Что такое допинг и с чем его едят?

"Играй честно"

Вещества, улучшающие физические показатели спортсменов на некоторое, относительно непродолжительное время, известны уже давно. Первыми жертвами их применения стали животные: изначально допинг использовался тренерами лошадей и жокеями в начале XX века в США. В 1903 году, когда стало понятно, что такие препараты могут наносить непоправимый вред животным, скаковые общества договорились бороться и преследовать это пагубное явление, грозившее положить конец кровному коневодству.

Несмотря на возможные печальные последствия для здоровья спортсмена допинг относится к веществам, позволяющим в результате их приёма добиться улучшения спортивных показателей: они действуют на центральную и периферическую нервную систему, повышают эндокринную возбудимость, увеличивают выносливость, силу мышц или способствуют их активному росту. Существует большое количество допингов с самым разным действием, фармокинетикой и побочными эффектами.

Разработкой концепции борьбы со спортивным допингом в мировых масштабах занялось созданное в 1999 году Всемирное антидопинговое агентство — WADA. Их лозунг: "Играй честно", и помимо действий, направленных против применения допинга в спорте и осуществления допинг-контроля на больших спортивных мероприятиях, они занимаются составлением ежегодных списков запрещённых в спорте веществ.

Составление таких списков — задача непростая, ведь грань между лекарствами и запрещёнными к принятию препаратами (для спортсменов) часто довольно зыбкая. Например, по механизму действия витамины или чашку кофе тоже можно отнести к допингу, а поскольку спортсмены испытывают колоссальные нагрузки во время соревнований и тренировок, правильный подбор восстанавливающей лекарственной терапии им просто необходим. Но лекарств без побочных эффектов практически не существует, и где проводить границу между допустимыми и недопустимыми побочными действиями — вопрос, продолжающий оставаться открытым. Особенно ярко это проблема высветилась в "деле о мельдонии" и дисквалификации Марии Шараповой.

Бедная Маша

Ранее ITF приняла решение отстранить теннисистку Марию Шарапову от участия в спортивных соревнованиях на два года. Спортсменка сочла наказание слишком строгим и заявила о своём намерении обжаловать приговор в Спортивном арбитражном суде (CAS). Однако удастся ли ей убедить судей смягчить срок — остаётся вопросом.

Мельдоний, следы которого были найдены в антидопинговой пробе Шараповой, был внесён в список запрещённых препаратов 1 января 2016 года. Он разработан в Латвийской ССР в середине 70-х годов прошлого века и зарекомендовал себя как прекрасное средство во время реабилитации пациентов после ишемической болезни сердца и в восстановлении нервной и сердечно-сосудистой системы при нарушениях кровообращения. Используется он и для профилактики многих заболеваний, в том числе и диабета. Наследственная склонность к диабету в семье Шараповой, возможно, обуславливала употребление ею мельдония.

Принцип работы мельдония довольно прост. В нашем организме — на молекулярном уровне —происходит постоянный обмен энергией и веществами. Одним из наиболее выгодных путей выработки энергии считается липолиз — циклическое превращение жирных кислот внутри клетки. Процесс окисления жирных кислот происходит в так называемых "энергетических станциях" клеток — митохондриях, куда кислоты доставляет карнитин — особое вещество, родственное витаминам группы В. Однако в условиях недостатка кислорода, который так часто испытывают спортсмены во время длительных тренировок, жирные кислоты окисляются не полностью и, как следствие, в митохондриях накапливаются промежуточные продукты, которые оказывают токсичное воздействие на ткани сердца.

Чтобы избежать этого, как раз и используют препараты типа мельдония. Подавляя выработку карнитина, они замедляют липолиз и,вместе с тем повышают активность другого способа выработки энергии — гликолиза, процесса окисления глюкозы, при котором на выработку той же единицы энергии затрачивается меньшее количество кислорода и таким образом нормализуется работа "энергетических станций" клеток. Не менее эффективно мельдоний борется и с другими токсичными метаболитами и продуктами распада различных веществ, защищая клетки и оказывая восстанавливающее действие на организм в целом.

Основное действие мельдония сводится к компенсации недостатка кислорода, при этом физические способности человека остаются прежними. Многие витамины обладают таким же физиологическим эффектом насыщения крови кислородом, хотя и разрешены к применению WADA. Медицинские же показатели мельдония не имеют достаточного научного подтверждения за рубежом, в связи с чем популярность его не выходит за границы стран бывшего СССР. Отсюда включение популярного в России и на постсоветском пространстве препарата, по своим функциям близкого к обычным витаминам, выглядит очень неоднозначным решением WADA, напоминающим точный выстрел по спортсменам с конкретной национальной принадлежностью. 

 

Как найти запрещённое вещество в организме?

