INSULIN 2.1

(Senast reviderad 2024-10-13)

INSULIN

Svenska Antidopingbiblioteket

INNEHÅLL

INTRODUKTION

Insulinöversikt

På grund av dess anabola och antikataboliska egenskaper har insulin varit förbjudet inom idrott sedan 1999. Ett flertal studier om dess inverkan på glykogenbildning, proteinbiosyntes och hämning av proteinnedbrytning har illustrerat dess betydelse även för friska människor, exempelvis elitidrottare. Olika rapporter har beskrivit missbruk av insulin för att förbättra prestanda och muskelstyrka, och syntetiska analoger var föremål för flera studier som beskrev de fördelaktiga effekterna av bioteknologiskt modifierade insuliner. Snabb- eller långverkande insuliner utvecklades för att förbättra profilen från injektion till effekt samt kontrollerbarheten av tillfört insulin, där de minsta förändringarna i primära aminosyra-sekvenser möjliggjorde inhibering av icke-kovalent aggregation av insulinmonomerer (snabbverkande analoger) ) eller främjade mikroutfällning av insulinvarianter vid subkutan applicering (långverkande analoger). Informationen om insuliners metaboliska effekter och renala eliminering har varit ganska begränsad, och detektionsanalyser för dopningskontroll-syften etablerades i första hand med användning av de intakta föreningarna som målanalyter i plasma- och urinprover. Dedermera genomförda studier avslöjade dock förekomsten av urinmetaboliter som har implementerats i bekräftelsemetoder för idrottsdrogtestning. Än så länge finns dock inget screeningverktyg tillgängligt som ger snabb och tillförlitlig information om eventuellt missbruk av insulin; endast sofistikerade procedurer inklusive immunaffinitets-rening följt av vätskekromatografi och tandemmasspektrometri har möjliggjort entydig detektering av syntetiska insuliner i dopningskontrollblod- eller urinprover.

Selektiva insulinreceptormodulatorer (SIRMs)

På grund av dess påverkan på kolhydratmetabolismen och samtidiga anti-katabola effekter är missbruk av peptidhormonet insulin och dess syntetiska analoger förbjudet inom idrotten enligt bestämmelserna från WADA.

De biologiska effekterna av insulin och dess analoger medieras genom bindning till insulinreceptorn, vilken även har visats aktiveras av olika peptider strukturellt sett till stora delar orelaterade till insulin. Sådana insulinliknande peptider eller selektiva insulinreceptormodulatorer (SIRMs) representerar en ny klass av potentiella prestationshöjande medel, vilka för närvarande inte explicit nämns på WADAs lista över förbjudna ämnen.

Inom ett forskningsprojekt användes avancerad fastfasextraktion (SPE) och vätskekromato-grafi kopplad till högupplöst tandemmasspektrometri (LC-HRMS/MS) för att utveckla ett snabbt, tillförlitligt och specifikt test för detektion av insulinliknande peptider S597 och S519 från blodplasma. Validering av metoden visade en detektionsgräns på 0,5 ng/mL och illustrerade framgångsrikt tillämpningen av metoden i rutinmässiga dopingkontroll-program inom idrotten. Dessutom genomfördes sofistikerade och omfattande in vitro-metabolism-experiment, där flera nedbrytningsprodukter identifierades, vilket kommer att förbättra informationen genererad från framtida analyser av dopingkontrollprover.

Insulin som prestationsförstärkare

GH, IGF-I och insulin är de mest betydelsefulla faktorerna i anabola processer. Dessa proteiner verkar i en synergistisk relation. GH och IGF-I stimulerar direkt syntesen av proteiner genom att aktivera transportörer av aminosyror i cellmembranet. Insulin, å andra sidan, hämmar nedbrytningen av proteiner och verkar synergistiskt i förhållande till steroider. Effektiviteten hos GH-aktiviteten beror på insulinaktiviteten. Administration av GH till patienter med låga insulinnivåer (som lider av typ 1-diabetes eller genomgår svält) upptäcktes stimulera katabola reaktioner som kan leda till diabetisk ketoacidos.

Insulin är en substans med betydande inverkan på anabola processer och det betraktas ofta av många atleter som ett läkemedel som förbättrar träningseffekterna genom:

Underlättande av glukosupptag, vilket kan göra att mängden glukos som levereras till cellen överstiger cellens fysiologiska behov av glukos och möjliggör syntes och lagring av stora mängder glykogen under fysisk nedträning, vilket sedan skulle förbättra muskelarbetet under tävlingar

Transport av aminosyror in i muskelceller

Förbättring av allmän uthållighet

’Acceleration av regenerationsprocesser

Förstärkning av den anabola aktiviteten hos tillväxthormon

Ökning av muskelmassa och prestation genom glykogenlagring och hämning av nedbrytning av muskelproteiner.

