Doping w sporcie. Do zwycięstwa za wszelką cenę

W Sekcji Archeo w pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Rywalizacja to nic innego jak próba osiągnięcia przewagi nad przeciwnikami. Ludzie od zawsze uważali, że sport powinien być najczystszą formą takiego sprawdzianu. Atleci powinni poświęcić życie samodoskonaleniu i morderczym treningom, by w dniu próby pokazać wyższość nad innymi zawodnikami, ale przede wszystkim odnieść triumf nad swoimi słabościami. Ale jak w każdej dziedzinie życia pokusa, by pójść na skróty, i tutaj jest wielka.

W starożytnej Grecji oszustwa podczas igrzysk olimpijskich karano wyjątkowo surowo. Przed wejściem na stadion ustawiano wykonane z brązu pomniki Zeusa finansowane przez tych, którzy dopuścili się występku. Na piedestale umieszczano informacje, kto i czym zawinił. Kara wykluczenia spadała nie tylko na krętacza, ale i całe jego miasto, a wstyd był ogromny, bo każdy z kilkudziesięciu tysięcy widzów zmierzających na zawody mijał te pomniki. Nie znaczy to jednak wcale, że nie było ryzykantów. Grecy eksperymentowali z dietą, mieszankami alkoholi, wyciągami z narządów zwierząt, a nawet z halucynogennymi grzybami.

Gdy sport zaczął odzyskiwać zainteresowanie, jakim cieszył się w starożytności, wrócił również doping. Na przełomie XIX i XX w., kiedy rodziła się współczesna medycyna, ludzie domagali się nie tylko sportowych emocji, lecz również dowodów na wyjątkowość ludzkiego ciała. Po świecie rozlała się moda na zawody na wytrzymałość, a największe zainteresowanie budziły kolarskie sześciodniówki.

Przy dźwiękach granej na żywo muzyki i ekstatycznych okrzykach tłumu kolarze ścigali się niemal nieprzerwanie przez 6 dni i nocy. Ten, który przejechał najwięcej kilometrów, od razu stawał się gwiazdą i bogaczem. Przy tych szalonych zawodach trwający 3 tygodnie i liczący ponad 2 tys. km Tour de France wydawał się krótką przejażdżką. Zwycięzca nowojorskiej imprezy w 1898 r. przejechał w mniej niż tydzień 3,5 tys. km. Było jasne, że do utrzymania się na deskach toru potrzeba czegoś więcej niż tylko dobrych chęci i godzin treningów. Słynny dr Philippe Tissié przeprowadził nawet pierwsze naukowe badania nad substancjami mogącymi pomóc zawodnikom. Opiekunowie kolarzy uczestniczyli w imprezie zaopatrzeni lepiej niż renomowane apteki, a skład ich mikstur podlegał ścisłej zawodowej tajemnicy. Z pewnością jednak nie brakowało w nich alkoholu, kokainy, amfetaminy, strychniny i nitrogliceryny. Nic więc dziwnego, że wycieńczeni, ale doładowani zawodnicy nierzadko uciekali z toru przed smokami albo uchylali się pod wyimaginowanymi mostami. Tłumy zaś ochoczo oglądały nieludzki popis nadludzkich możliwości.

W kolejnych dekadach postrzeganie dopingu powoli się zmieniało, a międzynarodowe organizacje dostrzegły wreszcie problem sztucznego wspomagania i podjęły działania mające ukrócić ten niecny proceder. Początkowo zakazem stosowania dopingu objęto… konie, a coraz bardziej dramatyczne wydarzenia z udziałem sportowców doprowadziły do powstania ruchu antydopingowego.

Pokonać ból i zmęczenie

Paleta substancji dopingowych przyjmowanych przez sportowców jest naprawdę szeroka. Najdłużej w sporcie obecne są stymulanty, czyli substancje usuwające w cień zmęczenie i pobudzające do dalszego wysiłku pomimo ostrzegawczych sygnałów płynących z mięśni. To do tej kategorii należą wspomniane wcześniej i dzisiaj już nieco archaiczne kofeina, kokaina, amfetamina, a nawet strychnina.

