METODOS FISICOQUIMICOS DE DOPAJE.

METODOS FISICOQUIMICOS DE DOPAJE.
TRANSPORTADORES DE OXIGENO.
Por el Dr. Juan Carlos López Corbalán

Aparecen en la sección III de la Citada l Lista Única Antidopaje.

III:1 INCREMENTOS EN LA TRANSFERENCIA DE OXIGENO
III.1.1 Dopaje sanguíneo. Se define el mismo como la administración de sangre autóloga, homóloga o heteróloga, de concentrados de hematíes o de productos similares de cualquier origen, realizada con fines diferentes a los terapéuticos.
III.1.2 Administración de productos elevadores de la captación, el transporte o la liberación de oxígeno. Este capítulo lo tratamos con especial cuidado pues creemos que es donde Mayores problemas van a aparecer por lo sofisticado del grupo.
La Eritropoyetina y sus derivados miméticos son fármacos que se utilizan habitualmente para tratar procesos patológicos en los cuales el hematocrito está descendido, como puede ser el caso de la insuficiencia renal crónica. Desgraciadamente también puede ser utilizada de forma ilegal para aumentar o incrementar el transporte de oxígeno, siendo agentes dopantes sofisticados y de difícil detección por los métodos habituales de análisis. (Cuando nos referimos a eso de “los métodos habituales de análisis, evidentemente estamos hablando como mínimo de la Cromatografía de gases asociada a espectrometría de masas: como mínimo.

Para empezar a hablar de un mínimo de eficacia en las reacciones de identificación la sensibilidad y la especificidad son materias claves y que en la detección de sustancias dopantes como la EPO y los derivados que a continuación describiremos, se hace necesario no sólo la voluntad “política e institucional” de acabar con el doping, sino también la presencia de personal técnico cualificado para estas técnicas. Y aún a pesar de eso, ya veremos que debido a las especiales características farmacocinéticas y bioquímicas de éstas sustancias, su detección es farragosa, complicada, difícil y técnicamente complicada.
No es objetivo de ésta colaboración él extendernos y profundizar en técnicas analíticas ni tampoco vamos a inmiscuirnos excesivamente en la fisiopatología de las hormonas favorecedoras de la eritropoyesis. Ya existen obras de Fisiología dedicadas a ello, pero bástese decir que hay unos finos mecanismos de regulación de éstas sustancias.
La EPO y los derivados EPO miméticos se usan en la Medicina Clínica en el tratamiento de determinadas patologías asociadas a una bajada de los niveles de la serie roja de la sangre (por ejemplo en estados de insuficiencia renal crónica), dejemos claro que es un fármaco de uso hospitalario, que no puede ser dispensado en la Oficina de Farmacia salvo muy especiales circunstancias y que tiene unas indicaciones concretas. Y también es evidente que hay un uso no autorizado de estas sustancias para aumentar la prestación deportiva porque al aumentar la masa eritrocitaria, aumenta el transporte de oxígeno a los tejidos.
De un modo muy esquemático vamos a estudiar las sustancias que aumentan el transporte de oxígeno a los tejidos clasificándolos por orden de sofisticación y de “novedad”, lo cual no quiere ni mucho menos significar que ésta sea la forma ortodoxa de estudiar estas sustancias. Como este artículo está orientado principalmente a entrenadores, médicos deportivos y atletas, hemos optado por éste criterio taxonómico, por lo cual piden disculpas a los puristas y a los sofistas habituales.

CLASIFICACION DE LOS FÁRMACOS AUMENTADORES DEL TRANSPORTE DE OXIGENO

1. Perfluorocarbonos.
2. Transportadores de oxígeno por modificaciones de la Hemoglobina
2.1 De Primera Generación.
2.1.1 De primera generación: tipo cross- linking.
2.1.2 De primera generación tipo polimerización
2.2.2 De primera generación tipo conjugado
2.2.3 De primera generación por ingeniería recombinante.

2.2 De Segunda Generación.
2.3 De Tercera Generación. Microencapsulación y liposomiales.
3. Basados en la regulación alostérica de la Hemoglobina. Tipo Benzafibrato y RSR13.
4. Sustancias EPOmiméticas.
4.1 Péptidos EPO miméticos
4.2 Metil indoles EPO miméticos
4.3 Inhibidores de la Hematopoyetic Cell Fosfatasa (ipcp.)
5. Eritropoietina recombinante humana (epo)
5.1 EPO alfa, EPO beta y Epo ómicron
5.2 Darbepoietina
6. Terapia génica.
7. Formas galénicas novedosas de la EPO.
8. Cámaras Hiperbáricas
9. Transfusión de sangre autóloga.
10. Otros.

