Steroidi Androgenici Anabolizzanti AAS Steroidi androgenici anabolizzanti endogeni

Steroidi Androgenici Anabolizzanti (AAS)

Steroidi androgenici anabolizzanti: endogeni ed esogeni Ø Ormoni maschili endogeni (es. testosterone) § Hanno effetti anabolizzanti cioè aumentano la massa muscolare, attraverso regolazione genica e aumento della sintesi proteica del tessuto muscolare. Inibiscono anche la disgregazione proteica Ø Derivati esogeni (con struttura chimica simile al testosterone, es. nandrolone, danazolo, THG, ecc. ) § Con questi farmaci si è cercato di massimizzare gli effetti anabolizzanti del testosterone minimizzando allo stesso tempo gli effetti androgenici. Impresa non riuscita

- struttura tetraciclica fondamentale degli steroidi - CH 3 H HO CH 3 H H colesterolo

Ormoni steroidei propriamente detti

Ghiandola pituitaria Adenoipofisi Sella Turcica Neuroipofisi

Divisione della ghiandola pituitaria Anteriore “Adenoipofisi” Posteriore “Neuroipofisi” • Ciascuna delle due parti ha un ruolo distinto nella regolazione ormonale

Produzione del Testosterone Ipotalamo (-) Gn. RH ipofisi ant. (-) Inibina FSH LH (-) S Cellule del Sertoli testicolo L S Proteine leganti gli androgeni L Cellule di Leydig Testosterone Sperma (mediamente nell’uomo 8 mg/die 90 -95 % testicolo 5 -10% surrene)

Proteine leganti gli ormoni Sia androgeni che estrogeni si legano alle proteine plasmatiche; solo il 2% degli ormoni circolanti non sono legati: tale quota è quella biologicamente attiva. L’elevato legame prolunga l’emivita degli ormoni Albumine: non specifiche; bassa affinità; (58% legame) Gamma globuline: globuline leganti gli ormoni sessuali (SHBG); specifiche; alta affinità; (40% legame)

Colesterolo St. AR PBR P 450 scc/Adx/Ad. R Biosintesi degli Steroidi Androgenici Anabolizzanti Pregnenolone Testosterone 5 -Reduttasi I & II Diidrotestosterone Estrone aromatasi (CYP 19) 17 HSDII aromatasi 17 HSDI Androstenedione 17 HSDIII 17 HSDV DHEA (Deidropiandrosterone) 17 HSDII CYP 17 17 -hydroxylase CPR (b 5) 17, 20 -lyase 3 HSD I & II Estradiolo 3 HSD Androstanediolo

Meccanismo d’azione del testosterone • • Diffonde nelle cellule target Metabolizato a diidrotestosterone Si lega a recettori citoplasmitici Il compleso attivo trasloca nel nucleo legandosi a livello del DNA in regioni promotrici (siti di fattori di trascrizione) e altera la trascrizione genetica

Segnali ormonali t

Schema semplificato del meccanismo d’azione ormonale CELLULA BERSAGLIO Ormone Nucleo recettore DNA H/R Gln Pro trascrizione Gly Complesso ormone recettore DNA Ormone Domini leganti

TESTOSTERONE 5 -alfa reduttasi CYP 19 (aromatasi) Diidrotestosterone Estradiolo Recettore androgeni (NR 3 A) Recettore estrogeni Genitali esterni Genitali interni Osso Differenziamento nella gestazione Maturazione durante la pubertà Patologie prostatiche Follicoli piliferi Incrementata crescita durante la pubertà Sviluppo durante la gestazione Muscolo scheletrico Aumento massa e forza durante la pubertà Eritropoiesi ? Osso Chiusura epifisi, aumentata densità ? Libido

Organi bersaglio ed effetti fisiologici del testosterone e dei suoi metaboliti • SNC ( libido, benessere, • aggressività) • Ipotalamo/Pituitaria • ( Gn. RH, LH/ICSH, FSH; • GH) • Laringe (abbassamento voce) • • Petto ( dimensione) • Fegato ( SHBG, HDL) • • Rene ( eritropoietina, • ritenzione idrosalina) • Genitali ( sviluppo, • spermatogenesi, funzione erettile) Cute ( peli, produzione di sebo conseguente acne) Ossa ( densità ossea) Muscolo ( massa magra, forza) Tessuto adiposo ( lipolisi, grasso addominale) Sangue ( ematocrito) Sistema immunitario ( produzione auto-anticorpi) Prostata ( dimensione)

Raggruppamento azioni farmacologiche • Azioni morfogeniche: irreversibili; si • • verificano durante l’embriogenesi Azioni stimolatorie: pubertà (peli, corde vocali, ossa) Azioni di mantenimento: reversibili; comportamento, libido, funzione riproduttiva • Altre azioni: diminuzione tessuto linfoide; stimolazione eritropoiesi.