Insulin är därför ett mycket effektivt prestationshöjande läkemedel och kan väsentligt påverka en idrottares resultat. Insulin inkluderades på WADA:s förbjudna listan, men diabetiker är undantagna. Statistisk forskning visar att cirka 25 procent av idrottare som använder anabola androgena steroider kombinerar dem med insulin för att förbättra deras effekter. För att undvika hypoglykemi efter intag av insulin konsumerar idrottare produkter med högt kolhydratinnehåll. Mycket få idrottare som använder insulin är medvetna om de faror som är relaterade till dess missbruk. Att ta höga doser insulin kan orsaka hypoglykemi, vilket, om det inte behandlas, kan leda till koma eller till och med döden.

Upptäckt av insulinmissbruk förblir mycket svårt på grund av omöjligheten att skilja dess exogena och endogena former.

INSULINETS FYSIOLOGISKA PLATS

Insulinets anabola effekt

Med en metafor kan insulin ses som en dirigent som orkestrerar musiken (det vill säga de metabola effekterna) som spelas av aminosyror och proteiner. Som hormon tillhandahåller insulin uppenbarligen varken energi eller substrat i sig självt. Även om aminosyror kan frigöras och tas upp av celler oberoende av insulin, kan insulinet senare kraftfullt modulera dessa rörelser. Insulin reglerar (hämmar) proteinnedbrytning och stimulerar i vissa fall protein-syntes.

Sedan upptäckten av insulin och starten av framgångsrik behandling av diabetes genom pankreasextrakt och senare med insulin blev det omedelbart klart att de fysiologiska och metabola effekterna av insulin, utöver de på glukos och ketoner, var “anabola” i förhållande till kväveinnehållande substrat, det vill säga aminosyror och proteiner. Insulin främjar upprätthållandet och återhämtningen av fettfri kroppsmassa och skelettmuskelmassa (den senare består till ≥40 % av proteiner) och garanterar en fysiologisk kroppstillväxt under barndomen och tonåren. När biokemiska analyser blev alltmer tillgängliga, kunde tidigare okända effekter av antingen insulinbrist på förhöjningen av aminosyrakoncentrationer i plasma och ureautsöndring i urin (kväveinnehållande substrat), eller omvänt, deras minskning efter insulinadministration, påvisas. Därför har intresset för insulinets roll i regleringen av aminosyra- och proteinmetabolism gradvis och märkbart ökat, parallellt med tillgången till nya analysmetoder.

Tidiga studier om människans aminosyrametabolism vid diabetes

De huvudsakliga biokemiska avvikelserna i kväveinnehållande föreningar som observerade i början av 1900-talet gällde grenade aminosyror (BCAA). Deras koncentrationer visade sig vara markant förhöjda vid insulinbrist-diabetes, särskilt i den extrema situationen ketoacidos. En två- till trefaldig ökning rapporterades i koncentrationerna av plasmalecucin, isoleucin och valin samt alfa-amino butyrat, som senare korrekt tillskrevs ökad frisättning av BCAA från nedbrytning av kroppseget protein, vilket också var associerat med ökad ureautsöndring. På grund av sin osmolalitet bidrog urea, tillsammans med glukosuri, till den dramatiska vätske-förlusten vid ketoacidos. Mängden utsöndrat kväve i urinen kunde korreleras med glukosuri, vilket antyder en gemensam patogen faktor för dessa två förändringar. Däremot visade sig glykoproteiner, samt vissa akutfasproteiner, vara förhöjda.

Vid diabetisk ketoacidos beskrevs motsatta förändringar jämfört med BCAA för andra plasmaproteiner. En 25 till 40-procentig minskning observerades i koncentrationen av viktiga glukogena aminosyror som alanin, glycin, treonin och serin, vilket var förenligt med en ökad glukosproduktion från glukoneogenes. Dessa avvikelser föreslogs bidra till utvecklingen av akut hyperglykemi och minskades och/eller avskaffades genom insulintillförsel En annan indikator på muskelnedbrytning, urinutsöndringen av 3-metylhistidin, visade sig vara ökad (med ≥40 %) hos diabetiska patienter, även när de fick sin vanliga insulindos, vilket antydde en (delvis) oförmåga hos insulin (förmodligen administrerat i suboptimala doser och/eller mönster vid den tiden) att fullt normalisera proteinkatabolismen. En skarp, dosberoende minskning av både plasma- och intracellulära aminosyrakoncentrationer, särskilt av BCAA, efter insulinadministration observerades konstant. Dessutom stimulerade insulin aminosyratransport. Det är anmärkningsvärt att insulinnivåer och aminosyranivåer visade sig vara starkt sammanlänkade, inte bara på grund av insulinets effekt på aminosyrorna utan också för att de senare direkt reglerar insulinsekretion i närvaro av glukos.

