สารต้องห้ามทางการกีฬาและการตรวจวิเคราะห์

Prohibited agents and doping control analysis

  • โกสุม จันทร์ศิริ

Abstract

          ในการแข่งขันมหกรรมกีฬาระดับชาติและระดับนานาชาติ การตรวจสารต้องห้ามของนักกีฬานับเป็นขั้นตอนที่สำคัญขั้นตอนหนึ่งในการสร้างความยุติธรรมให้นักกีฬาเพราะหากตรวจพบการใช้สารต้องห้ามทั้งโดยตั้งใจหรือไม่ตั้งใจ นักกีฬาผู้นั้นก็จะถูกยึดเหรียญรางวัลและถูกห้ามเข้าแข่งขันเป็นระยะเวลาหนึ่ง ในปัจจุบันสารต้องห้ามมีมากกว่า 3,000 ชนิด ที่อาจเป็นส่วนประกอบในอาหารเสริมและยารักษาโรคทั่วไป เช่น ยาแก้หวัด หรือยารักษาโรคความดันโลหิตสูง เป็นต้น ดังนั้นวิธีการตรวจวินิจฉัยและวิเคราะห์สารต้องห้ามจึงเป็นเรื่องที่สำคัญอย่างยิ่ง สำหรับการตรวจสารต้องห้ามของนักกีฬาในมหกรรมกีฬาที่สำคัญ มักมีศูนย์ตรวจสารต้องห้ามในนักกีฬาที่ได้รับการรับรองจาก World Anti-Doping Agency (WADA) รับหน้าที่ตรวจตัวอย่างจากนักกีฬาอย่างเป็นทางการ โดยศูนย์ฯ ในลักษณะนี้จะมีการติดตั้งอุปกรณ์และใช้เทคโนโลยีการตรวจวิเคราะห์อันทันสมัย ที่จะทำให้กระบวนการตรวจวิเคราะห์และประมวลผลเป็นไปอย่างถูกต้องแม่นยำและทันเวลาในการตัดสินผลการแข่งขันปัจจุบันวิธีการตรวจหาสารต้องห้ามในห้องปฏิบัติการมาตรฐานที่ได้การรับรองจาก WADA จะใช้วิธีวิเคราะห์หลัก คือ วิธีทางเคมี ได้แก่ gas chromatography/mass spectroscopy (GC/MS), liquid chromatography,HPLC, LC/MS/MS, LC/UV ซึ่งสามารถตรวจสารต้องห้ามในกลุ่ม anabolic agents สาร diuretics และ maskingagents วิธีทางอิมมิวโนวิทยา (immunoassay) ได้แก่ ELISA ใช้ตรวจสารต้องห้าม เช่น erythropoietin (EPO), human growth hormone (hGH) และวิธีทางอณูชีววิทยา (molecular diagnosis) ได้แก่ DNA fingerprinting ใช้ตรวจการให้เลือดที่ได้จากบุคคลอื่น การใช้เทคนิคทาง PCR ใช้ตรวจ gene doping และ affinity based biosensors (ABBs) เป็นต้น วิธีการดังกล่าวเป็นที่ยอมรับในการนำมาใช้ตรวจหาสารต้องห้ามในนักกีฬา เนื่องจากมี sensitivity และ specificity สูง การโด๊ป (doping) หมายถึง การใช้สารต้องห้ามหรือการใช้วิธีการต่าง ๆ เพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของนักกีฬา ทำให้เกิดความได้เปรียบอย่างไม่เป็นธรรมสารต้องห้าม (prohibited substances) หมายถึงสารที่ถูกห้ามใช้ในนักกีฬาตามข้อกำหนดขององค์กรควบคุมการใช้สารต้องห้ามโลก World Anti-Doping Agency (WADA) เนื่องจากมีฤทธิ์ทำให้ความสามารถในการแข่งขันของนักกีฬาเปลี่ยนไปการโด๊ปถือเป็นสิ่งต้องห้ามในการแข่งขันกีฬาเพราะนอกจากจะเป็นการทำลายสปิริตของนักกีฬาแล้วผู้ใช้สารต้องห้ามอาจได้รับอันตรายจากการใช้ยาทั้งในระยะสั้นและระยะยาว รวมทั้งนักกีฬาคนอื่นที่ร่วมแข่งขันก็อาจได้รับอันตรายจากเกมส์การแข่งขันที่รุนแรงของนักกีฬาที่ใช้สารต้องห้ามได้
     1. สารต้องห้ามทางการกีฬา
         ในปี ค.ศ. 2011 WADA [1] ได้ประกาศรายชื่อสารต้องห้ามที่ห้ามใช้ตลอดเวลาในการกีฬาทั้งในและนอกการแข่งขัน โดยแบ่งเป็นกลุ่ม ดังนี้
               1.1 สาร anabolic agents [2]
                     anabolic agents เป็นสารที่ร่างกายสามารถสร้างขึ้นได้เองตามธรรมชาติ หรือเป็นสาiสังเคราะห์ที่ผลิตโดยกรรมวิธีทางเภสัชเคมี มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับฮอร์โมนเพศชาย สารนี้มีผลในการเพิ่มขนาดกล้ามเนื้อและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ ทำให้ผู้ใช้มีความแข็งแรงและมีความทนทานในการแข่งขันสูง โดยทำให้มีการสะสมของโปรตีน น้ำ และ อิเล็กโตรไลท์ ในเซลล์กล้ามเนื้อลาย แต่จากการทดลองพบว่ากล้ามเนื้อลายที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจากการกระตุ้นด้วยสารดังกล่าว