Ematologia dello Sport e Doping: Pseudoanemia, EPO e Strategie di Rilevamento

Cause dell'anemia da sport: L'anemia riscontrata negli atleti può derivare da molteplici fattori fisiologici e comportamentali: - Espansione del volume plasmatico. - Perdite gastrointestinali. - Perdite mestruali (nelle atlete). - Sudorazione. - Ridotto apporto alimentare.
Pseudoanemia: Questa condizione è definita come una "logica conseguenza dell'allenamento" e non deve essere confusa con una patologia reale. - Meccanismo: Si determina un'espansione del volume plasmatico che non è associata a un corrispondente aumento della componente corpuscolata (globuli rossi). - Effetto simulato: Questa situazione simula l'esistenza di uno stato anemico perché la componente liquida del sangue aumenta proporzionalmente più di quella solida. - Riscontri clinici: - Concentrazione di emoglobina ( $Hb$ ) leggermente ridotta. - Valore di ematocrito ( $Ht$ ) al di sotto dei limiti normali.

Definizione e Metodi: L'emodoping comprende diverse pratiche volte ad aumentare artificialmente il trasporto di ossigeno ai muscoli per migliorare la prestazione atletica: - Autoemotrasfusione: Trasfusione del proprio sangue precedentemente prelevato. - Eritropoietina (rhuEpo): Somministrazione di ormone sintetico. - Cameratenda ipobarica: Simulazione di alta quota per stimolare l'eritropoiesi naturale. - Emodiluizione: Utilizzo di soluzioni fisiologiche per alterare la densità del sangue. - Emoglobine sintetiche: Sostituti artificiali dell'emoglobina.

Struttura della molecola: - L'eritropoietina è una glicoproteina con un peso molecolare ( $PM$ ) di $34\,kDa$ . - È formata da una singola catena polipeptidica composta da $166$ aminoacidi ( $aa$ ). - Siti di sintesi: È sintetizzata principalmente nei reni ( $90\%$ ) e, in misura minore, nel fegato ( $10\%$ ).
Funzione Biologica: - Stimola il midollo osseo alla produzione di nuovi globuli rossi per garantire la corretta ossigenazione dei tessuti. - La produzione viene attivata in risposta all'ipossia tissutale. - L'effetto è specifico e mediato da recettori sui precursori eritroidi.
Produzione e Glicosilazione: - La proteina umana possiede $3$ siti di glicosilazione fondamentali per la sua attività biologica. - Il contenuto di carboidrati rappresenta circa il $40\%$ della molecola. - Mentre la catena polipeptidica è controllata geneticamente, le catene oligosaccaridiche dipendono da modificazioni post-traduzionali, creando un mix di isoforme.
Metabolismo ed Escrezione: - Viene rimossa dal circolo tramite escrezione urinaria ( $1-5\%$ ). - Viene captata dal fegato per essere metabolizzata.

Cronologia: - 1981: Identificazione e clonazione del gene dell'eritropoietina umana (localizzato sul cromosoma $7$ ). - 1987: Disponibilità clinica della rhEPO per trattare anemie secondarie a insufficienza renale, malattie croniche o chemioterapia. - 1990: La rhEPO viene ufficialmente inserita nella lista delle sostanze proibite dal Comitato Internazionale Olimpico (CIO).
Forme in commercio: - $rhEPO\,alfa$ . - $rhEPO\,beta$ . - $rhEPO\,omega$ . - NESP (Novel Erythropoiesis Stimulating Protein): Noto anche come darbepoietina alfa. - C.E.R.A. (Continuous Erythropoietin Receptors Activator). - Nota: L'eritropoietina endogena e quella ricombinante sono molto simili per sequenza aminoacidica, conformazione e attività biologica.

Benefici ricercati: - Aumento del $VO_2max$ (massimo consumo di ossigeno). - Aumento della concentrazione di emoglobina ( $Hb$ ). - Aumento della resistenza allo sforzo.
Effetti Collaterali e Rischi: - Iperviscosità ematica: L'EPO rende il sangue "denso come marmellata". - Rischio di morte: Il rischio di morte per trombosi aumenta del $400\%$ (incremento di $4$ volte). - Apparato Cardiovascolare: Ipertensione arteriosa, attivazione della coagulazione, rischio di infarto del miocardio e ictus cerebrale. - Sovraccarico di ferro: Risultante in genere da combinazioni con somministrazioni parenterali di ferro.