En annan viktig observation var dock det så kallade “mass-effekten” av plasmakoncentra-tionerna av aminosyror på deras egen upptagning i vävnader. Både splanchniskt och perifert (det vill säga i skelettmuskler) upptag av aminosyror, efter antingen intravenös eller oral administration av aminosyrabelastning, visade sig vara (delvis) oberoende av insulin.

Effekterna av insulin på organens aminosyrautbyte

Kateteriseringsstudier av organ gjorde att man kunde undersöka nettoutsläpp av aminosyror i cirkulationen, eller netto-upptag från cirkulationen, både över i en perifer vävnad (extremitet) och det splankniska området, hos både friska personer och personer med insulinbrist vid diabetes. Hos diabetiker som avbrutit insulinbehandling i 24 timmar observerades varken ett konsekvent netto-upptag eller netto-utsläpp av grenade aminosyror över benet, till skillnad från de negativa artär-venösa skillnader som indikerade ett nettoutsläpp som observerades i kontrollgruppen. Däremot observerades konsekventa, positiva artär-hepatiska venösa skillnader (A-HV) för alanin, serin, glycin, treonin, tyrosin, cystin, metionin, fenylalanin och taurin, vilket indikerade ett netto-upptag av dessa aminosyror i det splankniska området, både hos de insulinfria diabetikerna och kontrollpersonerna. I båda grupperna översteg det fraktionerade alaninupptaget alla andra aminosyrors upptag och var dubbelt så stort hos diabetikerna (66 %) jämfört med kontrollpersonerna (36 %). Å andra sidan kunde de höga koncentrationerna av valin, leucin och isoleucin i artärerna hos diabetiker inte förklaras genom en förändrad splanknisk eller perifer omsättning av dessa aminosyror.

Studier av aminosyra- och proteinkinetik i hela kroppen

Studiet av patofysiologin för aminosyrametabolism in vivo möjliggjordes genom användning av isotoputspädningstekniker. Den essentiella aminosyran leucin var en av de mest använda spårämnena av flera skäl. Leucin är en essentiell aminosyra. Därför återspeglar dess frisättning i cirkulationen, liksom dess nettokatabolism (genom irreversibel förlust via oxidation), proteinets omsättning. Leucin är dessutom relativt riklig förekommande i kroppens vävnader, vilket gör den mätbar med tillförlitlighet. Leucinkoncentrationen är mycket känslig för insulinnivåer och representerar därför ett idealiskt spårämne för att testa insulineffekter. Slutligen visas leucin ha en specifik anabol och biokemisk effekt, vilket väckte intresse för dess metaboliska roll in vivo. Även andra essentiella aminosyror, såsom fenylalanin, metionin, och valin har använts som lämpliga spårämnen för proteinnedbrytning.

Användningen av omsättningstekniker möjliggjorde också en analys av insulineffekter in vivo på de två motsatta processerna proteinsyntes och proteinnedbrytning, vilket därmed belyste mekanismerna som bestämmer netto proteinanabolism. Trots att insulin hade en odiskutabel anabol effekt på vävnadsproteinackumulering hade mekanismen för denna effekt, det vill säga minskad endogen proteolys jämfört med ökad proteinsyntes, ännu inte undersökts in vivo. Proteinets nedbrytning (proteolys) spåras genom hastigheten på frisättningen av en essentiell aminosyra i cirkulationen, som under postabsorptiva förhållanden endast härrör från endogen proteinnedbrytning. Under matningsförhållanden härrör dock den totala hastigheten av aminosyrans frisättning i cirkulationen från den kombinerade effekten av (endogen) proteolys och kostproteinabsorption, som därför behöver uppskattas separat. Å andra sidan kan proteinsyntes – aminosyraanvändning för proteinuppbyggnad – indirekt spåras genom att subtrahera, från den totala nedbrytningshastigheten av det spårade essentiella aminosyran, dess irreversibla katabolism (oxidation för leucin, valin och metionin, eller hydroxylering för fenylalanin).

