Dopingforskning

dopingforskning
Dopingforskning
PETER KALLINGS OCH ULF BONDESSON
”Dopad!”– en rubrik som förekommer då och då på löpsedlarna. Bakom rubriken ligger ett
intensivt arbete för att hitta otillåtna substanser. Innan det kan bevisas att en häst varit
dopad måste man ha en metod för att hitta substansen i dopingprovet och man vill veta hur
länge substansen utsöndras, d v s kan påvisas. Dessutom vill man ju veta om substansen
har någon effekt på hästen och dess prestation. De senaste 20 åren har man undersökt allt
från läkemedel som fenylbutazon och morfin till fodertillskott som bikarbonat och kreatin.
I samarbete mellan Dopingkontrollaboratoriet vid Avdelningen för kemi, Statens
Veterinärmedicinska Anstalt (SVA) och Stordjurskliniken, Institutionen för kirurgi &
medicin samt Institutionen för farmakologi &
toxikologi vid Sveriges lantbruksuniversitet
(SLU) har kliniska försök med olika dopingsubstanser på försökshästar genomförts.
Försöken har varit till stor del finansierade av
ATGs forskningskommitté, i flera fall tillsammans med Svenska Travsportens Centralförbund (STC).
På den arbetsfysiologiska enheten med
tillhörande försöksstall vid Stordjurskliniken
har olika studier genomförts tillsammans
med laboratoriet. Förutom rena administrationsstudier (tillförsel av substans till hästen)
med uppföljande blod- och urinprovtagning,
har även effekter på prestationsförmågan
undersökts för en del av substanserna.
Undersökta substanser I första hand har sub-
stanser som man trott kan ha prestationshöjande eller smärtlindrande egenskaper
undersökts. Ofta har försöken genomförts för
att det förekommit dopingfall med olika
potentiella dopingsubstanser. Vanligtvis har
det handlat om otillåten medicinering, d v s
man har använt läkemedel på ett felaktigt sätt.
En huvudgrupp har varit de icke-steroida
anti-inflammatoriska medlen (NSAIDs) som
t ex fenylbutazon (Butazolidin, Fenylbutazon
vet.), flunixin (Banamine/Finadyne vet. m fl),
meklofenamsyra (Arquel) och naproxen (ex
Pronaxen). En annan grupp har varit luftrörsvidgande medel som teofyllin och clenbuterol
(Ventipulmin vet.).
I ett flertal dopingfall i Sverige har lokalbedövningsmedlet lidocain (Xylocain) förekommit. De har följts av omfattande utredningar och studier av STCs säkerhetsavdelning
i samarbete med försöksstall och laboratorium.
Detsamma gäller prokain samt koffein och
teobromin.
Listan över undersökta substanser är lång.
Ytterligare några exempel är isoxsuprin,
morfin, furosemid, kortison och anabola steroider.
81
dopingforskning
Fig 1. Häst springande på
rullmatta med andningsmask
och annan mätutrustning
för bestämmande av syreupptagningsförmåga, hjärtfrekvens, mjölksyrenivå m m.
Hästarna är vana vid dessa
attiraljer och springer i motlut
för att komma upp i ett arbete
motsvarande det på bana.
Substanser som inte är läkemedel utan förekommer naturligt har också undersökts. Man
har tagit reda på om de har effekt på hästen.
Ett sådant exempel är hordenin, som kan
finnas i foder. På senare år har även effekter
av bikarbonattillförsel (s k ”milkshakes”) samt
kreatin studerats.
Arbetstoleranstester Prestationspåverkan har
undersökts med hjälp av bl a ergometermatta
(”rullmatta”) där hästarna springer i motlut i
olika hastigheter upp till 12 m/s. De utför då
ett nästan maximalt arbete tillräckligt för att
82
komma upp i puls 200 slag/min och passera
den s k mjölksyratröskeln (mjölksyra i blodet
överstigande 4 mmol/l). Fördelar med mattan
inomhus jämfört med en bana utomhus, är att
man har standardiserade, kontrollerade
betingelser som inte går att erhålla på banan
på grund av väder, vind, temperatur, underlag
och hastighet samt kuskens/ryttarens inverkan. På mattan är detta lika från gång till gång
till skillnad från banan där en eventuell effekt
av en drog kan ”försvinna” p g a variationerna.