Mięśnie odmawiające posłuszeństwa podczas długotrwałego wysiłku od dawna starano się rozluźnić alkoholem, który dziś zastąpiły leki na serce z grupy beta-blokerów. Każdy, kto próbował dobiec gdzieś jak najszybciej, wie, że w pewnym momencie pieczenie i ból w mięśniach stają się nie do zniesienia. Organizm zmusza nas tym do zatrzymania się i złapania oddechu. Sportowcy zaś dawno znaleźli rozwiązanie tego problemu – przyjmują nie tylko narkotyki, ale również silne leki przeciwbólowe. Nieświadomi alarmujących sygnałów płynących z mięśni mogą dalej walczyć ponad limitem swoich możliwości. Leki przeciwbólowe usuwają w cień ból mięśni, ale nie pozostają bez wpływu na zdolności koncentracji i refleks. Przekonał się o tym podczas Tour de France francuski kolarz Roger Rivière. Podczas szaleńczego zjazdu z przełęczy w Masywie Centralnym uderzył w przydrożny murek i wypadł z szosy, staczając się kilkanaście metrów w dół zbocza. W kieszonkach jego kolarskiej koszulki znaleziono fiolki leków przeciwbólowych, a badania krwi wykazały obecność spowalniających refleks i koordynację specyfików. Rivière do końca życia pozostał sparaliżowany.

Mięśnie ze stali

Ból to tylko jedno ze zmartwień wyczynowych sportowców. Każdy z nich potrzebuje silnych i sprawnych mięśni, nieważne, czy po to, by szybciej biec, czy podnieść większe ciężary. Katorżniczy trening i odpowiednie wsparcie farmakologiczne w tandemie mogą zdziałać cuda. Najpopularniejszymi środkami stosowanymi na przyrost masy są niemal legendarne sterydy anaboliczne, do których rozpowszechnienia przyczynił się ruch kulturystów ze słonecznej Kalifornii. To właśnie tam w połowie ubiegłego stulecia odkryto ich cudowny wpływ na przyrost masy mięśniowej, co ochoczo opisywano w wydawanych poradnikach i magazynach. Efektem kombinacji kalifornijskiej myśli treningowej i aptekarskiego zaplecza jest dobrze nam znane ciało Arnolda Schwarzeneggera.

Związki steroidowe, występujące w naszych organizmach, są ważnymi hormonami odpowiadającymi za wiele procesów. U kobiet są to np. estrogeny i progesteron, a u mężczyzn – testosteron i kortyzol. Sterydy anaboliczne pobudzają komórki mięśni i kości do kolejnych podziałów, doprowadzając do wzrostu masy mięśniowej. Przyjmując jednak dodatkową porcję hormonów lub związków o podobnym działaniu, sportowcy naruszają delikatną równowagę organizmu. Chociaż substancje te sprawiają, że ludzie mogą dłużej i więcej trenować, niestety powodują też napady agresji i depresję oraz uszkadzają wątrobę. Jeszcze gorzej jest w przypadku kobiet. Do historii przeszedł smutny przypadek wschodnioniemieckich sportsmenek, którym bez ich wiedzy lekarze podawali odpowiedniki testosteronu. W parze z męską sylwetką szły rozwój zarostu, obniżenie głosu, a także szereg poważnych problemów psychicznych.

Podobne działanie mają ludzkie hormony wzrostu i ich odpowiedniki. W użyciu są także substancje zwiększające naturalną produkcję hormonów wpływających na rozwój mięśni. Mimo to nadal występują te same poważne skutki uboczne.

Doping krwi

W sportach wytrzymałościowych liczą się nie tylko silne mięśnie, ale i wydolność. Sukces w biegach narciarskich, biegach długodystansowych czy kolarstwie zależy od wydajności tlenowej. Na parametr ten składają się różne czynniki, m.in. ilość krwi przepompowywanej przez serce, ilość tlenu pobieranego przez mięśnie i zawartość we krwi hemoglobiny. To właśnie manipulacje zawartością hemoglobiny stały się podstawą dopingu krwi. Aby zrozumieć znaczenie wydolności tlenowej, można się posłużyć porównaniem z silnikiem samochodu: wprawdzie nie da się zmienić jego pojemności ani liczby cylindrów, ale bogatsze paliwo pozwala poprawić osiągi auta.

Hemoglobina jest białkiem ciasno upakowanym w erytrocytach. Jedynym zadaniem tych wyspecjalizowanych komórek jest zabieranie tlenu z płuc i dostarczanie go do mięśni i innych tkanek. Liczba erytrocytów podlega oczywiście ścisłej regulacji. W przypadku utraty krwi lub, co jest nieco przyjemniejsze, pobytu na terenach wysokogórskich, organizm reaguje na niedotlenienie zwiększoną produkcją czerwonych krwinek. Mimo wszystko adaptacja do nowych warunków zajmuje trochę czasu i nie przekracza progów bezpieczeństwa ustalonych przez naturę.