จะส่งผลทำให้มีน้ำและอิเล็กโตรไลท์เข้าไปเก็บอยู่ในเซลล์กล้ามเนื้อมากขึ้น ทำให้กล้ามเนื้อเกิดการบวมน้ำ ซึ่งจะทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแอลงเวลาหดตัว และอาจส่งผลให้เอ็นและกล้ามเนื้อฉีกขาดได้ง่ายในขณะฝึกซ้อมหรือแข่งขัน ยาในกลุ่มนี้มักใช้กับนักกีฬาที่ต้องการพลังกล้ามเนื้อมาก เช่น ยกน้ำหนัก มวยปล้ำ เพาะกาย และกรีฑา เป็นต้น [3] ผลข้างเคียงจากการใช้ยากลุ่มนี้เป็นระยะเวลานาน ยานี้จะรบกวนสมดุลของฮอร์โมนปกติในร่างกาย เกิดการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์ โกรธง่าย และฉุนเฉียว เสี่ยงต่อการเกิดโรคตับและหัวใจ มะเร็งต่อมลูกหมาก และผู้หญิงมีลักษณะคล้ายผู้ชาย เป็นต้น สาร anabolic agents แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
                    1.1.1 anabolic androgen steroids (AAS) แบ่งเป็น
                             a. exogenous AAS หรือ AAS จากภายนอกที่ร่างกายไม่สามารถสร้างได้เองตามธรรมชาติ ได้แก่ 1-ndrostendiol, 1-androstendione, bolandiol (19-norandrostenediol), bolasterone, boldenone, boldione, calusterone, clostebol, danazol, d e h y d r o c h l o r o m e t h y l t e s t o s t e r o n e , desoxymethyltestosterone, drostanolone, ethylestrenol, fluoxymesterone, formebolone, furazabol, gestrinone, 4-hydroxytestosterone,mestanolone, mesterolone, metandienone, methandriol, methasterone (superdrol),methenolone, methyl-1-testosterone, methyldienolone, ethylnortestosterone, methyltestosterone, methyltrienolone, mibolerone, n a n d r o l o n e ( 1 9 - n o r t e s t o s t e r o n e ) , norandrostenedione, norbolethone, norclostebol, norethandrolone, oxabolone, oxandrolone, oxymesterone, oxymetholone, prostanazol, quinbolone, stanozolol, stenbolone, 1-testosterone, tetrahydrogestrinone และ trenbolone
                            b. endogenous AAS หรือ AAS ที่ภายในร่างกายสามารถสร้างเองได้จากต่อมพิทูอิทารี ได้แก่ a n d r o s t e n e d i o l , a n d r o s t e n e d i o n e , dihydrotestosterone (Dht), dehydroepiandrosterone (Dhea) และ testosterone เป็นต้น
                    1.1.2 สาร anabolic agents อื่น ๆ ได้แก่ clenbuterol, tibolone, zeranol และ zilpaterol เป็นต้น
               1.2 peptide hormones, growth factors and related substances แบ่งเป็นกลุ่มย่อย ดังนี้             
                    1.2.1 erythropoiesis-stimulating agents (ESAs) เป็นกลุ่มสารกระตุ้นที่มีหน้าที่กระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดแดง โดยมีการใช้ recombinant erythropoietin (rhEPO) ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1989 [4-8] การให้ rhEPO จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของ EPO isoform ภายในร่างกายเพียงชั่วคราว ESAs ที่ใช้กันอยู่ ได้แก่ (1) erythropoietin (EPO) เป็นสารกลุ่ม glycoprotein สร้างจากไต ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง (2) darbepoetin (dEPO) ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง hypoxia-inducible factor (HIF) stabilizers เช่น สาร สกัดจากฮอร์โมนที่ส่งผลต่อปริมาณออกซิเจนในร่างกาย (3) methoxy polyethylene glycol-epoetin beta (CERA) เช่น ยาที่ใช้รักษาโรคไต และ (4) peginesatide (hematide) เช่น สารสกัดที่ใช้รักษาโรคโลหิตจาง
                    1.2.2 chorionic gonadotrophin (CG) และ luteinizing hormone (LH) เช่น human chorionic gonadotrophin (hCG) สร้างจากรกหรือสังเคราะห์ได้ มีผลกระตุ้นให้ร่างกายสร้างฮอร์โมน androgenic steroid ซึ่งมีผลคล้ายกับการได้รับฮอร์โมน testosterone ทำให้กล้ามเนื้อมีขนาดใหญ่ขึ้น [9-11]