1. PERFLUOROCARBONOS

A todos nos impactó mucho la foto de un ratón sumergido en un “líquido” que no se ahoga, sino que puede respirar (VER FOTO).
Fig. 34 Ratón sumergido en CFC, sobrevive

Ese “líquido” es un perfluorocarbono.
Entra en el mundo de la ventilación líquida a base de Perfluorocarbonos (PFC) diciendo que son moléculas biológicamente inertes formadas por largas cadenas de carbono flúor y cloro que fueron descubiertas en la década de los 60 por Legand Clark. El oxígeno tiene una gran facilidad (unas 500 veces más alta) para disolverse en éstas sustancias, pero éstos compuestos, a su vez son bastante hidrofóbicos (inmiscibles en agua). Por lo tanto para poder solubilizar los PFCs en agua necesitamos utilizar agentes surfactantes (que disminuyan la tensión osmótica). A tal efecto se utiliza frecuentemente la Lecitina de origen animal.
Desde los años 60 se sabía que los mamíferos podían sobrevivir sumergidos en líquidos orgánicos porque estas sustancias eran capaces de aumentar la distribución de oxígeno a los tejidos. Se sabía que estas moléculas posteriormente eran captadas por las células del sistema retículo endotelial (células de Küpffer) y posteriormente liberadas al plasma como un gas disuelto. La excreción de estas sustancias es muy lenta, pues se comprobó que seguía excretándose después de 10 meses. Sabemos que el número de megacariocitos disminuye marcadamente, al parecer estas sustancias “disuelven” las plaquetas que son “secuestradas” en el tejido hepático. Así, se añade un problema adicional al uso de los PFC, si las dosis son muy elevadas, se producen lesiones hepáticas (fundamentalmente se agota el sistema de defensa que suponen las células del sistema retículo endotelial que ejercen como es sabido una función de “filtro hepático”. Por eso, el volumen máximo que se transfunde de PFC experimentalmente no supera UN LITRO.
Otra propiedad de los PFC es la fuerte dependencia de la ley de Henry de las presiones parciales. La solubilidad del Oxígeno depende intensamente de la presión parcial de oxígeno y el oxígeno a presión atmosférica no tiene la solubilidad funcional necesaria que debe de ser como mínimo de 400 mmHg. Por lo tanto tenemos que usar la respiración asistida. Uno de éstos productos (el Perfloran) está siendo intensamente estudiado en Puschino (Rusia). Tiene como características especiales el que puede ser almacenado a temperaturas de entre menos 5 y menos 18 grados Celsius hasta dos años. Puede ser administrado con solución fisiológica, albúmina, glucosa y antibióticos y sus principales componentes son la Perfluorodecalina (c10f18)


Fig. 35 Estructura de los CFC

y la perfluorometilciclohexil piperidina (C12F23N).

Fig. 36. Estructura del C8F18








Como ya hemos incidido estas sustancias son fluidos sintéticos que presentan una alta solubilidad para el oxígeno. Son moléculas muy simples y lineales con esqueleto hidrocarbonado recto en las cuales se ha sustituido el hidrógeno por halógenos, por lo tanto elementos químicos con un electrón desapareado en su capa externa y que les da una alta reactividad química. La cadena hidrocarbonada puede igualmente ser lineal o cíclica, pero no aparecen orbitales sp2 con nube electrónica pi en su capa externa. Estas sustancias llevarían en oxígeno a aquellos territorios o tejidos donde su concentración es más baja, produciéndose el intercambio correspondiente con el dióxido de carbono.
Lo realmente interesante de esto es que estas sustancias siguen la Ley de Fick y liberarían el oxígeno por simple gradiente de difusión, por lo que “soltarían” el oxígeno más fácilmente que los glóbulos rojos. Con los Perfluorocarbonos llegaríamos a un 90% de difusión y con la hemoglobina de los glóbulos rojos, escasamente un 30 %. Sabido es que en la molécula de hemoglobina hay 4 subunidades que unirían y transportarían el oxígeno por una unión covalente. Por el contrario con los perfluorocarbonos el mecanismo es de difusión simple y seguirían simplemente la Ley de Henry de las presiones parciales. En definitiva y como consecuencia la concentración de oxígeno en una emulsión podría incrementarse varias veces simplemente incrementando la concentración en el aire inspirado por el paciente. El principal problema seria, por el contrario que tendríamos que utilizar concentraciones muy elevadas de éstas sustancias para que su efecto fuera remarcable.
Además nos encontramos que éstas sustancias son insolubles en agua, con lo cual tendríamos que usar agentes tensioactivos para favorecer la emulsión de los Perfluorocarbonos y su fagocitación por las células de la economía.