En annan fördel med mattan är att det går att
ta blodprov (även direkt från artärer) samt
dopingforskning
registrera EKG, puls, andning m m under
arbetets gång. Dessutom kan man mäta
syreupptagningsförmågan med hjälp av en
specialkonstruerad andningsmask (jämförbart med när en människa testas på en ergometercykel). Se Figur 1.
För att emellertid efterlikna en mer tävlings- och verklighetsanpassad situation har
även studier genomförts på den testtravbana vid
SLU som bl a ATG varit med och finansierat.
Förutom dessa studier på friska hästar har
också effekter av smärtstillande preparat på
lindrigt halta hästar undersökts på rullmattan
med hjälp av höghastighetsfilmning.
Fenylbutazon och flunixin Två substanser som
studerats mer i detalj är fenylbutazon och
flunixin. Dessa smärtstillande substanser
verkar ge en försämring av prestationen hos
friska försökshästar. Vid tester på rullmatta
sprang hästarna med en förhöjd puls efter
behandling och efter flunixininjektion sågs
också en förhöjd mjölksyraansamling i blodet.
Vid arbetsbelastningar på rullmattan sågs en
ökning av steglängden efter behandling med
flunixin. Slutsatsen blev att hästarna efter
flunixinbehandling sprang med längre steg
men blev mer ansträngda.
Flunixin har också studerats ute på banan.
På testbanan i anslutning till Stordjurskliniken (1000 m, doserad), framtogs en metod
att i maxtempo studera effekter på prestation,
bl a med en specialbyggd telemetriutrustning.
Med den kunde man registrera och sända signaler från en antenn på sulkyn till en dator
placerad i en kontrollkur bredvid banan.
Signaler från EKG/puls, hastighet, stegfrekvens och andning registrerades med överföring eller inspelning på band före och efter
tillförsel av flunixin. Blodprover för bestämning av mjölksyra och flunixin togs före och
efter och analyserades på laboratoriet.
Samtidigt filmades hästarna med höghastighetskamera för att registrera eventuella
ändringar i rörelsemönstret p g a medlet. Inga
skillnader i hjärtfrekvens eller mjölksyra orsakade av flunixin kunde påvisas, däremot en
ändring av själva steget. Närkontakten med
marken för frambenen minskade medan svävningsfasen ökade, vilket skulle kunna förklaras
av en subklinisk hälta (vilket några av försökshästarna senare uppvisade) som alltså minskade
efter behandling med flunixin (det är ju också
därför det används i dessa sammanhang).
Fenylbutazon har också studerats på rullmatta med höghastighetsfilmning och specialkonstruerad kraftmätningssko för att registrera medlets effekt på lindrig hälta. Samtidigt med upprepade registreringar under
körning på rullmattan har blodprover tagits
för att kunna relatera eventuell effekt till lägre
och lägre plasmakoncentrationer av fenylbutazon. Överraskande nog kunde lindring av
hältan observeras ända upp till 2 dygn efter
tillförsel av fenylbutazon. Plasmanivån var då
mycket låg, under 1 µg/ml. Dessa resultat har
sedan kunnat användas i argumentationen för
att internationellt ej tillåta förekomst av detta
smärtstillande medel i samband med tävling
(tidigare tillåtet till viss nivå, men blev förbjudet av internationella ridsportförbundet, FEI,
1994).
Detta har också haft sitt intresse med
anledning av ett flertal positiva fenylbutazonfall
inom svensk travsport då hästarna enligt uppgift har ställts i fel box och där andra hästars
rester av medicinen legat kvar i krubban.
För att studera problematiken med kontamination av hästens närmiljö efter behandling
med NSAIDs så har försök även gjorts med
flunixin och naproxen. Substanserna har då
kunnat påvisas under längre tid om hästen
stått kvar i samma box, än om den flyttats till
en annan box efter avslutad behandling. På
grund av ett antal misstänkta dopingfall har
resultaten av dessa studier sedan lett till att
man inom travsporten inte får behandla hästar
i gäststall samt att eventuella krubbor och
vattenkoppar där plockats bort. Rekommendationer har också gått ut till de aktiva att
behandla i en särskild, märkt box och efter
avslutad behandling flytta tillbaka hästen till
sin ordinarie box.
83
dopingforskning
Teofyllin och clenbuterol Syreupptagnings-
mätningar är naturligtvis särskilt intressanta
vid studier av andningspåverkande substanser
som de luftrörsvidgande medlen teofyllin och
clenbuterol.
