 |
Олимпиада XXI века: состязания фармакологов и генетиков
|
|
|
|
Олимпийцев уже называют киборгами, а их рекорды — нечеловеческими. Осталось назвать спортсменов мутантами, что вскоре не будет преувеличением. На ближайшей Олимпиаде "золото" будут выдавать генетически модифицированным спортсменам.
Чтобы стало бы со спортом, с потрясающими спортивными рекордами и апофеозом человеческого тела, если бы не генная инженерия! Биоинженеры говорят, что Олимпиада в Солт Лейк Сити была последней "позорной" Олимпиадой, на которой легендарных чемпионов "ловили" на банальном гормоне: "Убогая эпоха, когда анализы мочи и крови выдают олимпийцев, закончилась".
Недавно в Лондоне прошла конференция "Гены в спорте " (Genes in Sport). На ней обсуждались довольно любопытные проблемы влияния генов на спортивные достижения. Конференция оказалась любопытна тем, что на ней говорили о генетически встроенных спортивных ориентирах — как семейных, так и национальных.
Оказывается, если двух близнецов с детства тренировать в разных видах спорта, то всё равно оба будут заниматься (или высказывать предпочтение и достигать хороших результатов) в том виде, к которому у них генетическая предрасположенность — даже если они с этим спортом познакомятся в зрелом возрасте. Этим, кстати, можно объяснить существование известных спортивных династий.
Существуют также целые этнические группы, генетически "склонные" к какому-то виду спорта. Так, примерно 80% всех побед в беге на 800 метров принадлежат кенийцам, 40% лучших 50 марафонцев планеты — опять кенийцы. Причём выяснилось, что практически все кенийские спортсмены — выходцы из двух племенных групп, то есть, грубо говоря, принадлежат единому генеалогическому древу.
|
|
|
Профессор Салтин (Bengt Saltin) провёл исследование с целью выяснить, что именно делает их превосходными бегунами. В экспериментах сопоставлялись анализы датских бегунов и кенийских деревенских мальчишек. Оказалось, что секрет кроется в насыщении крови кислородом во время бега. То есть кенийцы органически иначе, что называется, "сжигают энергию".
Энергия кенийского бегуна более рационально расходуется в процессе бега — её расход достигает максимума, причём это происходит без нарушений метаболизма.
Кенийцы уникальны тем, что природа их наделила геном, который сам "включается", когда нужно, и также органически "выключается". Похожий феномен наблюдался и у финского лыжника Мантиранты (Mantyranta), который в Зимней олимпиаде 1964 года в Инсбруке (Innsbruck) взял две золотые медали.
По уровню подготовки он практически ничем не отличался от других спортсменов, но ему повезло больше — у него была врожденная генная мутация — в его крови было на 25-50% красных телец больше, чем у здоровых людей, соответственно, в его лёгкие кислорода поступало гораздо больше, и он легче переносил длинные дистанции.
Пресловутый гормон erythropoietin (EPO), из-за которого вот уже которую олимпиаду разгораются скандалы, естественно вырабатывался в организме финна более интенсивно.
Патология заключалась в том, что у кенийцев гормон, регулирующий количество красных телец, сам "отключается" — перестаёт быть активным, когда кровь достаточно насыщенна ими, а у финского чемпиона кровь продолжала "насыщаться", делая его, если разобраться, генным инвалидом.
Похожая ситуация с повышенным уровнем гемоглобина — у российского конькобежца Шепеля, который сейчас пытается убедить антидопинговую комиссию в том, что не имеет никакого отношения к EPO.
Очевидно, что набрать необходимое количество генных инвалидов для успешного участия в соревнованиях практически невозможно — если, конечно, не организовывать специальный отбор для детей, желающих заниматься спортом.
|
|
|
Но вот сделать нормального человека инвалидом, оказывается, можно, причём первые генетически модифицированные спортсмены ожидаются уже на Олимпиаде 2008 года. Именно к этому году будет завершены эксперименты по введению двух новых генов, которые практически невозможно будет определить никакими спектральными анализами.
Но прежде — несколько слов о том, какие виды допингов используются спортсменами сейчас: о EPO и других запрещённых препаратах. В "чёрных списках" МОК находится 142 препарата, не считая их аналогов и заменителей: 30 видов анаболиков, 32 вида диуретиков, 4 вида пептидов, 42 вида стимуляторов (сюда входит кокаин), 34 вида наркотиков, а также две методики — "кровяной допинг" и "смена мочи".
На ряд препаратов нет прямого запрета, но ограничен уровень содержания присутствующих в них веществ в организме спортсмена — это, например, кофеин. Кстати, шахматисты, которых с недавних пор также обязали проходить допинг-контроль, жалуются именно на кофеиновое ограничение, ведь, оказывается, многие из них — настоящие кофеманы.
