Doping im Sport Wilhelm Schänzer Institut für Biochemie Zentrum für Präventive Dopingforschung Deutsche Sporthochschule Köln Köln 12.März 2008

Sport- und Anti-Doping-Organisationen Internationales Olympisches Komitee (IOC) IFs Internationale Sportfachverbände NFs Nationale Sportfachverbände Doping World Anti-Doping Agency (WADA) Nationale Anti-Doping Organisationen Doping Dopingkontroll-Firmen Dopingkontroll-Laboratorien Recht CAS Court of Arbitration for Sport

Dopingdefinition Zuständigkeit für den weltweiten Anti-Doping-Kampf bis 31.12.2003 IOC Internationales Olympisches Komitee ab 1.1.2004 WADA Welt Anti-Doping Agentur Artikel 1 Definition von Doping Doping ist definiert als ein Verstoß gegen die Anti-Doping-Regeln wie sie in Artikel 2.1 bis 2.8 ausgewiesen sind. Artikel 2 Verstöße gegen die Anti-Doping-Regeln 2.1 Die Anwesenheit einer verbotenen Substanz, deren Metaboliten oder eines Markers in einer dem Athleten entnommenen Probe 2.2 Die Anwendung bzw. der Versuch der Anwendung einer verbotenen Substanz oder einer verbotenen Methode

Dopingdefinition 2.3 Verweigerung der Abgabe einer Probe nach Aufforderung zur Dopingkontrolle 2.4 Abwesenheit bei Kontrollen außerhalb des Wettkampfes einschließlich Verstöße gegen der Aufenthaltsmeldepflicht 2.5 Betrug oder der Versuch eines Betruges bei der Dopingkontrolle 2.6 Besitz von verbotenen Substanzen oder verbotenen Methoden 2.7 Weitergabe jeglicher verbotenen Substanz oder verbotenen Methode 2.8 Anstiftung, Mitbeteiligung, Unterstützung oder Ermutigung zur Anwendung oder zum Versuch einer Anwendung einer verbotenen Substanz oder verbotenen Methode

Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden während des Wettkampfes S1 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroide Andere anabole Wirkstoffe S2 Peptidhormone S3 ß2-Agonisten S4 Hormonantagonisten und Modulatoren S5 Diuretika u.a. maskierende Substanzen S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide M1 Verbesserung des Sauerstofftransports Blutdoping künstliche Sauerstoffträger M2 Manipulationen M3 Gendoping Verbotene Substanzen in bestimmten Sportarten Alkohol, Beta-Blocker

Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden außerhalb des Wettkampfes S1 Anabole Wirkstoffe Anabol androgene Steroide Andere anabole Wirkstoffe S2 Peptidhormone S3 ß2-Agonisten S4 Hormonantagonisten und Modulatoren S5 Diuretika u.a. maskierende Substanzen S6 Stimulanzien S7 Narkotika S8 Cannabinoide S9 Glucocorticosteroide M1 Verbesserung des Sauerstofftransports Blutdoping künstliche Sauerstoffträger M2 Manipulationen M3 Gendoping

Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden während und außerhalb des Wettkampfes S1 Anabole Wirkstoff 1. Anabol androgene Steroide a. Exogenous * AAS, including: bolasterone; boldenone; boldione; calusterone; clostebol; danazol; dehydrochloromethyl-testosterone; delta1-androstene-3,17-dione; delta1-androstenediol; delta1-dihydro-testosterone; desoxymethyltestosterone; drostanolone; ethylestrenol; fluoxymesterone; formebolone; furazabol; gestrinone; 4-hydroxytestosterone; 4-hydroxy-19-nortestosterone; mestanolone; mesterolone; metenolone; methandienone; methandriol; methyldienolone; methyl-1-testosterone; methylnortestosterone; methyltrienolone; methyltestosterone; mibolerone; nandrolone; 19- norandrostenediol; 19-norandrostenedione; norbolethone; norclostebol; norethandrolone; oxabolone; oxandrolone; oxymesterone; oxymetholone; quinbolone; stanozolol; stenbolone; tetrahydrogestrinone; trenbolone and other substances with a similar chemical structure or similar biological effect(s). b. Endogenous ** AAS: androstenediol (androst-5-ene-3β,17β-diol); androstenedione (androst-4- ene-3,17-dione); dehydroepiandrosterone (DHEA); dihydrotestosterone; testosterone.

Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden während und außerhalb des Wettkampfes S1 Anabole Wirkstoff 2. Andere anabole Wirkstoffe Clenbuterol Selektive Androgen-Rezeptor-Modulatoren (SARM) Tibolon Zeranol Zalpaterol

Dopingliste der WADA Verbotene Substanzen und Methoden während und außerhalb des Wettkampfes S2 Hormones and Related Substances The following substances, including other substances with a similar chemical structure or similar biological effect(s), and their releasing factors, are prohibited: 1. Erythropoietin (EPO) 2. Growth Hormone (hGH), Insulin-like Growth Factors (e.g. IGF-l), Mechano Growth Factors (MGFs) 3. Gonadotrophins (LH, hCG), (prohibited in males only) 4. Insulin 5. Corticotrophins. Unless the Athlete can demonstrate that the concentration was due to a physiological or pathological condition, a sample will be deemed to contain a Prohibited Substance (as listed above) where the concentration of the Prohibited Substance or its metabolites and/or relevant ratios or markers in the Athlete’s Sample so exceeds the range of values normally found in humans that it is unlikely to be consistent with normal endogenous production.

Dopingliste der WADA S6 Stimulanzien Verbotene Substanzen nur während des Wettkampfes S6 Stimulanzien The following stimulants are prohibited: Adrafinil, adrenaline*, amfepramone, amiphenazole, amphetamine, amphetaminil, benzphetamine, bromantan, carphedon, cathine‘‘, clobenzorex, cocaine, cropropamide, crotetamide, cyclazodone, dimethylamphetamine, ephedrine***, etamivan, etilamphetamine, etilefrine, famprofazone, fenbutrazate, fencamfamin, fencamine, fenetylline, fenfluramine, fenproporex, furfenorex, heptaminol, isometheptene, levmethamfetamine, meclofenoxate, mefenorex, mephentermine, mesocarb, methamphetamine (D-),methylenedioxyamphetamine, ethylenedioxymethamphetamine, p-methylamphetamine, methylephedrine***, methylphenidate, modafinil, nikethamide, norfenefrine, norfenfluramine, octopamine, ortetamine, oxilofrine, parahydroxyamphetamine, pemoline, pentetrazol, phendimetrazine, phenmetrazine, phenpromethamine, phentermine, prolintane, propylhexedrine, selegiline, sibutramine, strychnine and other substances with a similar Chemical structure or similar biological effect(s)****. * Adrenaline associated with local anaesthetic agents or by local administration (e.g. nasal, ophthalmologic) is not prohibited. ** Cathine is prohibited when its concentration in urine is greater than 5 micrograms per milliliter. *** Each of ephedrine and methylephedrine is prohibited when its concentration in urine is greater than 10 micrograms per milliliter. **** The following substances included in the 2006 Monitoring Program (bupropion, caffeine, phenylephrine, phenylpropanolamine, pipradol, pseudoephedrine, synephrine) are not considered as Prohibited Substances.

Dopingliste der WADA ß2-Agonisten ß2-Agonisten erstmals 1992 vom IOC verboten sowohl für den Wettkampf als auch für die Phase außerhalb des Wettkampfes Stimulanzien Anabole Wirkstoffe Clenbuterol Zeranol Zilpaterol alle ß2-Agonisten Für die ß2-Agonisten Formoterol, Salbutamol, Salmeterol und Terbutalin gilt: aus therapeutischen Gründen können sie, allerdings nur in Form von Inhalationspräparaten, angewendet werden (TUE - Beantragung)

Dopingliste der WADA Corticosteroide Die Benutzung von Corticosteroiden ist verboten, wenn sie systemisch eingesetzt werden. Hierzu gehören folgende Anwendungsformen: intramuskuläre und intravenöse Injektion sowie orale, rektale Applikation. In Form der äußeren Anwendung (Ohr, Auge und Haut) zugelassen. Für Inhalationstherapien (z.B. Asthma), der lokalen oder intra-artikulären Injektionen können Corticosteroide therapeutisch verwendet werden >> TUE – Beantragung Therapeutische Ausnahmeregelung (TUE)

Positive A-Proben

Doping 2004 Statistik WADA weltweit 2004 169.187 Kontrollen 2.909 Adverse Analytical Finding

2004 Statistik IOC/WADA Anabole Androgene Steroide Doping IOC Statistik 1998-2000 Report der positiven A-Proben WADA Statistik 2004

Doping Peptidhormone Positive Befunde – IOC/WADA Statistik 2004 Statistik IOC/WADA Peptidhormone Doping Peptidhormone Positive Befunde – IOC/WADA Statistik Jahr Kontrollen HCG EPO/NESP HGH 1992 84.088 1 0 0 1993 89.166 4 0 0 1994 93.680 3 0 0 1995 93.938 9 0 0 1996 96.454 4 0 0 1997 106.561 5 0 0 1998 105.250 12 0 0 1999 118.259 20 0 0 2000 117.314 12 0 0 2001 125.701 16 9 0 2002 131.373 19 12 0 2003 151.210 14 51 / 7 0 2004 169.187 24 38 0