Raggruppamento azioni farmacologiche • Effetti virilizzanti: regolazione gonadotropine; spermatogenesi; sviluppo sessuale • Effetti anabolici proteici: incremento densità ossea, massa muscolare, globuli rossi

Usi clinici Terapia sostitutiva Ipogonadismo prepuberale: congenito e acquisito; terapia per 2 -3 anni fino alla pubertà; dosi basse di mantenimento postpuberale: disfunzione testicolare primaria; secondario alla distruzione dell’adenoipofisi Invecchiamento e impotenza

Usi clinici Tumore mammella; endometriosi uso limitato a causa degli effetti virilizzanti Azione anabolica proteica: aumentato uptake aminoacidi; incremento RNA polimerasi nel muscolo scheletrico; antagonismo delle azioni dei glucocorticoidi; utilizzato persone di bassa statura (19 -nortestosterone)

AAS e doping

Epidemiologia del doping Interviste a 1015 atleti e 216 allenatori, managers, medici italiani [Scarpino et al. Lancet 1990; 336: 1048 -50] Prevalenza del doping tra gli atleti di elite secondo atleti e tecnici Atleti Tecnici Frequente Occasionale Amfetamine 11% 27% 6% 17% Steroidi anabolizzanti 16% 20% 26% Beta-bloccanti 2% 6% 3% 13% Trasfusioni 7% 25% 7% 17%

Epidemiologia del doping Studio Paese Int J Sports Med 1997; 7: 557 UK Met. * Popolaz. SRE N. int. Sostanze % pos. Palestre 1667 9. 1 (M) Anaboliz. 2. 3 (F) J Sports Med Phys Fitness 2001; 41: 132 Francia SRE Allenatori 800 Tutte 5. 8 J Sports Med Phys Fitness. 1995; 35: 228 Francia PRO Atleti 102 Tutte 41 JAMA 1993; 270: 1217 USA SRE Atleti 32594 Anaboliz. 2. 7 Am J Dis Child 1990; 144: 954 USA SRE Atleti 1436 Anaboliz. 5. 5 USA PRO Atleti 1600 Anaboliz. 14. 1 USA SRE Atleti 3403 Anaboliz. 6. 6 NIDA Res Mon 1990; 102: 97 JAMA 1988; 260: 3441 * SRE= self-reported, PRO= project-use

Epidemiologia del doping Gli anabolizzanti risultano essere le sostanze maggiormente utilizzate (comunque le più indagate). Va sottolineato che sono impiegate a dosaggi superiori a quelli terapeutici. Uno studio condotto in UK [Brit J Sports Med 1997; 1: 54] tra gli utilizzatori di anabolizzanti ha messo in evidenza il ricorso a megadosi (da 250 a 3200 mg/settimana) ciclicamente periodi variabili da 4 a 12 settimane. L’ 86% degli utilizzatori, inoltre, utilizzava anche altri farmaci in particolare per trattare gli effetti avversi degli anabolizzanti o i sintomi di astinenza. Una recente indagine condotta in Svezia [Eur J Clin Pharmacol 2003; 59: 571] ha evidenziato il notevole numero di reazioni avverse legate all’uso di steroidi anabolizzanti. In 5 anni (1996 -2000) 4. 339 utilizzatori di sostanze dopanti hanno riportato di avere avuto eventi negativi. In alcuni contesti, inoltre, la percentuale di utilizzatori è particolarmente elevata, ad esempio in uno studio condotto in Belgio su praticanti di body building, con test antidoping senza preavviso (uno dei rarissimi studi con questa metodica), vennero trovati positivi a diverse sostanze dopanti (in particolare steroidi anabolizzanti) il 42% dei soggetti esaminati. [Int J Sports Med 1995; 16: 66]