Вообще, в качестве допингов могут использоваться симпатомиметические амины (амфетамин, метиламфетамин, эфедрин), стимуляторы центральной нервной системы и аналептики (стрихнин, трансамин, индопан, лептамин), наркотики и болеутоляющие средства (морфин, его производные, опиум), общестимулирующие средства (препараты женьшеня, лимонника китайского, левзеи, ингибиторы МАО), успокаивающие средства (седуксен, элениум, андаксин, ноксирон), этиловый алкоголь в любых смесях и так далее.
Скандалы из-за допингов возникали на олимпийских играх достаточно часто, и нередко поводом к разбирательствам становилась смерть спортсмена во время состязаний.
Один из первых допинговых скандалов разразился в 1967 году, когда английский гонщик Томми Симпсон (Tommy Simpson), употреблявший мощные допинги, умер прямо во время велосипедного марафона Tour de France. По самой распространенной версии, его убила жара, амфетамины и стресс.
На следующий год на Олимпийских играх в Мехико ввели допинг-контроль. Амфетамины также унесли жизни велосипедистов Кнуда Йенсена (I960), Дика Ховарда (I960). От применения анаболических стероидов скончались многоборец Беджит Дрессел (1987) и культурист Дэвид Синг (1987). В 1978 году от передозировки стрихнина умер прямо на велосипедной трассе советский велосипедист Григорий Радченко.
|
|
|
Среди погибших на дорожке было много нидерландских велогонщиков, которым ставили диагноз "сердечная недостаточность", так как к тому моменту ещё не совсем представляли, что такое EPO.
Один из самых громкий скандалов произошёл в Сеуле: тогда с Олимпиады была снята вся болгарская сборная. Болгарские атлеты планировали, с помощью катетера ввести себе свежую мочу, чтобы замаскировать приём допинга, но российский спортсмен специально занял туалет — единственное место, где можно было это сделать — и через пять часов сборная отказалась от участия в Олимпиаде.
Среди лыжников и биатлонистов до сих пор широко применяется "кровяной допинг", который практически неопределим. Накануне гонки у спортсмена берётся кровь, а перед самым стартом переливается ему же, мобилизуя возможности организма.
Немецкая атлетка Хайди Кригер, чемпионка Европы 1986 года по толканию ядра была вынуждена из-за физиологических и психологических отклонений в результате применения стероидов изменить пол: теперь она Андреас Кригер.
В 60-е годы ходили слухи, что российские хоккеисты вшивали кусочек плаценты под кожу живота, чтобы интенсифицировать выработку гормонов и увеличить выносливость.
Тогда же поговаривали о том, что в немецкой сборной по плаванию практиковалось "надувание" спортсменов: воздух вводился в прямую кишку, чтобы "увеличить плавучесть". Но методика настолько невероятна, что, кажется, это были всего лишь шутки.
В Сиднее руководство Олимпийской деревни было вынуждено установить в гостиничных номерах специальные мусорные контейнеры для сбора использованных шприцов и игл, которые стали представлять угрозу для здоровья персонала, убирающего комнаты.
Однако более известного и скандального допинга, чем так называемый EPO не было с начала 60-х годов. EPO представляет собой генно-инженерный препарат, применяемый при лечении тяжёлой формы почечной недостаточности. Физиологическое действие: увеличение уровня гемоглобина в крови, способствующее лучшему насыщению мышц кислородом, что приводит к значительному повышению выносливости.
|
|
|
Epogen был синтезирован и стал выпускаться для инъекций биотехнологической компанией Amgen в 1989 году. Его создавали для больных анемией (страдающих от повышенного содержания белых телец в крови), для больных СПИДом и страдающих от почечной недостаточности (именно почки отвечают за выработку этого гормона). На момент создания синтетической версии EPO он не входил в число запрещённых препаратов и был практически, не выделим из крови и мочи.
Более того, эффект держался долго, а гормон выходил относительно быстро. Самый скандальный спортивный эпизод, который положил начало войны МОК с EPO, произошел опять же на Tour de France в 1998 году.
Тогда в употреблении этого препарата обвинили лидирующую команду "Фестина". В том же году швейцарский велосипедист Алекс Зулле (Alex Zulle) рассказал, что без этого гормона не обходится ни одно соревнование, и описал свои ощущения после инъекции: "Через три часа после укола твои лёгкие наполняются воздухом, как паруса. Ты находишься в колоссальном потоке энергии, и тебе доступно всё, чего ты только не пожелаешь".
С момента выхода EPO на арену появились способы его выявления, а экстремальные меры по организации допин г- тестов сделали его употребление слишком рискованным предприятием. Кстати, совсем недавно было зафиксировано применение EPO нового поколения — это американский препарат "Аранесп", предназначенный для почечных и онкологических больных, отличается от обычного EPO долгим действием и большей эффективностью.