Głównym hormonem regulującym liczebność erytrocytów jest erytropoetyna, znana pod skrótem EPO. Jej syntetyczna wersja przyniosła wielką ulgę pacjentom cierpiącym na anemię i stała się błyskawicznym hitem wśród sportowców. Proste wstrzyknięcie EPO wzmaga produkcję erytrocytów, a ich większa liczba oznacza większe stężenie hemoglobiny we krwi, co przekłada się na wzrost wydolności tlenowej. Z tym samym silnikiem, ale lepszym paliwem sportowiec może biec dłużej i szybciej niż normalnie.

Złota era EPO w sporcie przypada na przełom lat 80. i 90. ub.w. To wtedy po jednym z kolarskich wyścigów, zdominowanym przez trójkę zawodników z tej samej drużyny, opiekujący się nimi diaboliczny dr Ferrari powiedział w telewizyjnym wywiadzie, że przyjmowanie EPO nie jest bardziej niebezpieczne niż picie soku pomarańczowego. Jednak umierający młodo sportowcy zdawali się przeczyć tej kontrowersyjnej tezie. Niekontrolowany wzrost liczby czerwonych krwinek pozwalał im osiągać lepsze rezultaty, ale jednocześnie zmieniał krew w galaretę, z którą nie radziło sobie serce.

Gdy wprowadzono pierwsze pośrednie i bezpośrednie testy na syntetyczne EPO, nieuczciwi sportowcy w większości przerzucili się na mniej ryzykowne transfuzje krwi. W okresie treningowym pobierali krew do specjalnych worków, które potem zamrażali, by skorzystać z nich w kluczowych momentach sezonu. Przed najważniejszymi zawodami krew była z powrotem przetaczana, a zawarte w niej erytrocyty podnosiły wydolność sportowca. Właśnie za taki zorganizowany proceder dopingowy, polegający w głównej mierze na autotransfuzjach krwi, pozbawiono zwycięstw w Tour de France Lance’a Armstronga.

Doping genowy

Gdy przed tegorocznymi XXXI Letnimi Igrzyskami Olimpijskimi w Rio Międzynarodowy Komitet Olimpijski zapowiedział, że dysponuje testem na doping genowy, media prześcigały się krzykliwymi tytułami. Z perspektywy naukowej sprawa nie powinna w ogóle budzić emocji. Doping genowy to forma terapii genowej. Ale zamiast leczyć chorobę, poprawia parametry zdrowego sportowca.

Pomysł jest dokładnie taki sam jak w przypadku innych form dopingu. U osób z anemią EPO jest zbawiennym lekiem, który pozwala im normalnie żyć. Dla zdrowych sportowców zaś stosowanie EPO oznacza podniesienie wydolności organizmu ponad normalnie osiągany poziom. Podobnie cała procedura terapii genowej zakłada zdiagnozowanie wadliwego genu, a następnie wprowadzenie jego poprawnej wersji do wybranych komórek ciała za pomocą transporterów (wektorów) wirusowych. Banalna w swoich założeniach metoda jest niesamowicie skomplikowanym procesem, o czym najdobitniej świadczy fakt, że niemal w ciągu ćwierć wieku na całym świecie wdrożono tylko jedną taką terapię. Zastosowane wirusy mogą wywołać reakcję organizmu, nie są w stanie pomieścić większych genów albo wprowadzają gen w nieodpowiednie miejsca genomu. A to tylko kilka z wielu poważnych problemów.

Nietrudno wprawdzie wyobrazić sobie sportowców, którzy ryzykują, by otrzymać dodatkowy gen na EPO albo hormon wzrostu. Problemem jednak jest olbrzymi koszt takiej terapii i fakt, że do jej przeprowadzenia nie wystarczy szklanka wody czy strzykawka. Potrzebna jest droga i precyzyjna aparatura, nie wspominając o wielu specjalistach. Warto także pamiętać, że takie ulepszenie pozostaje w organizmie na całe życie.

Przed olimpiadą w Pekinie w 2008 r. jedno z chińskich laboratoriów miało zaoferować dziennikarzom podającym się za sportowców „genetyczne ulepszenia”. Nie wiadomo jednak, czy ktokolwiek naprawdę skorzystał z usług tamtejszych naukowców. Faktem natomiast okazało się doniesienie, że kilka lat wcześniej jeden z trenerów niemieckich lekkoatletów oficjalnie, ale bez ich wiedzy, kontaktował się z brytyjską firmą pracującą nad terapią o nazwie Repoxygen, której celem miało być dostarczenie dodatkowej kopii genu na EPO pacjentom z anemią. W tamtym czasie terapia ta znajdowała się ciągle w fazie testów na zwierzętach. Projekt skończył się niepowodzeniem i został przerwany w 2003 r., a niemieckim trenerem zajął się wymiar sprawiedliwości.