Laboratories for doping control analyses ACCREDITED BY THE WORLD ANTI-DOPING AGENCY Stockholm Oslo Warsaw Helsinki Ghent Moscow Cologne London Kreischa Paris Prague Montreal Seibersdorf Lausanne Beijing Barcelona Rome Ankara Salt Lake City Lisbon Madrid Seoul Los Angeles Athens Tokyo Tunis Havana Bangkok Penang Bogota Rio de Janeiro Bloemfontein Sydney 33 Laboratories, January 2008

Verfahren bei der Dopingkontrolle

Dopingtests Sommer-Olympiade Sydney 2000 Teilnehmer: 10.300 Athleten Tests ingesamt 2.840 Wettkampfkontrollen 2.052 außerhalb des Wettkampfes 404 EPO-Tests 307 Weltrekorde 32 Nationale Rekorde 25 Dichte / pH* 20 * bei Urinproben mit einer relativen Dichte von < 1.010 bzw. bei Urin pH-Werten > 7 werden weitere Proben genommen Positive Proben (mit Sanktionen) Substanz Anzahl Sportart Pseudoephedrin 1 Turnen Furosemid 4 Gewichtheben (3) Ringen Nandrolon 4 Ringen (2) Leichtathletik Rudern Stanozolol 2 Gewichtheben Leichtathletik

Dopingtests Sommer-Olympiade Athen 2004 Positive Proben (mit Sanktionen) Substanz Anzahl Sportart Nor- Pseudoephedrin 1 Boxen Heptaminol 1 Radfahren Ethamivan 1 Rudern Furosemid 1 Gewichtheben Hydrochlorothiazid 1 Baseball Clenbuterol 2 Leichtathletik (2) Nandrolone Met. 1 Gewichtheben Oxandrolon 2 Gewichtheben (2) Methandienon 1 Gewichtheben Methyltestosteron 2 Gewichtheben (2) Testosteron 3 Gewichtheben (3) Stanozolol 7 Baseball Ringen Leichtathletik (2) Gewichtheben (3) Total 23 Teilnehmer: 10.000 Athleten Tests ingesamt 3.505 Wettkampfkontrollen 2.741 Urin 2.414 Blut 327 außerhalb des Wettkampfes 764 Urin 382 Blut 382 bei Urinproben mit einer relativen Dichte von < 1.010 bzw. bei Urin pH-Werten > 7 werden weitere Proben genommen

Koksnase Stimulanzien Cocain Amphetamin Ephedrin

Adrenalin und Stimulanzien vom Amphetamintyp

aus Lüllmann, Mohr, Ziegler: Taschenatlas der Pharmakologie, Thieme-Verlag, Suttgart-New York 1994

Anabole Wirkstoffe Zur Verbesserung des Muskelaufbaus in der “Trainingsphase“ Anabolika Training

Testosteron (Steroidhormon) männliches Sexualhormon androgene und anabole Wirkung - androgene Wirkung Förderung von Wachstum und Differenzierung der männlichen Fortpflanzungsorgane, Ausbildung sekundärer Geschlechtsmerkmale wie Bartwuchs und Vergrößerung des Kehlkopfes. - anabole Wirkung vor allem in der Pubertät - Ausbildung des typisch männlichen Muskel- und Skelettwachstums

Anabolika: Anabol Androgene Steroide (AAS)

Am meisten missbrauchte Anabolika

Doping - „Literatur“

“Underground information” Stacking of Anabolic Agents                                                              Doping - „Literatur“ “Underground information” Stacking of Anabolic Agents The following examples of stacking methods are for information only. Week Anapolon Sustanon Deca Dianabol HCG ________________________________________________________________________________________________ 1 50 mg/d 250 mg/wk 400 mg/wk 2 100 mg/d 500 mg/wk 400 mg/wk 3 100 mg/d 750 mg/wk 400 mg/wk 4 100 mg/d 750 mg/wk 400 mg/wk 5 750 mg/wk 200 mg/wk 50 mg/d 5000 IU/wk 6 500 mg/wk 200 mg/wk 45 mg/d 5000 IU/wk 7 250 mg/wk 200 mg/wk 40 mg/d 8 50 mg/wk 100 mg/wk 30 mg/d 9 20 mg/d 10 10 mg/d 5000 IU/wk 11 5000 IU/wk 12 5000 IU/wk _______________________________________________________________________________________________________________________ 20 - 40 mg Nolvadex should be taken from the start of the course up to end of week 10. Clomid 100 mg/day to be taken for three weeks from week 12. Clenbuterol 4 tablets per day for six weeks to be taken from week 12.