                    1.2.3 insulin เป็นฮอร์โมนที่สร้างจากตับอ่อน ทำหน้าที่ช่วยในการดูดซึมน้ำตาลกลูโคสในกระแสเลือดเข้าสู่เซลล์เพื่อนำไปเผาผลาญเป็นพลังงาน [12, 13]
                    1.2.4 corticotrophin ควบคุมให้ต่อมหมวกไตผลิตฮอร์โมน corticosteroids ซึ่งเป็นสารหลั่งที่ทำให้เกิดความเคลิบเคลิ้ม มีความสุข สามารถสังเคราะห์ได้ [14, 15]
                    1.2.5 growth hormone and related substances ทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตของอวัยวะต่าง ๆ สามารถสังเคราะห์ได้เนื่องจาก hGH เป็นฮอร์โมนที่ร่างกายสร้างได้เองจากต่อมใต้สมองส่วนหน้าหรือต่อมพิทูอิทารี และมีหลาย isoform โดยปริมาณที่สร้างจากต่อมพิทูอิทารีมีมากที่สุด ซึ่งปริมาณการสร้างในแต่ละวันเป็นแบบขึ้นลง (pulsatile pattern) ตามการเปลี่ยนแปลงของเวลาในละวัน อยู่ภายใต้การควบคุมของ hypothalamic hormone, GH-releasing hormone, somatostatin และ ghrelin [16-23] WADA มีข้อห้ามมิให้นักกีฬาใช้ GH โดยมีวิธีการมาตรฐานในการตรวจเพื่อหาสารดังกล่าวภายหลังจากที่ร่างกายได้รับ exogenous recombinant human Growth Hormone (rhGH) เช่น วิธี immunoassay วิธี liquid chromatography-tandem mass spectrometry เป็นต้น [24-27]
               1.3 สาร beta2-agonists
                   
 เป็นสารกระตุ้นการขยายหลอดลมของปอดทำให้รับออกซิเจนได้ดีขึ้น แบ่งเป็น 3 กลุ่ม ตามระยะเวลาของการออกฤทธิ์ คือ (1) short-acting beta2-agonists เช่น salbutamol (albuterol (US name), Ventolin),levosalbutamol (levalbuterol (US name), Xopenex), terbutaline (Bricanyl), pirbuterol (Maxair), procaterol,clenbuterol, metaproterenol (Alupent), fenoterol, bitolterol mesylate, ritodrine และ isoprenaline เป็นต้น (2) long-acting beta2-agonists เช่น salmeterol (Serevent Diskus), formoterol (Foradil, Symbicort), bambuterol, clenbuterol และ olodaterol (Striverdi) เป็นต้น และ (3) ultra-long-acting beta2-agonists เช่น indacaterol เป็นต้น [28-32]
               1.4 สารยับยั้งและลดการทำงานของฮอร์โมนเพศหญิง (hormone antagonists and modulators)
                    tamoxifen และ clomiphene เป็นยาในกล่มุ สารยับยั้งและลดการทำงานของฮอร์โมนเพศหญิง พบว่ามีการใช้ ทั้งในนักกีฬาชายและหญิง โดยนักกีฬาชายมักจะใช้ tamoxifen ร่วมกับ anabolic steroids เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของต่อมน้ำนมในเพศชาย (gynecomasia) และเพิ่มระดับ testosterone พบว่านักกีฬาเพาะกายหญิงและนักยกน้ำหนักหญิงมักใช้ tamoxifen เป็นตัวยับยั้งการทำงานของ oestrogen receptors ส่งผลให้ testosterone ทำงานเพื่อเพิ่มกล้ามเนื้อได้ [33-35]
               1.5 ยาขับปัสสาวะและสารปกปิดอื่น ๆ (diuretics and other masking agents)
                    ยาขับปัสสาวะและสารปกปิดอื่น ๆ เป็นสารใช้เพิ่มอัตราการขับปัสสาวะ เพื่อกำจัดส่วนเกินของน้ำ กำจัดโซเดียมไอออน คลอไรด์ไอออน และโปตัสเซียมไอออนออกจากร่างกายนักกีฬามากกว่าปกติ ใช้เพื่อควบคุมนน้ำหนักในนักกีฬายกน้ำหนักและนักมวย ซึ่งเป็นการรบกวนการวิเคราะห์หาสารต้องห้ามตัวอื่น ผลข้างเคียงคือ ร่างกายสูญเสียน้ำมากเกินไป ส่งผลต่อการทำงานของหัวใจ ทำให้เกิดความดันโลหิตสูง หัวใจล้มเหลว โรคไต โรคปอด และไตวายอ่อนเพลียและหน้ามืดตาลาย กล้ามเนื้อเป็นตะคริว [36] สารในกลุ่มนี้ได้แก่ (1) diuretics ได้แก่ acetazolamide,amiloride, bendroflumethiazide, bumethanide, canrenone, chlorothiazide, chlorthalidone, ethacrynic