冬奥会兴奋剂生化分析

黄 森, 林文弢

(1.湖南省体育科学研究所,湖南 长沙 410082; 2.珠海科技学院,广东 珠海 519041)

世界反兴奋剂机构(WADA)公布的新一期兴奋剂禁用清单于2021年1月1日起正式生效,新修订的《世界反兴奋剂条例》也于同日开始实施。使用兴奋剂有悖于奥林匹克精神,有损运动员身心健康,有误体育事业的科学发展,国际社会一直严厉打击使用兴奋剂行为,但兴奋剂事件仍层出不穷[1-2]。本文从运动生物化学的角度分析与反思历届冬奥会兴奋剂事件,对促进教练员和运动员进一步认识兴奋剂的危害,确保2022年北京冬奥会圆满举办具有重要意义。

1 冬奥会兴奋剂事件概况

冬奥会兴奋剂检查从1968年(第10届冬奥会)开始,至今共有9届冬奥会检测出兴奋剂事件,占检测总届数的64.29%,近5届冬奥会更是每届都有,可见反兴奋剂形势依然严峻。统计发现,冬奥会因兴奋剂违例而被取消成绩和禁赛的运动员共30人,其中,21世纪的5届冬奥会就有25人。此外,近5届冬奥会查出11种违禁物质、1种违禁方法,兴奋剂使用人数、违禁物质种类都较20世纪显著增加。

2 冬奥会违禁物质分析

从运动生化角度对冬奥会查出的15种违禁物质进行分析。

2.1 睾酮、美雄酮、诺龙

这3种药物属于禁用清单中的“蛋白同化雄性类固醇”。美雄酮又名去氢甲睾酮,诺龙又名19-去甲基睾酮,均是人工合成的类似雄性激素的类固醇,与睾酮相似具有较强的蛋白合成作用。睾酮是机体内活性最高的一种雄激素,主要功能是刺激组织摄取氨基酸,促进核酸和蛋白质合成,促进肌纤维和骨骼生长,加强磷酸肌酸合成,刺激促红细胞生成素分泌,增加肌糖原储备,提高神经和肌肉细胞的兴奋性,维持雄性攻击意识等,在提高力量、速度、耐力方面具有重要作用[3]。睾酮是评定运动员身体机能和训练负荷的常用指标。滥用蛋白同化制剂对人体的副作用非常大,可使韧带和肌腱失去弹性,易撕裂或断裂,使肌肉变硬而产生痉挛,导致生殖系统功能紊乱,甚至引起冠心病、高血压、肝硬化等严重疾病[4]。

2.2 促红细胞生成素、达贝泊汀

这2种药物属于“促红素类及影响红细胞生成的制剂”。正常人体肾脏和肝脏可分泌一种糖蛋白激素——促红细胞生成素,刺激红细胞生成。达贝泊汀是一种人工合成的长效促红细胞生成素,内源性促红细胞生成素一样能刺激红细胞生成。红细胞数量上升,血红蛋白含量增加,能提高血液携氧、供氧能力,显著提高机体的有氧运动能力,因此,对耐力项目运动员非常重要。红细胞、血红蛋白是评定运动员身体机能和训练负荷的常用指标。滥用促红细胞生成素类药物会过度增加血液中的红细胞数量,使血液黏稠、血流缓慢、凝血加快,导致血压增高,并使心脏始终处在大强度负荷下工作,容易导致心血管硬化,甚至静脉血栓、心肌梗死或脑梗死等[4]。

2.3 非诺特罗

非诺特罗属于“β2激动剂”,是强效选择性β2受体激动药,具有很强的支气管扩张作用且持续时间较长,不仅能抑制肺组织中慢反应物质的释放,还能抑制白细胞释放组胺,亦可促进支气管纤毛运动,有利于痰液排出,可明显改善肺功能,用于支气管哮喘的治疗。大剂量使用非诺特罗可增加肌肉/脂肪比,提高肌肉力量,对呼吸系统和神经系统有兴奋作用[5],因此,被当作兴奋剂。其不良反应主要是焦虑、眩晕、头痛等,偶见局部刺激症状、骨骼肌震颤等,亦可见心悸、心动过速等,心脏病、高血压、糖尿病、甲亢等患者使用风险较大。