Doping im Freizeitbereich Anabolikamissbrauch in der Gesellschaft– Datenlage Deutschland Boos,C.et al.: Medikamentenmissbrauch beim Freizeitsportler im Fitnessbereich. Dt Ärztebl 1998; 95:A-953-957 [Heft 16] Untersuchung von 24 kommerziellen Sportstudios in Schleswig-Holstein und Hamburg (Befragung von 204 Männer und 51 Frauen) Angabe missbräuchlicher Anabolikaapplikation Männer 24% Frauen 8% Gründe für die Anabolikaeinnahme Aufbau von Muskelmasse 69% Kraft- und Leistungssteigerung 43% Teilnahme an Wettkämpfen / Fettabbau 9%

Doping im Freizeitbereich Anabolikamissbrauch in der Gesellschaft– Datenlage Deutschland Boos,C.et al.: Medikamentenmissbrauch beim Freizeitsportler im Fitnessbereich. Dt Ärztebl 1998; 95:A-953-957 [Heft 16]

Doping im Freizeitbereich Anabolic ergogenic substance users in fitness-sports: Heiko Striegel, Perikles Simon, Steffen Frisch, Kai Roecker, Klaus Dietz, Hans-Hermann Dickhuth, Rolf Ulrich Drug and Alcohol Dependence 81 (2006) 11–19 Untersuchung in 117 Fitness-Studios in Deutschland (Befragung von 390 Männer und 231 Frauen) Angabe missbräuchlicher Anabolikaapplikation Männer 19.2 % Frauen 3.9 % Sport % of Anabolikaanwender Fitnesstraining 7.9 % Gewichtheben 10.5 % Body-Building 52.6 %

Doping im Freizeitbereich

Doping mit Hormonen Norsteroide und Körperpassage Nandrolon

Doping mit Hormonen Norsteroide und Körperpassage Nandrolon

Doping mit Hormonen Sind Prohormone wirksam ? Norandrostendion Norsteroide und Körperpassage Sind Prohormone wirksam ? Norandrostendion Plasma concentrations of unconjugated nandrolone after administration of a 100 mg ND capsule (n=8) Plasma concentrations of unconjugated nandrolone after administration of a 25 mg ND lozenge (n=8). Norandrostendiol Plasma concentrations of unconjugated nandrolone after administration of a 100 mg NDdiol capsule (n=8)) Plasma concentrations of unconjugated nandrolone after administration of a 25 mg NDiol sublingual tablets (n=8). Lit: Conversion of 4-Norandrostenedione, 4-Norandrostenediol and 5-Norandrostenediol to Nandrolone in Human Subject. Schrader, Y., Schänzer, W. Recent advances in doping analysis (12). Sport und Buch Strauß, Köln (2004), 2005 in press

Kontaminiertes Kreatinprodukt in Deutschland Dopingfallen mit 19-Norsteroiden kontaminierte Nahrungsergänzungsmittel Kontaminiertes Kreatinprodukt in Deutschland Deklarierter Inhalt : Kreatin + Dextrose Nicht deklarierte Prohormone: 4-Norandrostendion 4,4 µg/Tablette 4-Norandrostendiol 10,9 µg/Tablette 2 Stunden nach Anwendung von 2 Tabletten: im Urin Norandrosteron: 19,8 ng/ml

Dopingfallen Crosskontamination Norandrostendion 1 µg 100.000 µg z.B. Verschleppung von Substanzen in einem Produktionsprozess aufgrund ungenügender Reinigung der Produktionsmaschinen, charakteisiert durch eine nicht homogene Verteilung der Substanzen in den Endprodukten z.B. 1 Tablette Norandrostenedion 100 mg 100.000 µg Norandrostendion 1 µg als Verunreinigung kann in einem anderen Präparat zu einem positiven Befund führen !!!