acid, furosemide (frusemide), hydrochlorothiazide, indapamide, metolazone,spironolactone และ triamterene (2) other maskingagents ได้แก่ epitestosterone และ probenecid (3)alpha-reductase inhibitors ได้แก่ finasteride และ dutasteride (4) plasma expanders ได้แก่ dextran และ hydroxyethyl starch เป็นต้น เดิมการตรวจหาการใช้ diuretic drug ซึ่งจัดเป็นสารต้องห้ามในนักกีฬาจะใช้เทคนิค high liquid chromatography และ detector เป็น UV-diode เนื่องจาก diuretic drug ที่ใช้มีโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อนและหลากหลาย เพื่อความประหยัดค่าใช้จ่ายในการตรวจ จึงไม่นิยมการตรวจด้วยเทคนิค gas chromatography/mass spectrometry เพราะวิธีการเตรียมสารตัวอย่างที่จะตรวจมีความยุ่งยากมากกว่าวิธีอื่น ปัจจุบันเทคนิคที่นิยมใช้ตรวจหาการใช้ diuretic drug ที่เป็นสารต้องห้ามในนักกีฬา ได้แก่ liquid chromatography/mass spectrometry [37]
               1.6 central nervous system stimulants
                    สารต้องห้ามในกลุ่มนี้มีประมาณ 64 ชนิด ที่ประกาศเป็นสารต้องห้ามโดยคณะกรรมการโอลิมปิกสากล IOC และ WADA ได้แก่ coffee, cocaine, amphetamine และ ephedrines เป็นต้น สารต้องห้ามมีฤทธิ์กระตุ้นระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทอัตโนมัติ (sympathomimetics,dopaminomimetic และ serotoninomimeticstimulants) ให้มีการหลั่งสาร noradrenalin (NA),dopamine (DA) และ serotonin (5-HT) มากกว่าปกติ [38] สารต้องห้ามเป็นกลุ่มยาที่ใช้ในกีฬาที่ต้องการความเร็วนักกีฬาใช้ยานี้เพื่อเพิ่มสมาธิ ลดความเหน็ดเหนื่อย เพิ่มความกระฉับกระเฉงว่องไว ความสามารถในการแข่งขัน และเพิ่มประสิทธิภาพปฏิกิริยาตอบสนอง ผลข้างเคียงของสารต้องห้ามทำให้หลอดเลือดหดตัว ความดันโลหิตสูง อัตราการเต้นหัวใจเพิ่มขึ้นอย่างมากจนเป็นสาเหตุทำให้เสียชีวิตได้ (fatal arrthymia) เกิดความก้าวร้าว เบื่ออาหาร กระสับกระส่ายนอนไม่หลับ ประสาทหลอน และมีผลต่อการควบคุมอุณหภูมิร่างกาย เป็นต้น สารต้องห้ามในกลุ่มนี้บางตัวมีการนำไปใช้เป็นยาลดน้ำหนักเพราะทำให้ขับปัสสาวะมากกว่าปกติ
     2. วิธีการต้องห้ามทางการกีฬา (prohibited methods)
           ในปี ค.ศ. 2011 WADA ได้ประกาศวิธีการที่ห้ามใช้ตลอดเวลาในการกีฬาทั้งในและนอกการแข่งขัน โดยแบ่งเป็นกลุ่ม ดังนี้
          2.1 การใช้เลือดเป็นสารกระตุ้น (blood doping)
               วิธีการโด๊ปเลือดมี 2 แบบ [39-43] แบบแรกคือนำเลือดตัวเองออกไปแล้วใส่กลับเข้ามา วิธีนี้มีข้อเสียคือ ต้องใช้เวลาให้ร่างกายฟื้นตัว นักกีฬาไม่สามารถซ้อมหนักเต็มที่ได้ระหว่างรอให้ร่างกายสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงทดแทน ข้อดีคือ ไม่เสี่ยงต่อการติดเชื้อที่มาทางเลือดอย่างเอดส์หรืออื่น ๆ อีกรูปแบบของการโด๊ปเลือดคือ รับเลือดจากคนอื่นที่มีหมู่เลือดเดียวกันโดยไม่ต้องรอให้ร่างกายสร้างเม็ดเลือดแดงประสิทธิภาพไม่ลดลงระหว่างซ้อม สามารถซ้อมต่อเนื่องได้เลย แต่ข้อเสียคือ อาจเสี่ยงต่อการติดเชื้อที่มากับเลือดได้ เช่นเอดส์หรือไวรัสอื่น ๆ ผลเสียของการโด๊ปเลือดคือ เมื่อเลือดข้นขึ้นทำให้มีโอกาสสูงที่จะแข็งตัวเป็นลิ่มเลือด ซึ่งอาจไปอุดหลอดเลือดตรงบริเวณใกล้สมองทำให้หลอดเลือดในสมองแตกและเป็นอัมพาต และหากไปอุดตันที่หลอดเลือดหัวใจจะทำให้เกิดหัวใจวายเฉียบพลัน ทั้งสองวิธีนี้ต้องตรวจสอบกันอย่างละเอียดถึงจะตรวจจับความผิดปกติของการโด๊ปเลือดได้ วิธีแรกคือ ตรวจปริมาณเซลล์เม็ดเลือดแดงที่มากผิดปกติเกินกว่าจะอนุญาตให้แข่งขันต่อไปได้ อีกวิธีการหนึ่งคือการตรวจลายพิมพ์ดีเอ็นเอ (DNA fingerprint) เนื่องจากลักษณะทางพันธุกรรมของแต่ละคนจะไม่เหมือนกัน ถ้ามีการถ่ายเอาเลือดบุคคลอื่นเข้ามาในตัว ก็สามารถตรวจสอบความแตกต่างได้