2.4 美度铵、曲美他嗪

这2种药物属于“代谢调节剂”。二者均能改善心肌能量代谢,但途径不同。美度铵可减少长链酰基肉毒碱的堆积,抑制肉毒碱依赖的脂肪酸氧化,使缺氧心肌的能量代谢从脂肪酸氧化转化为更有利的葡萄糖氧化,具有抗缺氧效用和心脏保护活性。美度铵还能抑制肉毒碱乙酰转移酶,提高线粒体内各种代谢途径对乙酰CoA的利用率,防止ATP和ADP浓度的下降及异丙肾上腺素引起的AMP堆积与能荷降低,起到保护心肌的作用[6]。曲美他嗪作为一种调节心肌能量代谢的药物,通过抑制线粒体内长链3-酮酰辅酶A硫解酶而抑制游离脂肪酸β氧化,增强葡萄糖的有氧氧化,使心肌对脂肪酸的利用率降低,维持ATP的水平,从而优化心肌的能量代谢[7]。心脏病患者合理使用这2种药能改善症状,但运动员为提高运动能力而使用则违反了反兴奋剂条例。

2.5 乙酰唑胺

乙酰唑胺属于“利尿剂和掩蔽剂”,是一种碳酸酐酶抑制药,能产生利尿作用,主要用于心源性水肿、青光眼等的治疗。另外,乙酰唑胺可通过抑制肾和血管的碳酸酐酶减少碳酸氢盐的重吸收,改善机体碱中毒,刺激通气反应,同时扩张血管,减少脑脊液的产生,提高动脉氧分压,从而预防和治疗高原病[8]。乙酰唑胺能通过提高血液载氧能力增强肌糖原氧化供能,从而提高机体的有氧运动能力,加快代谢产物排除率以适应机体在缺氧条件下的运动应激反应,达到提高机体有氧运动能力的目的,加速运动性疲劳的消除[9]。乙酰唑胺的主要不良反应是发生急性肾病、代谢性酸中毒、低血钾症等。运动员使用乙酰唑胺提高运动能力、利尿降体重、利尿掩盖或“清洗”体内兴奋剂以逃避检查,必然遭到严惩。

2.6 芳妥西坦、甲基苯丙胺、麻黄碱、伪麻黄碱、二甲基戊胺

这些药物属于“刺激剂”,其中,芳妥西坦、甲基苯丙胺为“非特定刺激剂”,麻黄碱、伪麻黄碱、二甲基戊胺为“特定刺激剂”。

芳妥西坦具有激活、保护、修复脑细胞的作用,可提高大脑中ATP/ADP比值,促进氨基酸和磷脂的吸收、蛋白质合成及葡萄糖的利用,增加脑细胞的能量供应,提高脑细胞活性,促进神经递质传导,增加受体密度,改善学习记忆功能,对老年痴呆、儿童智力低下、意外脑伤害等有明显的恢复和改善作用[10]。由于芳妥西坦具有精神刺激特性,故被非法用于提高运动兴奋性。

甲基苯丙胺是合成毒品“冰毒”的主要成分,服用小剂量该药时有短暂的兴奋抗疲劳作用,但大量反复使用会产生强烈的致幻性及神经兴奋作用,从而导致对其产生依赖性[11],禁用理所当然。