При допинг-контроле в биологических образцах (крови, моче), взятых у спортсмена, выявляются непосредственно сами молекулы вещества, либо его метаболиты — соединения, образующиеся в организме из исходного препарата в результате метаболизма (распада или синтеза веществ). В зависимости от строения химического вещества оно либо быстро выводится из организма (такие запрещённые препараты можно обнаружить только в определённый, не слишком большой после их принятия промежуток времени), либо задерживаются на достаточно продолжительный срок. Химики, разрабатывающие новый допинг, заинтересованы в быстром выведении вещества и его метаболитов, однако чаще всего достичь этого бывает трудно.

Самым распространённым и надёжным методом, выявляющим запрещённые (да и вообще любые) вещества в организме, на сегодняшний день является масс-спектрометрический анализ пробы. Суть этого метода заключается в следующем: молекулы вещества ионизируются, то есть приобретают заряд (положительный или отрицательный), затем они сортируются в специальном отсеке по отношению массы к заряду (m/z). Например, в магнитном масс-анализаторе разделение заряжённых частиц происходит из-за того, что степень искривления их траектории в магнитном поле зависит от отношения массы к заряду. После сортировки для каждого значения m/z строится пик с высотой, соответствующей количеству "отсеянных" частиц с таким же отношением массы к заряду. Совокупность таких пиков называется масс-спектром.

Для запрещённых веществ существуют уже просчитанные масс-спектры. Именно с ними и сравниваются масс-спектры, полученные из образцов спортсменов. Если обнаруживаются совпадения — можно сделать вывод о том, что спортсмен принимал запрещённый препарат. Потом этот вывод подтверждается или опровергается другими методами: например рассмотрением не только массы, но и структуры вещества с помощью ядерного магнитного резонанса. Современные масс-спектрометры обладают высокой чувствительностью и специфичностью (мерой отсутствия ложноположительных результатов) и способны детектировать даже очень малые дозы препарата в анализах спортсмена.

Обмануть такую высокоточную технику практически невозможно, поэтому химики и фармацевты, занимающиеся разработкой допингов, изобретают новые препараты с почти таким же действием на организм, как у уже известных и хорошо себя зарекомендовавших, но с другим строением и метаболитами. Пока это новое вещество не внесут в список запрещённых препаратов, его приём, увы, будет оставаться легальным.    

Есть и другие способы маскировки употребления допинга. Например, разнообразные стратегии и приёмы вывода метаболитов запрещённых препаратов из организма. Так, существует непроверенная информация о том, что российские спортсмены вместе с допингом якобы употребляли алкоголь. Это утверждение кажется маловероятным: хотя действие алкоголя и может обеспечить более быстрое всасывание и, соответственно, выведение из организма метаболитов, но он имеет побочные эффекты. Основные из них — это очень сильное расширение сосудов и негативное влияние на реакцию и координацию, что само по себе не очень хорошо для спортсмена.

WADA против РУСАДА

Если случай с Шараповой всё же можно считать трагедией локального масштаба, то запрет на деятельность всего Национального антидопингового агентства больше похож на печальную, малосправедливую и политически ангажированную тенденцию. 10 ноября прошлого года WADA аннулировало аккредитацию Московской антидопинговой лаборатории — единственной в России проводившей тесты на допинг-контроль — с формулировкой "за массовое и систематическое сокрытие применения допинга российскими спортсменами".

Однако, возможно, дело не только в политике. Входящая в Российское представительство WADA Московская антидопинговая лаборатория много лет анализировала пробы спортсменов и даже пользовалась хорошей репутацией, однако была единственной в своём роде на всей территории России. Отсутствие конкуренции порождает монополизацию индустрии — и это определённо сыграло свою роль. По-хорошему, каждая взятая у спортсмена проба должна быть тщательно зашифрована и разослана в несколько независимых лабораторий — такой способ проверки исключал бы человеческий фактор или даже вероятность подмены и уничтожения проб. Соревнуясь за качество выполняемых работ, а также за свою репутацию, независимые лаборатории тщательнее следили бы за соблюдением положенных требований и норм.

Возможно, наши инженеры отстают в изобретении масс-спектрометров высокой точности в отличие, например, от Японии. Но в отношении аналитики — персонала, учёных и методов, которые они разрабатывают, — российские специалисты точно не хуже. В отечественных лабораториях используются передовые образцы сверхчувствительных приборов, а они во всём мире одинаковы. Поэтому возможность для создания и аккредитации таких "референсных" лабораторий в России есть. И это необходимо делать.

Лайф благодарит Сергея Леонова, заведующего Лабораторией разработки инновационных лекарственных средств МФТИ, и Наталью Галкину, заведующую Лабораторией биоаналитики МФТИ, за комментарии, лёгшие в основу статьи.