          2.2 การกระทำที่มีผลต่อตัวอย่างสิ่งส่งตรวจทั้งการใช้ยาหรือสารเคมี
               WADA มีข้อกำหนดในการกระทำที่มีผลต่อตัวอย่างสิ่งส่งตรวจทั้งการใช้ยาหรือสารเคมี เช่น มีการเก็บตัวอย่างที่ถูกต้อง ป้องกันมิให้มีการปลอมปน สับเปลี่ยน หรือเจือจางปัสสาวะ เลือกวิธีการตรวจสอบที่เหมาะสมทั้งในขั้นตอนการตรวจเบื้องต้นและการตรวจยืนยันผล
          2.3 gene doping [44-53]
               ในทางทฤษฎีนั้นการให้สารกระตุ้นยีน (gene doping) อาจหมายถึงการที่นักกีฬาฉีดดีเอ็นเอที่ผ่านการตัดแต่งพันธุกรรมเข้าสู่ร่างกายโดยใช้เชื้อไวรัสเป็นพาหะ เพื่อกระตุ้นการสร้างฮอร์โมนที่ส่งเสริมการเพิ่มขนาดของกล้ามเนื้อ หรือเพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ทำหน้าที่ขนส่งออกซิเจนไปเลี้ยงกล้ามเนื้อ ไวรัสจะทำงานด้วยการบังคับให้ดีเอ็นเอที่บรรจุคำสั่งทางพันธุกรรมของตัวเองเข้าสู่เซลล์ของมนุษย์และเกิดการแบ่งตัว นักวิจัยสามารถนำยีนของนักกีฬาที่มีสมรรถภาพทางกายสมบูรณ์มาดัดแปลง เพื่อทำให้นักกีฬาผู้นั้นแข็งแรงและมีสมรรถภาพทางกายดีขึ้นความเป็นไปได้ทางทฤษฎีในประเด็นนี้หมายความว่า อาจมีบางคนพยายามทำอยู่หรือพยายามจะทำในอนาคต WADA เพิ่มการให้สารกระตุ้นยีนเป็นการโด๊ปยีนในรายการสารและกรรมวิธีต้องห้ามในปี ค.ศ. 2003 และใช้งบประมาณหลายล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนาวิธีการตรวจสอบ ปัจจุบันยังไม่พบหลักฐานว่ามีนักกีฬาคนใดทำการดัดแปลงทางพันธุกรรมและปัจจุบันยังไม่มีวิธีการทดสอบการใช้สารกระตุ้นยีนที่แม่นยำเนื่องจากเกือบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้วิธีตรวจเลือดหรือปัสสาวะเพื่อมองหายีน ทีใส่เข้าไปในร่ากายเพื่อ กระตุ้นการเติบโตของกล้ามเนื้อด้วยการฉีดเข้าสู่กล้ามเนื้อโดยตรงขณะที่การส่องตรวจกล้ามเนื้อแม้มีโอกาสตรวจพบมากกว่าแต่จำเป็นต้องตรวจกล้ามเนื้อทั้งหมด ซึ่งเป็นเทคนิคที่ไม่มีแนวโน้มจะได้รับอนุมัติ การใช้เทคนิคที่มีอยู่ในปัจจุบันมีโอกาสตรวจพบดีเอ็นเอแปลกปลอมในร่างกายนักกีฬามากพอกับโอกาสในการงมเข็มในมหาสมุทร แต่ในอนาคตอันใกล้น่าจะมีการพัฒนาเทคนิคที่มีความจำเพาะขึ้นมาได้ เนื่องจากภายใต้กฎใหม่ ตัวอย่างเลือดและปัสสาวะของนักกีฬาโอลิมปิกจะถูกเก็บรักษานาน 8 ปี ดังนั้นจึงหมายความว่าสามารถตรวจสอบการใช้สารกระตุ้นยีนย้อนหลัง ได้หลังจากมีวิธีทดสอบที่แม่นยำแล้ว
     3. วิธีการตรวจหาสารต้องห้าม [54-59]
         
คณะกรรมการโอลิมปิกสากลเปิดตัวห้องปฏิบัติการสำหรับการตรวจสอบการใช้สารต้องห้ามของนักกีฬา ในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก ปี ค.ศ. 2012 เป็นครั้งแรก โดยมีเทคโนโลยีล่าสุดที่จะช่วยให้การตรวจสอบรวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น ห้องปฏิบัติการสำหรับตรวจสารต้องห้ามของหน่วยงานต่อต้านการใช้สารต้องห้ามระดับโลกหรือ WADA ดังกล่าว ตั้งอยู่ที่เมืองฮาร์โลว์ ซึ่งอยู่ห่างจากโอลิมปิกปาร์กในกรุงลอนดอนไปประมาณครึ่งชั่วโมง เพื่อตรวจสอบการใช้สารต้องห้ามของนักกีฬา ที่จะถูกสุ่มตรวจในอัตราหนึ่งต่อสองคน และรวมถึงนักกีฬาที่ได้เหรียญทุกคน บริษัทผลิตยา Glaxo Smith Kline (GSK) ได้พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจหาสารต้องห้ามโดยเทคโนโลยีชนิดใหม่นี้ ทำให้สามารถลดระยะเวลาการตรวจสอบสารต้องห้ามจากเดิมที่ต้องใช้เวลานาน 40 นาที เหลือเพียง 14 นาที
           ในปัจจุบันวิธีการตรวจหาสารต้องห้ามในห้องปฏิบัติการมาตรฐานที่ได้การรับรองจะใช้วิธีหลัก ๆ ดังนี้