Estas sustancias tienen una nula farmacocinética porque no-se biometabolizan, aunque si que se distribuyen muy lentamente y luego son exhalados por vía pulmonar.
Entre sus propiedades físico-químicas nos encontramos que:
a) Son líquidos claros e inodoros.
b) Química y biológicamente inertes. Con peso molecular entre 460 y 520.
c) Alta solubilidad en gas.
d) Alta densidad.
e) Baja viscosidad.
f) Baja tensión superficial.
g) Radioopacos.
h) Fácilmente esterilizables.

Las primeras emulsiones de PFCs para uso clínico se desarrollaron a finales de la década de los 70 (Fluorsol®, producido por la Corporación de la Cruz verde, en Japón). En la década de los 80 se realizaron numerosos ensayos clínicos con éste compuesto. Inicialmente estaba propuesto para el tratamiento de la anemia, pero no fue aprobado por su escasa eficacia. Y vida media corta. En 1990 se aprobó por parte de la Food and Drug Administration para los pacientes de alto riesgo para la reoxigenación del lecho vascular coronario distal durante la angioplastia de balón. Además mostró capacidad para la perfusión de órganos en transplantes.
Dado que son inmiscibles en sangre y agua y deben emulsificarse para su uso intravascular.

Fig. 37. Estructura tridimensional de la Hemoglobina
1.1 Primera generación:
El más importante de éstos productos es el perfluoro tri propilamina al 6%, en mezcla con perfluorodecalina al 14%. La emulsión que se realiza está formada por poloxamero 188 y fosfolípidos. Se desarrolló en Rusia y China a mediados de los ochenta, en un intento de mostrar la superioridad deportiva de los atletas de la hoy extinguida Unión Soviética.

El principal problema que tiene éste compuesto es que contiene restos de perfluorotripropil amina, con una elevada vida media de más de 65 días. Además estos primeros productos presentan una muy baja solubilidad en oxígeno e incluso a elevadas presiones de oxígeno (po2 de 500 mm Hg) el producto apenas puede transportar 5 ml de oxígeno por cada 100 ml

1.2 Segunda Generación:
El ejemplo más característico es el Perfubrón al 58 % y su homólogo superior en la serie: el perfluoro decil bromuro al 2 %. Son compuestos muy estables que pueden conservarse a 10 grados Celsius más de un año. La emulsión debe protegerse igualmente con antioxidantes tipo alfa-tocoferol al 0.1 –0.2 %.
Otro producto de ésta generación sería el perfluoro 1,8 di cloro octano al 76 %, que tiene la ventaja de que puede utilizarse en infusión tan alta como el 90% sin elevados problemas de viscosidad.

Innecesario decir que ésta ultima generación tiene una muy superior capacidad de transporte de oxígeno y que estos productos están taxativamente prohibidos por el Comité Olímpico Internacional y su uso es severamente castigado.
Los métodos de detección más usados para éstas sustancias se basan o bien en el aire expirado o en niveles plasmáticos.
Se extraen con isooctano y luego se analizan por cromatografía de gases asociada a espectrometría de masas.

Entre los fármacos disponibles en el mercado nos encontramos el Fluosol® en emulsión (perfluorodecalina) que se dejó de usar por las desgraciadas reacciones de alergia anafilaxis y muerte súbita). El Pertoran® investigado con mucho secretismo en Rusia desde hace una década. El Oxygent® que es perfluoro octil bromuro que produce taquicardias supraventriculares reflejas. Según indica el Estudio Clínico aún no finalizado. El Oxycite® y Oxyflúor® con Perfluorodicromooctano). También tenemos aquí el Oxigent® del laboratorio Alliance Pharmaceutical Corporation de san Diego, que es una emulsión al 60% de Perfubrón (muy lipofílico con alta solubilidad en oxígeno). Su estabilidad es elevada (10 meses), y con una vida media entre 4-5 días. Y además fácilmente esterilizable con calor húmedo.
Otros usos de los PFCs caen dentro de la Medicina Intensiva, la ventilación líquida está siendo cuidadosamente estudiada porque muestran capacidad de reapertura de alvéolos colapsados por infiltrados en el tracto respiratorio en niños prematuros.