Il doping negli adolescenti Studio Paese Popolaz. Eur J Public Health 2001; 11: 195 Svezia 16 (M) 17 (M) 5827 Anaboliz. 3. 6 2. 8 Eur J Clin Pharmacol 1995; 48: 9 Svezia 14 -19 1383 Anaboliz. 5. 8 USA studenti 6930 Anaboliz. 4. 0 (M) 1. 3 (F) Canada studenti 16119 Anaboliz. Clin J Sport Med 1995; 5: 108 Clin J Sport Med 1996; 6: 9 Med Sci Sports Ex 1989; 21: 494 USA studenti N. int. Sostanze % pos. 2. 8 1010 5. 0 (M) Anaboliz. 1. 4 (F) Am J Health Syst Pharm 1996; 53: 2068 USA studenti 4722 4. 5 (M) Anaboliz. 0. 8 (F) J Fam Pract 1992; 35): 401 USA stud. M 3900 Anaboliz. 5. 8

Il doping negli adolescenti Studio Scand J Soc Med 1998; 26: 71 J Community Health 1999; 24: 131 Int J Sports Med 2004; 25: 133 Paese Popolaz. N. int. Sostanze % pos. Svezia studenti 2742 Tutte 2. 7 (M) 0. 4 (F) USA studenti calciatori 873 Anaboliz. 6. 3 Francia stud atleti 1459 Tutte 4. 0

Il doping negli adolescenti Alcuni dati della metanalisi di P. Laure su 29 studi epidemiologici [J Sports Med Phys Fitness 1997; 37: 218]: Ø 3 -5%: prevalenza di uso di steroidi anabolizzanti nei bambini (a partire dall’età di 8 anni) Ø 5 -15 % (SRE) o 15 -25% (PRO) prevalenza del doping fra chi pratica sport a livello amatoriale. Soprattutto utilizzo di anabolizzanti, stimolanti, sostanze stupefacenti. Studi condotti negli USA tra gli adolescenti hanno dimostrato che almeno 375. 000 ragazzi e 175. 000 ragazze hanno utilizzato almeno una volta anabolizzanti [Am J Sports Med 1996; 20: 1552] Esperti americani in tema di doping stimano che il 3 -12% di maschi e l’ 1 -2% di femmine adolescenti utilizzano anabolizzanti. [Bailliere Clin Endoc 2000; 14: 25] Dati altrettanto allarmanti si riscontrano in Canada, dove il Center for Drugs free Sport ha stimato che, nel 1993, circa 83. 000 ragazzi tra gli 11 e i 18 anni hanno utilizzato anabolizzanti. [J Endocrinol 2001; 170: 55]

Steroidi anabolizzanti di uso comune • • • C. J. Hunter: positivo per nandrolone (2000) Testosterone* Stanazolo Danazolo Nandrolone Diidrotestosterone (DHT) Deidropiandrosterone (DHEA) Androstenedione Metandienone Tetraidrogestrinone (THG) Ecc. ecc. *In giallo gli ormoni naturali

Atleti come promotori del doping • I produttori dichiaravano che l’androstenedione è un “proormone” che può aiutare a costruire i muscoli • La sua popolarità iniziò nel 1998 “grazie” a Mark Mc. Gwire, uno dei più famosi giocatori di baseball americani, che ne pruomoveva l’uso “Well, I didn't endorse it. I didn't promote it. It's just something that helped me through my workouts. Period. That's it. Everybody takes supplements when they work out. You need to. ” -Mark Mc. Gwire on Androstene, ESPN Magazine May 17, 1999 • Disponibile come prodotto OTC sia negli USA che in UK

Tetraidrogestrinone (THG) Ø Il tetraidrogestrinone (THG) è uno steroide anabolizzante specificatamente sviluppato come sostanza per aumentare la performance fisica e per cercare di evitare la sua individuazione nei test antidoping Ø Atleti del baseball negli USA, quali Barry Bonds, Jason Giambi e Gary Sheffield, hanno testimoniato nel corso di un processo contro la Bay Area Laboratory Co-Operative (BALCO) Ø Negli USA si è svolta una vera e proprio guerra prima di mettere al bando questa sostanza, particolarmente utilizzata e non proibita nel baseball (ora lo è) Ø Il caso del THG evidenzia la continua necessità di migliorare i metodi per la detenzione delle sostanze dopanti Ø Per la prima volta il THG è stato testato alle Olimpiadi di Atene