Wygląda na to, że na razie doping genowy jest sprawą odległej przyszłości.

Detekcja

Gdy tylko doping został wyjęty spod prawa, rozpoczął się wyścig pomiędzy oszustami a kontrolerami. Zazwyczaj zawodnicy stosujący doping są o krok przed ścigającymi ich stróżami porządku. Przyczyna jest prosta: substancje dopingujące to zazwyczaj obecne na rynku leki używane niezgodnie z przeznaczeniem. Testy wykrywające ich stosowanie trzeba dopiero opracować, sprawdzić ich dokładność i wprowadzić odpowiednie regulacje. Mimo to nikt nie powinien czuć się bezkarny, bo próbki są ponownie badane po kilku latach, a oszuści skazywani.

Większość testów antydopingowych opiera się na badaniach próbek moczu. Oszuści starają się więc zrobić wszystko, by ślady zakazanych substancji tam się nie pojawiły. Leki zwiększające produkcję uryny albo blokujące wychwyt pewnych substancji w nerkach często służą do maskowania dopingu i z tego powodu również są zakazane. Dopóki kontrolerzy nie zaczęli sprawdzać, czy oddany do badania mocz naprawdę pochodzi od danego zawodnika, zdarzało się, że sportowcy w toalecie przelewali mocz od „czystych” kolegów. Do historii przeszły historie, kiedy to zadowolony z siebie sportowiec, który do oszustwa użył moczu żony, usłyszał, że na niczym nie wpadł, ale najwyraźniej jest w ciąży.

Żeby wykryć stosowanie niedozwolonego wspomagania, pobrany mocz poddaje się różnym metodom spektroskopii i chromatografii. Zasada działania tych metod jest skomplikowana, ale rezultat całkiem prosty do analizy. Każda z substancji obecnych w moczu sprawia, że na wykresie pojawia się charakterystyczny ślad, będący niczym odcisk palca. Czasem substancją, której szukamy, jest stosowany preparat, a innym razem związki powstające po jego obróbce w organizmie. Tak czy inaczej, ich obecność w wynikach świadczy o przyjmowaniu niedozwolonego wspomagania.

Inną metodą są testy oparte na przeciwciałach. Te białka rozpoznające specyficzne cząsteczki chemiczne można zaprojektować tak, żeby przyłączały się jedynie do substancji kojarzonych z dopingiem. Dzięki dodatkowemu elementowi przeciwciał – fluorescencyjnemu bądź radioaktywnemu znacznikowi – kontrolerzy mogą wykryć obecność zakazanych produktów w moczu sportowca.

Niektóre zakazane praktyki można zdemaskować tylko na podstawie badania krwi sportowca. Do takich zabiegów należą stosowanie mikrodawek EPO i autotransfuzje krwi. Niewielkie ilości hormonu regulującego liczbę erytrocytów wypłukiwane są z organizmu bardzo szybko i nie zostawiają śladów w moczu. Natomiast w przypadku przetaczania własnej krwi nie może być mowy o żadnych obcych substancjach. Dlatego też agencje antydopingowe tworzą profile krwi w tzw. paszporcie biologicznym. Na podstawie wielu regularnie przeprowadzonych testów naukowcy są w stanie wykryć wszelkie niepokojące zmiany w jej parametrach. Na przykład nagły wzrost erytrocytów dobitnie świadczy o przeprowadzonej transfuzji, podobnie jak długo utrzymujący się nieprawidłowo wysoki stosunek młodych erytrocytów do ich dojrzałej postaci dowodzi przyjmowania EPO.

Żeby stać w miejscu, trzeba biec

Nie ma dokładnych statystyk na temat obecności dopingu w sporcie. Jedni sugerują, że biorą wszyscy, inni skłaniają się do tego, że doping stosują tylko nieliczni, którzy wpadają. Wiemy, że doping od zawsze był integralną częścią sportu, drugą stroną monety z napisem „chwała”. Jedno wszak jest pewne: nieuczciwi sportowcy nie ustaną w poszukiwaniu nowych dróg do zwycięstw, ale i kontrolerzy nie spoczną na laurach i będą ciągle wprowadzali nowsze i coraz dokładniejsze testy.

Jakub Zimoch
Uniwersytet w Zurychu