Efectos musculares y hematológicos del uso de rHuEpo en combinación con el entrenamiento físico. Implicaciones de la demospresina y la hipoxia en el dopaje sanguineo. Estudios in vivo e in vitro.

Abstract

En la presente Tesis Doctoral hemos querido estudiar, en primer lugar, el efecto que tendría el incremento artificial de la capacidad de transporte de oxígeno, a través del tratamiento con rHuEpo, sobre distintos parámetros musculares así como su implicación en la mejora del rendimiento físico. Son muchos los autores que, tanto en el ámbito clínico (Winearls, Oliver y cols. 1986; Bommer, Muller-Buhl y cols. 1987) como en el ámbito deportivo (Berglund y Ekblom 1991; Lundby, Robach y cols. 2008), han destacado que los beneficios alcanzados con los tratamientos con Epo desbordan con creces su papel como estimuladora de la eritropoyesis. Los posibles efectos de la hormona, a nivel del músculo esquelético, se fundamentan en el reciente descubrimiento de receptores de Epo en este tejido (Scoppetta y Grassi 2004; Lundby, Hellsten y cols. 2008). En el primer estudio de la presente Tesis Doctoral nos planteamos determinar si el tratamiento con rHuEpo podría mediar los procesos de mitocondriogénesis, miogénesis y angiogénesis en el músculo esquelético, así como sus efectos sobre el rendimiento deportivo en animales de experimentación. Los resultados negativos obtenidos en este primer estudio en el que no observamos ninguna modificación en los procesos anteriormente descritos a nivel del músculo esquelético, ni sobre el rendimiento físico, en animales tratados con rHuEpo, a pesar de encontrar un aumento significativo en las diversas variables hematológicas determinadas, nos llevó a diseñar un segundo estudio. En éste nos planteamos determinar el efecto del aumento en la producción endógena de Epo (por la exposición a altitud simulada), en combinación con entrenamiento anaeróbico, sobre distintas adaptaciones musculares y hematológicas y sobre el rendimiento físico. De nuevo, en este caso, no observamos ningún efecto ni a nivel muscular, ni sobre el rendimiento, de la combinación de un protocolo de hipoxia intermitente con entrenamiento anaeróbico, a pesar de encontrar un significativo aumento en las variables hematológicas estudiadas. Los resultados obtenidos en los dos estudios anteriores nos planteron la necesidad de diseñar un tercer estudio conducente a comparar el efecto del tratamiento con rHuEpo con un protocolo de hipoxia intermitente normobárica, sobre las variables hematológicas determinadas por las autoridades antidopaje. Nuestro principal objetivo al plantear este estudio era demostrar que los protocolos de hipoxia intermitente producen modificaciones hematológicas comparables a los tratamientos con rHuEpo. Los resultados obtenidos confirmaron nuestra hipótesis y fundamentaron el diseño experimental del cuarto estudio desarrollado en la presente Tesis Doctoral. En él nos planteamos determinar el efecto de un protocolo de hipoxia intermitente, tras la administración de rHuEpo, con el objetivo de comprobar un posible efecto enmascarador de la policitemia asociada a la hipoxia. Tras confirmar dicho efecto, diseñamos un nuevo protocolo experimental que constituye el quinto estudio de esta Tesis. En este trabajo nos planteamos, en seres humanos, estudiar el efecto hemodiluyente de la administración oral de desmopresina, un análogo de la hormona antidiurética, con un potencial efecto enmascarador del dopaje sanguíneo. Los resultados obtenidos en el segundo estudio planteado en la presente Tesis Doctoral en relación al efecto del entrenamiento anaeróbico, en combinación con la hipoxia, sobre la expresión muscular de PGC-1α y MnSOD, nos condujo a diseñar toda una nueva serie de experimentos (in vitro) en los que determinamos el papel de la electroestimulación en la activación de PGC-1α y MnSOD en animales silvestres y deficientes en PGC-1α. Del mismo modo quisimos estudiar el papel de las ERO en dicho proceso. Estos experimentos, desarrollados en el laboratorio de la Profesora Ylva Hellsten (Departamento de Ciencias del Deporte y del Ejercicio de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Copenhague, Dinamarca) conforman el sexto y último estudio que nos plateamos en esta Tesis.

In this Doctoral Thesis our first aim was to determine the effect of the artificial increment of the oxygen delivery capacity on different muscular parameters and on performance, by using rHuEpo. In our first study we proposed to determine whether rHuEpo treatment could be involved in mitochondrial biogenesis, myogenesis, or angiogenesis in skeletal muscle. We also wanted to test the effects of the hormone on exercise performance in experimental animals. None of the results obtained in this first study presented any changes in the processes described above at the level of skeletal muscle, or in physical performance in animals treated with rHuEpo. In the second study we found no effect on either the skeletal muscle or performance, as a result of the combination of intermittent hypoxia and anaerobic training, despite finding a significant increase in the hematological variables analyzed. The results from these studies led us to devise our third experimental design in which we wanted to demonstrate that an intermittent hypoxic protocol can induce the same hematological modifications as Epo treatments. Results confirmed our hypothesis and underpinned the experimental design of the fourth study developed in this Doctoral Thesis. In this we proposed to determine the effect of intermittent hypoxia on hematological parameters after rHuEpo administration in an animal model. After confirming the role of hypoxia as a masking strategy, we designed the fifth experimental study of this Doctoral Thesis. This is the only human study in the Thesis and we aimed to determine whether administration of desmopressin, a synthetic analogue of vasopressin, could be associated with a significant hemodilution and thus be considered as a masking agent in sports. The results in the second study of this Doctoral Thesis led us to develop a new series of experiments (in vitro) constitute the sixth and last study of the present Doctoral Thesis, in which we proposed to determine the role of reactive oxygen species and PGC-1α in the contraction-induced expression of MnSOD in primary skeletal muscle cells from wild type and knock-out for PGC-1α mice.