alkohol- und Drogenabusus Streßsitiuationen, Soziale Bedingungen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Anabolika Anabolika -- Nebenwirkungen Nebenwirkungen Androgene und toxische Wirkungen 5. Virilisierungseffekte bei Frauen Vertiefung der Stimme durch Kehlkopfverknöcherung, Klitorisvergrößerung, männliches Behaarungsmuster, Veränderung der Fettverteilung, Störungen des Menst ruationszyklus 6. Nebenwirkungen bei Männern Brustwachstum (Gynäkomastie), Abnahme des Hodenvolumens und der Spermienzahl 7. Vorzeitiger Wachstumsstop bei Jugendlichen Vorzeitiges Schließen der Wachstumsfugen in den Knochen Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Gynäkomastie Gynäkomastie(Brustwachstum (Brustwachstum)) bei hoher Androgenanwendung Annahme: beim Mann durch hohe Estrogenkonzentrationen Annahme: aromatisierbare Anabolika werden im Stoffwechsel zu Estrogenen metabolisiert. Testosteron (R=H) OH R Estradiol (R=H) OH R aromatisierbar O HO OH OH Drostanolon H3C H3C nicht aromatisierbar O H HO Um diese estrogenartigen Nebenwirkungen zu minimieren, werden gleichzeitig entsprechende (Antiestrogene) wie Clomiphen und Tamoxifen angewendet. Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln AA One One Year Year Body-Builder Body-Builder Consumption Consumption of of Anabolic Anabolic Steroids Steroids Substance [mg] Nandrolondecanoate Metenolonenantate Testosteronpropionate Mesterolone 3000 2600 2250 7500 ___________________________________________________________________ 120 ampulla 26 ampulla 30 ampulla 300 tablets ___________________________________________________________________ Sum Amount per day 15350 176 ampulla, 300 tablets 42.1 ___________________________________________________________________ In addition HCG Clomifen 60000 I.E: 6000 mg 120 ampullas 240 tablets Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Peptidhormone und Analoge Choriongonadotropin (CG) auch Human Choriongonadotropin (hCG) Corticotrophins (ACTH, tetracosactide) Erythropoietin (EPO) Wachstumshormon auch Human Growth Hormon (HGH) oder Somatotropin Insulin-like growth factor (IGF 1) Insulin* * erlaubt nur für Diabetespatienten. Die Welt-Anti-Doping- Agentur verbietet außerdem alle entsprechenden Releasing Faktoren (Hypothalamus-Hormone) Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Wachstumshormon Wachstumshormon (Somatotropin, (Somatotropin,HGH HGHhuman humangrowth growthhormone) hormone) * Peptidhormon aus 191 Aminosäuren Molekulargewicht 21.500 * Wirkung im gesamten Organismus * Seit Ende der 80er Jahre als gentechnisches Produkt auf dem Markt * Therapeutische Anwendung: Zwergwuchs bei Kindern Wachstumshormonmangel bei Erwachsenen * Mißbrauch im Sport bisher keine Studie, die eine positive Wirkung bei Leistungssportlern zeigte * Schwarzmarkthandel * Nebenwirkungen: z.B. Vergrößerung der inneren Organe wie Herz und Leber Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Wachstumshormon Wachstumshormon (Physiologie) (Physiologie) - Hypothalamus GHRH + SST - Hypophyse + - HGH Stimulation 100 + HGH 1.Schlafphase Arginin, Glukagon - + Wachstumshormon 1 (HGH) Zeit Leber Körperliche Belastung, Stress direkt Lipolyse (Fettabbau) Glucosefreisetzung aus der Leber Anabole Effekte Knorpelbildung + IGF-1 ( insuline like growth factor ) Skelettwachstum Wachstum nichtverknöcherter Gewebe Proteinsynthese Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln HGH HGH im im Serum Serum nach nach körperlicher körperlicher Belastung Belastung HGH [ng/ml] Ausdauertest (Laufband): 20 min bei 3,5 m/sec, dann 10 min bei 4,0 m/sec 12 10 8 6 4 2 0 0 10 20 30 40 50 Zeit [min] 60 70 80 90 nach Kabouris M., Diplomarbeit Institut für Biochemie DSHS, 1994 Erythropoietin (Epo) _________________ • Glykoprotein aus 165 Aminosäuren und vier heterogenen Zuckerketten Molekulargewicht ca. 34.000 • Wirkung: Erhöhung der Erythrozythenzahl • Seit Ende der 80er Jahre als gentechnisches Produkt auf dem Markt Aminosäurekette identisch zum körpereigenen Epo, leichte Abweichungen bei den Zuckerketten • Therapeutische Anwendung: Renale Anämie Weitere Anämien • Mißbrauch im Sport Verbesserung der Sauerstoffversorgung bei Ausdauerleistungen, vergleichbar mit einem Höhentraining • Schwarzmarkthandel ? • Nebenwirkungen: Blutdruckanstieg, anaphylaktische Raktionen und Herzinfarkt Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Wirkung Erythropoietin) Wirkung von von Epo Epo ((Erythropoietin) Niere Ekblom and Berglund (J.Intern.Med. 229, 1991, p125) maximal exercise Work time, sec 500 to 583 VO2max , l/min 4,52 to 4,88 O2 -Überschuß - O2 -Mangel + Epo Bildung von Erythropoietin Erythrozyten O2 Knochenmark Blut Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln Blutbestimmung Blutbestimmung Hämatokritmessung Hämatokritmessung UCI - Grenzwerte für Hämatokrit keine Dopingkontrollmaßnahme Männer 50% Frauen 47% (Messunsicherheit 1%) Blutzusammensetzung Referenzwerte Blut Zentrifugierung Hämatokrit bei Normalpersonen Männer 47 % (0.40 - 0.54) Frauen 42 % (0.37 - 0.47) Methode ist wissenschaftich nicht haltbar zum Dopingnachweis Plasma a b Blutzellen b Hämatokrit = a EPO: Beispiel einer Zuckerkette GlcNAc Prot. Arg-N GlcNAc GlcNAc Fuc Eiweißkette Fuc GlcNAc Man Gal Sal Gal GlcNAc Man GlcNAc Gal Sal Man GlcNAc Gal Sal Gal GlcNAc Gal Sal Repeats Kohlenhydratkette EPO (Erythropoietin): Peptidhormon (Glykoprotein), 165 Aminosäuren, 4 Zuckerketten, Zuckeranteil ca. 40% Molekulargewicht ca. 34.000 Sal Man GlcNAc Fucose Acetylglucosamin Mannose Galactose Sialinsäure Gal Sialinsäure N-Acetylneuraminsäure H H 3C C N O H H O R H OH H H OH COOH R= H C OH H C OH CH2OH EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J IEF PATTERN _ 5.21 P N N P E H p 4.42 3.77 +