Teofyllin, vilket liksom teobromin är
snarlikt koffein (s k metylxantiner), har inte
visats ha någon positivt stimulerande effekt på
friska försökshästar – snarare tvärtom. Hjärtfrekvens och mjölksyra i blodet var högre
efter tillförsel av teofyllin jämfört med samma
arbete på mattan utan medlet.
Clenbuterol (Ventipulmin-granulat) givet
i fodret visade inte heller någon prestationshöjande effekt hos friska travare på rullmattan.
Det överensstämmer också med utländska
undersökningar på galoppörer efter injektion
av medlet. Detta borde avfärda de rykten som
velat göra gällande att medlet skulle öka andningskapaciteten och prestationen hos friska
tävlingshästar utan andningsproblem.
Det har dessutom genomförts ett flertal
administrationsstudier av olika clenbuterolberedningar vid dopingförsöksstallet för
vidare analys på laboratoriet.
Isoxsuprin I samband med dopingkontroll-
verksamhet uppkommer frågor om varför vissa
substanser kan påvisas efter extremt långa
tider efter avslutad behandling. En sådan substans har varit den blodkärlsvidgande läkemedelssubstansen isoxsuprin. Läkemedlet har
använts för att förbättra blodcirkulationen till
hästens nedre extremiteter (framförallt strålben
och kotsenben).
Efter upprepad behandling med denna
substans har låga koncentrationer av substansen
kunnat påvisas i urin ända upp till sex veckor
efter avslutad behandling. Som en tänkbar
förklaring till hur detta är möjligt har det
föreslagits att isoxsuprin skulle kunna bindas
till specifika vävnadsstrukturer och därmed
utsöndras långsamt. Med erfarenhet från
andra läkemedelssubstanser som har visat sig
ha denna kraftiga bindning i vävnader, t ex till
melanin, var det intressant att se om detta
även kunde förklara isoxsuprins långa utsön-
84
dringstider. Med anslag från ATG utfördes
på Institutionen för farmakologi och toxikologi en modellstudie på mus liksom en bindningstudie till hästhud. Resultatet visade att
isoxsuprin binder sig till melanin och keratin
hos häst samt att detta kan vara en förklaringsmodell till varför substansen kan upptäckas i urinen under så lång tid efter avslutad
behandling.
Studien föranledde också STC att förändra
möjligheten att behandla tävlingshästar med
sådana läkemedel som man inte vet tillräckligt mycket om eller inte har bestämt en
karenstid för.
Hordenin Substansen hordenin påvisas ibland
i dopingprover, men det har varit oklart om
den har någon dopingeffekt. Den liknar
efedrin och amfetamin och en eventuell effekt
skulle huvudsakligen bestå i en stimulering av
hjärta och andning. Vid ett flertal positiva
prover i Sverige för ca tio år sedan startades
en omfattande undersökning med STCs
säkerhetsavdelning, försöksstall och laboratoriet inblandade.
Hordenin användes för några decennier
sedan som medicin mot mag-tarmstörningar
och finns naturligt i en del växter, t ex i grott
korn och gräset rörflen. Då substansen även
kan finnas i maltgroddar och i vissa alger undersöktes en mängd fodertillskott och algpreparat i jakten på var hordenin kunde härröra
ifrån. Slutsatsen från foderundersökningarna
blev att hordenin i nivåer med vad som förelåg
i dopingproverna, kunde komma från maltgroddar i nötfoder (specialpellets), från grott
korn eller eventuellt från rörflen. Några år
senare uppdagades nya hordeninfall från ett
travstall där det visade sig att hästarna hade
fått hö som huvudsakligen bestod av rörflen.
Ett parti av höet köptes in och gavs till ett
antal försökshästar. På laboratoriet konstaterades att höet mycket riktigt innehöll hordenin,
och att urinprover från hästarna höll en koncentration av hordenin som var jämförbar
med de positiva dopingproverna.
Studier av hordenins effekter på häst
dopingforskning
saknades varför en serie försök inleddes där
hästar fick motsvarande dos hordenin givet i
blodet eller via fodret på olika vis. Blodtryck
och EKG liksom hjärt- och andningsfrekvens
kontrollerades både i vila och under arbete på
ergometermatta. Förutom en liten antydan
till förhöjda värden efter 10–15 minuter samt
en tendens till förhöjda mjölksyranivåer
under arbete, sågs dock inga signifikanta
resultat tydande på att dessa hordenindoser
skulle kunna påverka prestationsförmågan
hos tävlingshästar. Samtidigt togs blod- och
urinprover där hordenin kunde påvisas upp
till ett dygn i blodplasma och i urin upp till
fyra dygn efter tillförsel.