Positive Nahrungsergänzungsmittel in Abhängigkeit vom Einkaufsland Dopingfallen Positive Nahrungsergänzungsmittel in Abhängigkeit vom Einkaufsland

Tetrahydrogetrinon (THG) Doping mit Designer-Steroiden The Balco story 2003, California Tetrahydrogetrinon (THG)

Doping mit Designer-Steroiden Strategien, um neue Designer-Steroide zu erkennen - Infos aus Athletenkreisen usw. - Steroidprofiling (Massenspektrometrie) - Monitoring des Schwarzmarktes (Literatur, Internet, Chats) - Übersichtsanalysen mittels Massenspektrometrie - Screening auf MS-Fragmente typisch für AAS - Synthese möglicher modifizierter AAS - Bio-Assays für Androgenaktivität

Methoden zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung Doping Sauerstoff-Versorgung Methoden zur Verbesserung der Sauerstoffversorgung Blutdoping Eigenbluttransfusion Fremdbluttransfusion Peptidhormone EPO (Erythropoietin) und Analoge Künstliche Saeuerstoffträger Quervernetzte Hämoglobine Perfluorkohelnwasserstoffe Verbesserung der Sauersoffabgabe ins Gewebe RSR 13

Doping – Bluttransfusion - Nachweis   Die am häufigsten vorkommenden Antigene (neben den bekannten Blutgruppenantigenen) sind: C, c, E, e, K (KEL1), k (KEL2), M, N, S, s, P, Lua (Lutheran), Lub (Lutheran, Lea (Lewis), Leb (Lewis), Fya (Duffy), Fyb (Duffy), Jka (Kidd), Jkb (KIdd) Methode: Flowzytometrie 1. Markierung der einzelnen Antigene < Antikörper < Fluoreszens 2. Zählung der einzelnen Blutzellen und ihre Fluoreszens 3. Graphische Darstellung der Ergebnisse Anzahl der Blutzellen versus Fluoreszenz  

Indirekte Nachweise von Blutdoping und EPO Hämatologische Paramter Hämatokrit Hämoglobin % Retikulozyten Kein wissenschaftlich eindeutiger Nachweis

Wirkung von EPO (Erythropoietin) Doping mit Hormonen Erythropoietin - EPO Wirkung von EPO (Erythropoietin) Ekblom and Berglund (J.Intern.Med. 229, 1991, p125) maximal exercise Work time, sec 500 to 583 VO2max , l/min 4,52 to 4,88

Dopinganalytik IEF PATTERN 5.21 5.21 4.42 4.42 pH pH 3.77 3.77 Erythropoietin - Urintest EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J IEF PATTERN 5.21 4.42 3.77 pH 5.21 4.42 3.77 pH BB 100% 34% 28% 95%

Peptidhormon Erythropoietin (EPO) Nachweis Dopinganalytik Erythropoietin - Urintest Peptidhormon Erythropoietin (EPO) Nachweis 5.21 4.42 3.77 pH Olympische Winterspiele 2002 Salt Lake City 3 Athleten werden der Anwendung eines neuen EPO-Präparates - Darbepoetin (NESP) überführt Produktinformation der Firma Ambgen zu Darbepoetin (Aranesp®) www.ambgen.com

Dopinganalytik Darbepoetin (NESP) 5.21 5.21 4.42 4.42 pH pH 3.77 3.77 Erythropoietin - Urintest EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J Darbepoetin (NESP) 5.21 4.42 3.77 pH 5.21 4.42 3.77 pH

Manipulation Urinproben nach Zusatz von Proteasen (Proteasen)

Manipulation Effekte beim Waschen durch Proteasen Urinproben nach Zusatz von Proteasen Effekte beim Waschen durch Proteasen

Dopinganalytik IEF PATTERN 5.21 5.21 4.42 4.42 pH pH 3.77 3.77 Erythropoietin - Urintest EPO Urintest Lasne F, de Ceaurriz J IEF PATTERN 5.21 4.42 3.77 pH 5.21 4.42 3.77 pH Urinproben Standard

Manipulation IEF PATTERN 5.21 5.21 4.42 4.42 pH pH 3.77 3.77 direkter Nachweis der Proteasen Manipulation Urinproben nach Zusatz von Proteasen IEF PATTERN 5.21 4.42 3.77 pH 5.21 4.42 3.77 pH Urinproben Standard

mögliche “zukünftige“ Problemfelder Doping mögliche “zukünftige“ Problemfelder - neue EPO-Varianten (z.B. CERA, Dynepo) - SARMs (selektive Androgenrezeptormodulatoren) - Gendoping

Dopinganalytik Plasmaexpander - Dextran Neuentwicklungen Plasmaexpander - Dextran Synthetische Insuline - LC-MS-MS Fremdbluttransfusion Status - Wachstumshormon Neue EPO-Präparate Dynepo CERA Gendoping

Dopinganalytik Neuentwicklungen

Gendoping Weiterer Einbau eines sauerstoffsensitiven Faktors, der bei ausreichender Sauerstoffkonzentration im Blut, das EPO-Gen abschaltet

Gendoping - Nachweis