麻黄碱和伪麻黄碱是麻黄草的主要成分,二者是一对差向异构体,常用于治疗感冒。由于二者均为拟肾上腺素药物,可以加强心肌收缩力,增加肺通气量,提升运动能力,故被列入兴奋剂清单。麻黄碱在增加心率、收缩血管、升高血压、兴奋中枢、扩张支气管平滑肌等方面都比伪麻黄碱强;伪麻黄碱的突出特点是选择性收缩上呼吸道血管,对全身性血管影响小[12]。二甲基戊胺也是拟肾上腺素药,在治疗鼻充血和牙龈增生方面有明显疗效。二甲基戊胺能促进体内脂肪分解,增加能量,提高兴奋性,提升机体活力,因此被列入兴奋剂清单。

刺激剂使用不当或滥用均可产生副作用,尤其是苯丙胺衍生物、可卡因等,除引起情绪失常、成瘾外,还可能诱发心血管综合征,或使体温调节异常,最终可导致死亡[13]。

2.7 可待因

可待因又称甲基吗啡,属于“麻醉剂”,是一种存在于罂粟中的生物碱,可从鸦片中提取,也可用化学方法由吗啡制造,是受联合国麻醉品管制的成瘾性较低的阿片类麻醉品。可待因有止痛、止咳和止泻的药效,同时具有致欣快和抗焦虑作用。运动员伤痛时服用该药物能产生欣快感和心理亢奋,造成超越体能的幻觉,在训练及比赛中感觉不到伤痛而全力拼搏,这种止痛效果可使受伤组织受到更严重的伤害[14]。此外,这类药物多有成瘾性,能引发更严重的生理和心理问题。

3 冬奥会违禁方法分析

冬奥会查处的兴奋剂违禁方法是输血设备的使用。比赛前几天通过输血增高红细胞水平,可在一定程度上提高长时间耐力项目运动成绩。使用血液兴奋剂有2种途径,一是自身血液回输,另一种是异体输血[15]。输血可导致感染性疾病的传播或静脉炎、败血症等[14]。

4 杜绝使用或误服兴奋剂

冬奥会兴奋剂事件的出现存在主观故意使用和粗心大意误服误用2种情况,必须从这2个方面加强反兴奋剂工作。

4.1 坚决反对使用兴奋剂

兴奋剂多是自然生成物或人工合成医疗药物,其存在是必然的。通过生化的方法可提高兴奋剂的检测水平,把使用者绳之以法,使其不敢用、不能用、不想用,达到反兴奋剂的目的。世界反兴奋剂中心一直重视对兴奋剂检测方法的研究,根据最新研究成果定期更新检测技术文件[16],目前已有450 种兴奋剂类物质筛查方法[17],液相色谱-质谱联用、气相色谱-质谱联用技术广泛应用,放射免疫分析、高分辨质谱、气相色谱/燃烧/同位素比质谱等仪器与技术快速更新[18]。近年来,世界反兴奋剂中心在促生长化合物及方法检测、增强氧气传输化合物及方法检测、外源和内源性合成代谢类固醇检测、基因和细胞技术检测、潜在兴奋剂物质鉴别和检测、禁用物质药理学、反兴奋剂人工智能等多个方面开展科学研究[16],不断取得新的成果。

4.2 避免误服兴奋剂

冬奥会兴奋剂事件中数名运动员声称是误服误用所致。误服误用的主要原因包括对反兴奋剂规则不熟悉,食品、营养品生产和加工过程中残留或污染兴奋剂成分,药品使用不规范,运动员粗心大意等[19]。从生化角度出发,运动员应在食品、营养品、药品等方面避免误服误用兴奋剂：严守就餐纪律,严禁食用不明来源的食物;使用有兴奋剂检测合格报告的营养品,严禁购买和使用未经检测的营养品;用药必须咨询医生,严禁私自用药,合理申请用药豁免;等等。运动员提高兴奋剂防范意识,做好食品、营养品、药品兴奋剂防控工作,避免误服误用事件的发生。

5 小 结

使用兴奋剂对运动员身体有极大的副作用,严重影响运动员的健康和生命安全。反兴奋剂机构要通过生化方法提高兴奋剂检测水平,坚决反对使用兴奋剂。运动员要做好食品、营养品、药品的兴奋剂防控工作,避免误服误用兴奋剂。