На сегодняшний день известны три гена, которые, по всей видимости, будут использоваться спортсменами и которые невозможно будет определить существующими методами, причём все они могут вводиться непосредственно в мышечную ткань, как обычная вакцина.
Первый из наиболее мощных — аналогичен EPO и повышает количество красных телец в крови. В процессе его разработки определились две проблемы: сам ген ввести нельзя — необходим "транспортный вирус", но иммунная система здорового человека разрушает "такси" до того, как он доставит ген. Недавно компания Avigen запатентовала модифицированный вирус, который менее уязвим к бунту иммунной системы (adeno-associated viruses — AAVs).
В 1997 году группа исследователей во главе с Джеффри Лейденом (Geoffrey Leiden) из Университета Чикаго использовала adenovirus, чтобы внедрить ген EPO мышам и обезьянам. Годом позже аналогичные опыты на бабуинах проводила в Калифорнии биотехнологическая компания Chiron.
|
|
|
Через десять недель после инъекции гематокриз бабуинов повысился почти на 75% и оставался таким высоким в течение 28 недель — на протяжении всего экспериментального периода. Препарат начали применять на больных, страдающих от анемии, но практика было временно прекращена из-за смерти 18-летнего пациента. В этот период стала актуальной вторая проблема EPO-гена.
Оказалось, что если обычный гормон EPO, который сейчас нелегально используют спортсмены, со временем "выходит" из организма, то ген отключить нельзя. По этой причине чтобы обезьяны, которым уже ввели ген, не умирали от сердечных приступов, им приходилось регулярно пускать кровь или "разжижать" её. Кстати, аналогичная проблема случается и у постоянных доноров, организм которых перестраивается на повышенное производство красных телец.
Второй ген, который ждёт большое будущее в спорте, — ген роста клеток внутренней поверхности сосудов (vascular endothelial growth factor — VEGF). Спортсмены смогут использовать его для улучшения кровоснабжения своих мышц. Разработка этого гена ведётся специалистами Мичиганского университета, группу возглавляет Санджай Раджагопалан (Sanjay Rajagopalan). Ген разрабатывается для пациентов, страдающих от атеросклероза.
Третий перспективный ген способствует наращиванию мышц, и он заменит запрещённые сейчас стероиды. Ген называется insulin-like growth factor 1 — IGF-1, что можно приблизительно перевести как "инсулиноподобный фактор роста". Его особенность заключается в том, что он может использоваться как "ремонтный ген", который ускоряет процесс регенерации мышечных тканей, которые часто повреждаются из-за перегрузок, растяжений и так далее. Существует около пяти вариаций этого гена неуязвимости.
Ген быстрой регенерации и быстрого наращивания мышечной ткани изучают группа под руководством Джеффри Голдспинка (Geoffrey Goldspink), в медицинской школе королевского университета в Лондоне (Royal Free and University College Medical School in London) и группа SweLee Sweeney, физиолога из университета Пенсильвании (University of Pennsylvania).
Первоначально ген был создан для помощи пациентам с мышечной атрофией. Результаты экспериментов на мышах оказались просто потрясающими: за две недели у мышей — естественно, безо всяких тренировок — объём мышечных тканей увеличился на 20%. На людей аналогичные генные инъекции должны действовать менее интенсивно — прирост будет составлять 10% за месяц.
Самое главное достоинство этого гена заключается в том, что он не распространяется дальше мускула, в который его вкололи — то есть если уколоть в ногу, мышечные ткани сердца спортсмена не увеличиваются.
Для того, чтобы определить, была ли сделана инъекция этого гена, нужно будет брать образец мышечной ткани прямо в точке инъекции (которую найти будет почти невозможно) и проводить генетический анализ, который настолько трудоёмкий, что по объёму информации будет сопоставим с процессом расшифровки самого генома.
Дон Кэтлин (Don Catlin), биохимик, работающий на МОК в Калифорнийском университете (University of California in Los Angeles) считает, что определить наличие этих генов в организме спортсменов будет практически невозможно.
Конечно, можно идти на следующие меры: например, неожиданно для спортсменов менять время начала состязаний и тренировок — а потом брать анализы. Если, несмотря на изменение нагрузки на организм, уровень красных телец остается прежним, то это верный признак сделанной инъекции. Но КПД этих мер стремится к нулю и местами его достигает.
В марте в США пройдёт первая международная встреча экспертов, посвящённая вопросам генетического допинга. По всей видимости, на ней попытаются выработать какие-то меры этической борьбы, но сомнительно, что частные генные инженеры, которые осознают финансовую прибыль от разработок, устыдятся и прекратят исследования.
ЛЕКЦИЯ № 12
|
|
|