               1. วิธีทางเคมี ได้แก่ การใช้เทคนิค gas chromatography/mass spectroscopy (GC/MS), liquidchromatography, HPLC, LC/MS/MS และ LC/UV ใช้ตรวจสารต้องห้ามในกลุ่ม เช่น anabolic agents สาร diuretics และ masking agents
               2. วิธีทางอิมมิวโนวิทยา (immunoassay) ได้แก่ ELISA ใช้ตรวจสารต้องห้าม เช่น erythropoietin และ hGH
               3. วิธีทางอณูชีววิทยา (molecular diagnosis) ได้แก่ DNA fingerprinting ใช้ตรวจการโด๊ปเลือดที่ได้จากบุคคลอื่น การใช้เทคนิค PCR ในการตรวจ gene doping และ biosensor เป็นต้นแนว
          โน้มในการพัฒนาวิธีการตรวจวิเคราะห์สารต้องห้ามทางการกีฬา
               โดยทั่วไปคือ การนำสารที่ต้องการจะใช้ในการตรวจสอบ (analyte substrate หรือ ligand) ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งสารชีวโมเลกุล สารเคมี แอนติเจน โปรตีน ยาเสพติด โลหะหรือสารทางชีวภาพ ส่วน biological receptor หรือ probe ได้แก่ เอนไซม์กรดนิวคลีอิก (nucleic acids) แอนติบอดีโปรตีน และ tissues เป็นต้น และ biological receptor นี้จะติดอยู่กับ signal transducer ซึ่งเชื่อมกับเครื่องแสดงผลโดย biological receptor จะถูกตรึงด้วยวิธีทางกายภาพหรือวิธีการทางเคมีกับตัวแปลงสัญญาณ (transducer) ทำให้การตรวจวัดด้วยวิธีนี้สามารถเปลี่ยนแปลงสารที่ใช้ตรวจสอบได้หลายชนิด โดยทำการเปลี่ยนตัว receptor เท่านั้น ดังนั้นความจำเพาะของ biosensor จึงขึ้นกับความจำเพาะของbiological receptor ที่มีต่อ ligand การวัดสัญญาณกระทำได้โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงทาง physical และ/หรือ chemical signal เช่น การผลิตไอออน อิเล็กตรอน การผลิตและการใช้แก๊ส ความร้อน การเปลี่ยนแปลงมวล การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสีหรือแสง หรือการเกิดสี เป็นต้นซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถตรวจวัดได้ด้วยตัวแปลงสัญญาณ (transducer) ที่เหมาะสม
             ในปี ค.ศ. 2008 Minunni และคณะ [60] ได้รายงานการนำ affinity based biosensors (ABBs) มาใช้ในการตรวจ gene doping ของ recombinant EPO protein ที่ได้จากการตัดต่อยีน EPO ซึ่งจะมีความแตกต่างจาก endogenous EPO ที่ผลิตได้ในร่างกายตามปกติ และยังสามารถใช้หลักการ ABBs ในการตรวจสารต้องห้ามอื่น ๆ [61, 62] ที่ได้จากการตัดต่อยีน ต่อมาในปี ค.ศ. 2014 Mazzei และคณะ [63] ได้พัฒนา ABBs มาประยุกต์ใช้ในการตรวจสารต้องห้ามหลายชนิดโดยใช้ single sensor นอกจากนี้ ABBs ยังสามารถนำไปใช้ในการตรวจ gene doping [62] ได้อีกด้วย

 

References

1. WADA. The 2011 Prohibited List: international standard. 2011.
2. Birzniece V. Doping in sport: effects, harm and misconceptions. Intern Med J 2015;45(3):239-48.
3. Akcakoyun M, Alizade E, Gundogdu R, Bulut M, Tabakci MM, Acar G, et al. Long-term anabolic androgenic steroid use is associated with increased atrial electromechanical delay in male bodybuilders. Biomed Res Int 2014;451520.
4. Hardeman M, Alexy T, Brouwer B, Connes P, Jung F, Kuipers H, et al. EPO or PlacEPO? Science versus practical experience. Biorheology 2014;51(2-3):83-90.
5. Reichel C. Detection of peptidic erythropoiesisstimulating agents in sport. Brit J Sport Med 2014;48(10):842-U145.
6. Ribeiro IF, Miranda-Vilela AL, Klautau-Guimaraes MD, Grisolia CK. The influence of erythropoietin (EPO T -> G) and alpha-actinin-3 (ACTN3 R577X) polymorphisms on runners’ responses to the dietary ingestion of antioxidant supplementation based on pequi oil (Caryocar brasiliense Camb.): a before-after study. J Nutrigenet Nutrigenomics 2013;6(6):283-304.