Det har efter detta internationellt föreslagits att införa ett gränsvärde för hordenin,
d v s att man under gränsen ej bedömer det
som positivt dopingfall utan som trolig foderinblandning och utan effekt.
Bikarbonat Under senare år har det gjorts försök
både på rullmattan och banan med natriumbikarbonat (huvudingrediens i s k ”milkshakes”). Utgångspunkten var till att börja
med att studera om utländska uppgifter och
gränsvärden för ”pre-race”tester (doping-
provtagning före lopp) var tillämpliga för
svenska förhållanden. Det visade sig att det
”pre-race”-värde för bestämning av bikarbonat,
mätt som totalinnehållet av koldioxid i venblod (TCO2), som internationellt fastställts
till mindre än 37 mmol/l, fungerade väl med
den utrustning (provtagningsmaterial och
blodgas-analysapparat) som vi hade i Sverige.
En höjning av TCO2 över gränsvärdet innebär då att bikarbonat har tillförts i dopingsyfte.
Normalt ligger nivån på ca 30 mmol/l.
Amerikanska gränsvärden som angivits för
ren bikarbonat (HCO3 ), pH och natrium
uppvisade för stora variationer i vårt material
för att kunna användas i tester.
Då det sedan framkom indikationer på att
det skulle vara möjligt att påvisa tillförsel även
efter tävling om man väntade ett par timmar
efter loppet, igångsattes nya försök för att se
om detta fungerade i praktiken. Då vi i
Sverige normalt inte testar före lopp (”prerace”) utan endast efter (”post-race”) skulle
testning för bikarbonat i samband med den
vanliga dopingprovtagningen vara enklare
och kunna ingå i de normala rutinerna.
I försöken ingick dels ordinarie försökshästar, dels inlånade tävlingshästar. De senare
Fig 2. Bikarbonathalten i blod (mätt som totala
koldioxidinnehållet, TCO2 ) efter tillförsel av
bikarbonat (behandlad) respektive enbart vatten
(obehandlad kontroll) 4 timmar innan lopp
(”race”). Vid 2 timmar hade värdena då hästarna
var behandlade stigit över det gränsvärde som
bedöms som doping (37 mmol/l) såväl före
(”pre-race”) som efter (”post-race”) lopp.
85
dopingforskning
matchades mot varandra på testtravbanan för
att så långt som möjligt efterlikna en tävlingssituation. Cirka fyra timmar innan arbetstester/lopp
tillfördes
natriumbikarbonat
(NaHCO3 ) med näs-svalgsond, varefter blodprover togs kontinuerligt. Ett par timmar
före arbete/lopp steg TCO2-värdena över
gränsvärdet 37 mmol/l för att sedan sjunka
ordentligt direkt efter arbetet. En till två timmar efter lopp steg dock värdena igen över
gränsvärdet! Se Figur 2.
Det skulle alltså gå att påvisa doping med
bikarbonat även efter lopp, d v s ”post-race”.
Detta görs nu regelbundet i Sverige i samband med ordinarie dopingprovtagning fast
hästen blir kvar hela de stipulerade två timmarna som är praxis för blodprovstagning vid
dopingkontroll (om urin ej erhållits).
Bikarbonat finns normalt i kroppen och är
livsnödvändigt. Då en teori bakom tillförsel
av extra bikarbonat är att borttransporten av
mjölksyra från den arbetande muskeln skall
påskyndas, var det också intressant att
bestämma mjölksyran i blodet. Efter ett mer
utdraget icke maximalt arbete på mattan ökade
mjölksyran i blodet signifikant efter tillförsel
av natrium-bikarbonat. Samma tendens, dock
ej signifikant, förelåg efter ett kortare maximalt arbete på banan. Vid våra studier både på
matta och på bana kunde inte några effekter
på prestationsförmågan påvisas. En ökning av
blodmjölksyran efter bikarbonatbehandling
har rapporterats från ett flertal studier, medan
effekterna på prestationsförmågan är mycket
motsägelsefulla. Då det dock inte går att utesluta effekt på vissa hästar kan bikarbonatdoping medföra ett överutnyttjande av hästen
(då den inte ”känner av att muskeln är trött”)
vilket inte är acceptabelt ur djurskyddssynpunkt.