L'Ematocrito (Ht): - Rappresenta il volume occupato dai globuli rossi rispetto al volume totale di sangue. - Valori Normali (V.N.): - Donna: $35-47\%$ - Uomo: $40-50\%$ - Neonato: $44-62\%$ - Cause di aumento: Policitemie vere, disidratazione, autotrasfusioni, somministrazione di EPO.
Limiti CIO e Sanzioni: - Ciclisti con $Ht \geq 50\%$ o concentrazione di emoglobina $> 17\,g/dL$ non vengono ammessi alle gare ufficiali. - Viene applicata una sospensione di $15$ giorni a tutela della salute dell'atleta.
Strategie di Identificazione: - Test Ematici: Ematocrito ( $Ht$ ), passaporto biologico, profilo ematologico, ricerca di anticorpi anti-EPO, RT-PCR per mRNA beta globina. - Test Urinari: Isoelettrofocusing (IEF) ed Immunoblotting. Grazie alla glicosilazione differente, è possibile distinguere le isoforme sintetiche da quelle endogene in base al profilo isoelettrico. - Recettore Solubile della Transferrina (sTfR): I livelli sono proporzionali ai TfR cellulari. Sono bassi nell'ipoplasia eritroide e alti nel deficit di ferro.

Fattori di variabilità dell'ematocrito: È necessario superare il valore soglia fisso poiché l' $Ht$ varia per: - Individualità: Fino al $4\%$ fuori limite fisiologico. - Altitudine: Nativi di elevate altitudini presentano valori superiori (es. Colombia $1000\,m \rightarrow 46.4\%$ , Bolivia $5200\,m \rightarrow 62\%$ ). - Variazioni quotidiane: Oscillazioni del $10\%$ durante il giorno. - Postura: Variazioni fino all' $8\%$ . - Post-competizione: Riduzione del $10\%$ dopo gare di lunga durata (es. $10$ giorni).
Il Passaporto Biologico: - Monitoraggio longitudinale individuale per identificare intervalli di riferimento specifici. - Considera i carichi di lavoro e la disciplina sportiva. - Serve a rilevare eritropoiesi accelerata o depressa e sovraccarico di ferro.

Utilizzata per individuare l'uso di rhEPO attraverso parametri biochimici combinati:

ON-MODEL: Identifica l'uso attuale di EPO (eritropoiesi accelerata). - Parametri: Conta reticolociti, recettore solubile della transferrina ( $sTfR$ ), EPO sierica, $Ht$ , \% di macrociti.
OFF-MODEL: Identifica l'uso recente ma interrotto (eritropoiesi depressa). - Parametri: $Ht$ , conta reticolociti, EPO sierica.

Uno studio su $10$ soggetti maschi ha valutato la risposta al prelievo e alla reinfusione di sangue:

Metodo: Prelievo del $20\%$ del volume totale al tempo $0$ . Reinfusione di $0.8 \pm 0.1\,L$ di globuli rossi concentrati dopo un periodo anemico.
Risultati: Durante la fase anemica (pre-reinfusione), si osserva un'accelerazione dell'eritropoiesi.
Conclusione: Variazioni della concentrazione di emoglobina ( $Hb$ ) superiori al $15\%$ tra campioni prelevati poco prima di una competizione sono forti indicatori di manipolazione autologa del sangue.

Dati ematologici medi riscontrati (Controllo vs Sangue prelevato al giorno 3):

Hb (g/dL): $14.8 \pm 0.2$ (Ctl) vs $12.4 \pm 0.2$
Hct (\%): $42.9 \pm 0.6$ (Ctl) vs $35.5 \pm 0.7$
Reticolociti (\%): $1.1 \pm 0.1$ (Ctl) vs $1.9 \pm 0.1$ (fino a $3.0 \pm 0.2$ al giorno 7)