Modalità di assunzione degli AAS come doping Ø Via somministrazione: orale o parenterale Ø Ciclica: tipicamente 6 -8 settimane con uguale intervallo libero Ø A dosi (10 -40 volte quelle terapeutiche) crescenti e poi decrescenti Ø Stoccaggio: uso contemporaneo di più anabolizzanti (tipicamente uno per os e uno iniettivo) per evitare la tolleranza a un particolare steroide Ø Sollevatori di peso e culturisti arrivano ad utilizzare dosi fino a 100 volte superiori a quelle terapeutiche Ø Spesso si fa seguire agli steroidi anabolizzanti la gonodotropina corionica umana (h. CG) per stimolare la produzione di testosterone endogeno soppresso dall’assunzione cronica degli steroidi Ø L’ aumento della forza muscolare da AAS è potenziato da adeguati protocolli di allenamento

Massa muscolare Curve Dose-Risposta AAS Soprafisiologica Eugonadica Ipogonica Dose AAS

Testosterone sopra-fisiologico No Exercise + Exercise Bhasin et al NEJM 335: 1 -7 (1996)

“Occhio” ai numeri No Exercise + Exercise Bhasin et al NEJM 335: 1 -7 (1996)

Distance (meters) Turinabol orale: effetto sul lancio del peso in un atleta donna della DDR 19 18 17 20 19 18 17

Non sempre funzionano: effetti del DHEA e androstenedione dopo 12 settimane di allenamento Wallace et al. , MSSE, 1999

Tecniche antidoping per AAS • Steroidi sintetici: GC/MS dei metaboliti – HPLC-MS di metaboliti coniugati • Testosterone: T/Epi-T Ratio > 6 (nl < 2) – T/LH > 30; Ketoconazole Suppression Test • Ratio di 5 : non-5 C 19 Steroidi • Isotope Ratio Mass Spectrometry

Antidoping Strategie per evitare di essere individuati • Utilizzo di sostanze difficili da individuare • Periodi di astinenza – AAS sintetici iniettabili individuali fino ad oltre 6 mesi • Diuretici per diluire le urine • Contaminanti batterici • Alterare i campioni (sostituzione, ecc. )

Individuare il diidrotestosterone (DHT) • Problemi: breve emivita (t 1/2), DHT endogeno • Isotope Ratio Mass Spectrometry – 13 C contenuto di DHT endogeno vs esogeno – d 13 C% < -29 suggerisce una fonte esogena • Ratio of 5 : non-5 C 19 steroidi – 5 -/5 - Androsterone-3 , 17 -dioli – Sviluppato dalla Mitsubishi Chemical Co. – Utilizzato nei campionati di nuoto asiatici (1994) per individuare ricorso al doping nelle atlete cinesi

DHT: nuotatrici cinesi Atleta Limite superiore normale: DHTcorr 5 /5 -A 12. 13 1. 88 5 A/Etio DHT/Epi. T 2. 20 2. 72

Reazioni avverse degli AAS • Cardiovascolari – Cardiomiopatia, ictus, infarto miocardio • Fegato – Danno epatocellulare, colestasi – Tumori • Dislipidemia – Aumento LDL, diminuzione HDL – Attivazione lipasi epatiche

AAS: reazioni avverse a livello del SNC • Euforia, mania, paranoia • Aggressività, ira, tendenza all’omicidio, abusi sessuali • Depressione, tendenza al suicidio durante l’astinenza

Dipendenza dagli AAS • Dipendenza psicologica comune • Dipendenza fisica controversa Sindrome d’astinenza da AAS (modello bifasico) • Prima fase (1 -2 settimane) – agitazione, instabilità vasomotoria – Può essere necessaria ospedalizzazione • Seconda fase (mesi) – depressione, debolezza – Esacerbazione sintomatologia da stato ipogonadale

Altre reazioni avverse degli AAS • Bambini – Fusione piastra epifisaria – Arresto della crescita • Infezioni – Ascessi/cellulite, HIV, epatiti virali • Rotture tendini (superallenamento? ) • Edemi per ritenzione idrica • Policitemia

Reazioni avverse degli AAS specifiche per l’uomo • Infertilità – Incidenza incrementata durante l’uso – Reversibile alla sospensione e con uso di gonadotropine corioniche • Ginecomastia – Si può utilizzare il testolattone (derivato del testosterone • Iperplasia prostatica, tumori prostata

Reazioni avverse degli AAS specifiche per la donna • • • Amenorrea Atrofia del seno Irsutismo Ispessimento del clitoride Abbassamento della voce Effetti spesso irreversibili

Abuso di steroidi anabolizzanti Polifarmacia per mascherare gli effetti avversi Effetti avversi Ginecomastia Acne Atrofia testicolare Edemi Farmaci Tamoxifene Testolattone Tretinoina o antibiotici Gonadotropine Diuretici