Kreatin I samband med marknadsföring av
fodertillskott med kreatin hävdades i reklamen
att detta skulle ha positiva effekter genom att
förhindra muskelskador, ge ökat skydd mot
mjölksyrabildning, ge ökad uthållighet och
styrka etc. Vid denna tidpunkt fanns inte hel-
86
ler några vetenskapliga studier på häst som
stöd för dessa påståenden.
Som ett led i antidopingarbetet fann
ATGs forskningskommitté det intressant att
stödja att opartisk kunskap om kreatin som
fodersupplementering togs fram.
Målsättningen var att kartlägga hur kreatinsupplementering till häst under 2 veckor
påverkar energiomsättningen i samband med
maximal arbetsprestation och därmed också
prestationen.
Studierna visade små ändringar av plasmakoncentrationen av kreatin hos hästar vilka
utfordrats med kreatintillskott jämfört med
normalnivån. Detta var resultat som skilde sig
markant från fynd hos människa. Vidare
erhölls inga betydelsefulla skillnader vad gäller
analys av kreatin- och kreatinfosfatnivåer i
muskulatur. Dock var ett genomgående
observandum de stora individuella skillnaderna
hos hästar jämfört med människor.
Hästarna verkade alltså inte ta upp kreatin
från mag-tarmkanalen på samma sätt som
människa. Inga direkta effekter på prestationsförmågan kunde påvisas vid tester på
rullmattan. Det verkar alltså inte vara någon
större idé att ge (dyrt) kreatintillskott till häst.
Sammanfattande kommentarer På Dopingkon-
trollaboratoriet, SVA och vid Stordjurskliniken, SLU har olika substanser studerats
med stöd av ATG och STC i syfte att bekämpa
doping och otillåten medicinering. Många av
dessa medel föregås ofta av rykten om att de
påverkar även friska hästar i prestationshöjande
riktning. Därför har i första hand eventuella
prestationseffekter av olika medel på friska
försökshästar undersökts under så kontrollerade former som möjligt, d v s på rullmatta.
Även studier av medlens effekt på lindrigt
skadade hästar är utförda. Det har också
genomförts försök på travbana för att studera
effekter i en visserligen mindre kontrollerbar,
men mer tävlingsliknande situation.
Studierna av NSAIDs och de luftrörsvidgande läkemedlen clenbuterol och teofyllin,
liksom kreatin och bikarbonat, ledde sedan
dopingforskning
Fig 3. En rad olika substanser har undersökts ur dopingsynpunkt, såväl läkemedel som tillskottspreparat och fodersubstanser.
till flera doktorsavhandlingar. Resultaten från
fenylbutazonstudierna bidrog till att Sverige
kunde få igenom ett internationellt förbud
mot tillåtande att använda smärtstillande
läkemedel vid internationella ridtävlingar.
Även naturligt förekommande substanser har
undersökts. Detta har sedan kunnat användas
vid bedömningen av dopingfall, framförallt
inom travsporten.
Det har bedömts angeläget att få dessa
frågor belysta både från hästsportens utövare
och organisationer samt myndigheter – inte
minst av djurskyddsskäl.
LÄSA MER
Essén-Gustavsson B. Kreatintillskott till häst. Fakta, veterinärmedicin,
13. Uppsala, SLU, 1996.
Ingvast Larsson C. Pharmacodynamic effects and pharmacokinetics
of theophylline and clenbuterol: in vitro- and in vivo-studies in the
horse and rat. Doktorsavhandling, SLU. 1991.
Kallings P. Hordenin – dopingsubstans för häst? Fakta, veterinärmedicin, 13. Uppsala, SLU, 1990.
Kallings P. Effects of bronchodilating and non-steroidal antiinflammatory drugs on performance potential in the horse.
Doktorsavhandling, SLU. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae.
Veterinaria, 30. 1998.
Schuback K. Muscle metabolic responses to maximal exercise in
standardbred trotters and effects of creatine and bicarbonate
administration. Doktorsavhandling, SLU. Acta Universitatis
Agriculturae Sueciae. Veterinaria, 83. 2000.
Kallings P. Doping av häst med bikarbonat (”milkshake”). Fakta,
veterinärmedicin, 10. Uppsala, SLU, 1996.
87