7. Barhoumi T, Briet M, Kasal DA, Fraulob-Aquino JC, Idris-Khodja N, Laurant P, et al. Erythropoietininduce hypertension and vascular injury in mice overexpressing human endothelin-1: exercise attenuated hypertension, oxidative stress, inflammation and immune response. J Hypertens 2014;32(4):784-94. ปีที่ 1 ฉบับที่ 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2558 ว. วิทย. เทคโน. หัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ 13
8. Sanchis-Gomar F, Garcia-Gimenez JL, Pareja-Galeano H, Romagnoli M, Perez-Quilis C, Lippi G. Erythropoietin and the heart: physiological effects and the therapeutic perspective. Int J Cardiol. 2014;171(2):116-25.
9. Bermon S, Garnier PY, Hirschberg AL, Robinson N, Giraud S, Nicoli R, et al. Serum androgen levels in elite female athletes. J Clin Endocrinol Metab 2014;99(11):4328-35.
10. Kuuranne T, Ahola L, Pussinen C, Leinonen A. Analysis of human chorionic gonadotropin (hCG): application of routine immunological methods for initial testing and confirmation analysis in doping control. Drug Test Anal 2013;5(8):614-8.
11. Lund H, Snilsberg AH, Paus E, Halvorsen TG, Hemmersbach P, Reubsaet L. Sports drug testing using immuno-MS: clinical study comprising administration of human chorionic gonadotropin to males. Anal Bioanal Chem 2013;405(5):1569-76.
12. Lundsgaard AM, Kiens B. Gender differences in skeletal muscle substrate metabolismmolecular mechanisms and insulin sensitivity. Front Endocrinol 2014;5:195.
13. Newsom SA, Schenk S. Interaction betweenlipid availability, endurance exercise and insulin sensitivity. Med Sport Sci 2014;60:62-70.
14. Galbo H. Influence of aging and exercise on endocrine function. Int J Sport Nutr Exe 2001;11:S49-S57.
15. Duclos M. Effects of physical training on endocrine functions. Ann Endocrinol 2001;62 (1 Pt 1):19-32.
16. Chikani V, Ho KK. Action of GH on skeletal muscle function: molecular and metabolic mechanisms. J Mol Endocrinol 2014;52(1):107-23.
17. Thomas GA, Kraemer WJ, Comstock BA, Dunn- Lewis C, Maresh CM, Volek JS. Obesity, growth hormone and exercise. Sports Med 2013;43(9):839-49.
18. Ferrari CK. Critical aspects of peptide hormone abuse in exercise and sports: an update. Rev Fac Cien Med Univ Nac Cordoba 2013;70(3):153-62.
19. Baumann GP. Growth hormone doping in sports: a critical review of use and detection strategies. Endocr Rev 2012;33(2):155-86.
20. Birzniece V, Nelson AE, Ho KK. Growth hormone and physical performance. Trends Endocrinol Metab 2011;22(5):171-8.
21. Erotokritou-Mulligan I, Holt RI, Sonksen PH. Growth hormone doping: a review. Open Access J Sports Med 2011;2:99-111.
22. Kraemer WJ, Dunn-Lewis C, Comstock BA, Thomas GA, Clark JE, Nindl BC. Growth hormone, exercise and athletic performance: a continued evolution of complexity. Curr Sports Med Rep. 2010;9(4):242-52.
23. Guha N, Dashwood A, Thomas NJ, Skingle AJ, Sonksen PH, Holt RI. IGF-I abuse in sport. Curr Drug Abuse Rev 2009;2(3):263-72.
24. Holt RI. Detecting growth hormone abuse in athletes. Drug Test Anal 2009;1(9-10):426-33.
25. Bidlingmaier M. New detection methods of growth hormone and growth factors. Endocrine development 2012;23:52-9.
14 ว. วิทย. เทคโน. หัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ ปีที่ 1 ฉบับที่ 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2558 26. Holt RI. Detecting growth hormone abuse in athletes. Anal Bioanal Chem 2011;401(2):449-62.
27. Barroso O, Handelsman DJ, Strasburger C, Thevis M. Analytical challenges in the detection of peptide hormones for anti-doping purposes. Bioanalysis 2012;4(13):1577-90.
28. Fragkaki AG, Georgakopoulos C, Sterk S, Nielen MW. Sports doping: emerging designer and therapeutic beta2-agonists. Clin Chim Acta 2013;425:242-58.
29. Pluim BM, de Hon O, Staal JB, Limpens J, Kuipers H, Overbeek SE, et al. Beta(2)-agonists and physical performance: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Sports Med 2011;41(1):39-57.
30. Caruso JF, McLagan JR, Olson NM, Shepherd CM, Taylor ST, Emel TJ. Beta(2)-adrenergic agonist administration and strength training. Phys Sportsmed 2009;37(2):66-73.
31. Fitch KD. Beta2-agonists at the Olympic Games. Clin Rev Allergy Immunol 2006;31(2-3):259-68.
32. Polettini A. Bioanalysis of beta2-agonists by hyphenated chromatographic and mass spectrometric techniques. J Chromatogr B Biomed Appl 1996;687(1):27-42.
33. Basaria S. Androgen abuse in athletes: detection and consequences. J Clin Endocrinol Metab 2010;95(4):1533-43.
34. Thevis M, Schanzer W. Mass spectrometry of selective androgen receptor modulators. J Mass Spectrom 2008;43(7):865-76.
35. Handelsman DJ. Clinical review: the rationale for banning human chorionic gonadotropin and estrogen blockers in sport. J Clin Endocrinol Metab 2006;91(5):1646-53.
36. Cadwallader AB, de la Torre X, Tieri A, Botre F. The abuse of diuretics as performanceenhancing drugs and masking agents in sport doping: pharmacology, toxicology and analysis. Br J Pharmacol 2010;161(1):1-16.
37. Thevis M, Schanzer W. Mass spectrometry in sports drug testing: structure characterization and analytical assays. Mass Spectrom Rev 2007;26(1):79-107.
38. Avois L, Robinson N, Saudan C, Baume N, Mangin P, Saugy M. Central nervous system stimulants and sport practice. Br J Sports Med 2006;40 Suppl 1:16-20.
39. Segura J, Lundby C. Blood doping: potential of blood and urine sampling to detect autologous transfusion. Br J Sports Med 2014;48(10):837-41.
40. Pitsiladis YP, Durussel J, Rabin O. An integrative ‘omics’ solution to the detection of recombinant human erythropoietin and blood doping. Br J Sports Med 2014;48(10):856-61.
41. Morkeberg J. Blood manipulation: current challenges from an anti-doping perspective. Hematology Am Soc Hematol Educ Program
2013;2013:627-31.
42. Pottgiesser T, Schumacher YO. Current strategies of blood doping detection. Anal Bioanal Chem 2013;405(30):9625-39.
43. Cacic DL, Hervig T, Seghatchian J. Blood doping: the flip side of transfusion and transfusion
alternatives. Transfus Apher Sci 2013;49(1):90-4.
44. Pokrywka A, Kaliszewski P, Majorczyk E, Zembron-Lacny A. Genes in sport and doping. Biol Sport 2013;30(3):155-61. ปีที่ 1 ฉบับที่ 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2558 ว. วิทย. เทคโน. หัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ 15
45. Perez IC, Le Guiner C, Ni W, Lyles J, Moullier P, Snyder RO. PCR-based detection of gene transfer vectors: application to gene doping surveillance. Anal Bioanal Chem 2013; 405(30):9641-53.
46. Fischetto G, Bermon S. From gene engineering to gene modulation and manipulation: can we prevent or detect gene doping in sports. Sports Med 2013;43(10):965-77.
47. van der Gronde T, de Hon O, Haisma HJ, Pieters T. Gene doping: an overview and current implications for athletes. Br J Sports Med 2013;47(11):670-8.
48. Gould D. Gene doping: gene delivery for olympic victory. Br J Clin Pharmacol 2013;76(2):292-8.
49. Neuberger EW, Jurkiewicz M, Moser DA, Simon P. Detection of EPO gene doping in blood. Drug Test Anal 2012;4(11):859-69.
50. McKanna TA, Toriello HV. Gene doping: the hype and the harm. Pediatr Clin North Am 2010;57(3):719-27.
51. Azzazy HM. Gene doping. Handb Exp Pharmacol 2010;(195):485-512.
52. Wells DJ. Gene doping: possibilities and practicalities. Med Sport Sci. 2009;54:166-75.
53. Harridge SD, Velloso CP. IGF-I and GH: potential use in gene doping. Growth Horm IGF Res 2009;19(4):378-82.
54. Gosetti F, Mazzucco E, Gennaro MC, Marengo E. Ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry determination and profiling of prohibited steroids in human biological matrices. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2013;927:22-36.
55. Pottgiesser T, Schumacher YO. Biomarker monitoring in sports doping control. Bioanalysis 2012;4(10):1245-53.
56. Pozo OJ, Marcos J, Segura J, Ventura R. Recent developments in MS for small molecules: application to human doping control analysis. Bioanalysis 2012;4(2):197-212.
57. Thevis M, Thomas A, Schanzer W. Current role of LC-MS(/MS) in doping control. Anal Bioanal Chem 2011;401(2):405-20.
58. Teale P, Barton C, Driver PM, Kay RG. Biomarkers: unrealized potential in sports doping analysis. Bioanalysis 2009;1(6):1103-18.
59. Leuenberger N, Reichel C, Lasne F. Detection of erythropoiesis-stimulating agents in human anti-doping control: past, present and future. Bioanalysis 2012;4(13):1565-75.
60. Minunni M, Scarano S, Mascini M. Affinity-based biosensors as promising tools for gene doping detection. Trends Biotechnol 2008;26(5):236-43.
61. Scarano S, Spiriti MM, Tigli G, Bogani P, Buiatti M, Mascini M, et al. Affinity sensing for transgenes detection in antidoping control.
Anal Chem 2009;81(23):9571-7.
62. Zquierdo-Lorenzo I, Alda I, Sanchez-Cortes S, Garcia-Ramos JV. Adsorption and detection of sport doping drugs on metallic plasmonic nanoparticles of different morphology. Langmuir 2012;28(24):8891-901.
63. Mazzei F, Antiochia R, Botre F, Favero G, Tortolini C. Affinity-based biosensors in sport medicine and doping control analysis. Bioanalysis 2014;6(2):225-45.
Published
2017-06-22