Effekterna av systemisk insulinadministration på proteinnedbrytning och syntes kan hindras av den samtidiga minskningen av plasmakoncentrationer av aminosyror och, omvänt, av deras ökning när insulin dras tillbaka. Med andra ord skulle de insulininducerade föränd-ringarna i aminosyrakoncentrationer störa utvärderingen av insulineffekten i sig. En sådan variabel kan kontrolleras och/eller kringgås på ett sätt genom att använda den så kallade “aminosyra-clamping-tekniken” under systemisk insulinadministration. När insulin infunderas systemiskt utan att förhindra hypoaminoacidemi, fann man universellt att proteinnedbryt-ningen i hela kroppen undertrycktes på ett dosberoende sätt. Den semi-maximala effekten av insulin på undertryckning av proteinnedbrytning i hela kroppen inträffade vid cirka 20–30 mikroU/mL av plasmakoncentrationen av insulin, medan den “maximala” effekten uppnåddes genom farmakologisk hyperinsulinemi (1000–1500 mikroU/mL). Den insulininducerade minskningen av plasmakoncentrationerna av aminosyror och frisättningen från endogen proteolys kunde också påvisas hos personer med typ 1-diabetes även i postprandialt tillstånd. Således kunde de minskade koncentrationerna av leucin, liksom andra essentiella aminosyror (EAA), efter systemisk hyperinsulinemi och omvänt deras ökning vid insulinbrist i typ 1-diabetes, positivt relateras till samtidiga förändringar i endogen proteinnedbrytning. Ett annat index på den insulininducerade undertryckningen av proteinnedbrytning var minskningen av urea-kväve-produktionshastigheten (Ra) hos brännskadade och septiska patienter behandlade med insulin.

Omvänt, i motsats till den hämmande effekten på endogen proteolys, rapporterades inte den (förväntade) effekten av insulin på stimulering av proteinsyntes i hela kroppen (som indirekt bestämdes av den irreversibla förlusten av en essentiell aminosyra, främst leucin) av någon forskare. Överraskande nog förblev proteinsyntesen i hela kroppen oförändrad eller till och med minskad efter systemisk hyperinsulinemi. En sådan paradox har förbryllat forskare sedan de första rapporterna om detta och tvingat dem att utforma olika experimentella designer för att lösa denna till synes fysiologiska observation. Kort sagt, misslyckandet att observera en stimulering av proteinsyntesen i hela kroppen av insulin tillskrevs främst den samtidiga insulininducerade hypoaminoacidemin, som nämnts ovan. I vissa studier där plasmakoncentrationerna av leucin och andra aminosyror hölls konstanta vid baslinjen, misslyckades dock både fysiologisk och farmakologisk hyperinsulinemi att stimulera proteinsyntesen. Däremot inträffade en markant stimulering av proteinsyntesen när plasma-koncentrationerna av aminosyror (inklusive leucin) höjdes, oberoende av insulinhöjningen. Dessutom, under kontrollerade förhållanden med jämförbara plasmakoncentrationer av aminosyror vid antingen låg eller hög insulinkoncentration, ökade inte aminosyrainducerad stimulering av proteinsyntes i hela kroppen (jämfört med baslinjen) ytterligare av hyperinsulinemi.

Ur ett fysiologiskt perspektiv kan det vara rimligt att tillskriva insulin en dominerande roll i undertryckandet av endogen proteinnedbrytning, genom en hormonell, intracellulär signal som inte kräver tillförsel av antingen metaboliska prekursor(er) eller energisubstrat. Studiet av mekanismerna för undertryckning av proteinnedbrytning, liksom dess roll och betydelse i avlägsnandet av gamla eller modifierade proteiner, är i fokus för aktuell forskning. Omvänt, i motsats till undertryckning av proteolys, skulle stimulering av proteinsyntes kräva både tillförsel av prekursorsubstrat (aminosyror) och hormonella signaler, vilket åtminstone delvis förklarar den ovannämnda “paradoxen”. Noterbart är att en sådan kombinerad effekt av insulin och aminosyror fysiologiskt inträffar efter en blandad måltid hos friska personer.

Studier av proteinomsättning i organ och vävnader

Den omfattande mätningen av aminosyrornas kinetik i tillgängliga, utvalda områden eller organ, såsom en arm eller ett ben (representerande skelettmuskulatur), det splankniska området, hjärtat eller njuren, inklusive hastigheter för proteinsyntes och nedbrytning, blev möjlig genom att kombinera infusion av spårämnesaminosyror med arteriovenös kateteri-sering av olika organ. Det är uppenbart att dessa tekniker är komplexa, något invasiva och kräver en välutvecklad analytisk utrustning. Resultaten från en mängd studier som använt sådana tekniker kan sammanfattas som följer.

En systemisk insulininfusion minskade koncentrationen av aminosyror i artärerna avsevärt, det nettofrisatta aminosyrorna (förbättrade aminosyrabalansen) från mänsklig muskel i postabsorptivt tillstånd, genom att hämma proteinnedbrytningen utan att påverka protein-syntesen, och ökade kraftigt den positiva aminosyrabalansen i extremiteterna, vilket redan hade setts i experiment där endast aminosyror infunderades. När det gäller insulinsvar på enskilda aminosyror, påverkades inte nettobalansen av tyrosin (en icke-essentiell aminosyra) i benet alls av hyperinsulinemi, medan den av grenade aminosyror (BCAA) och metionin förändrades från nettoutflöde till nettoinflux. Dock påverkades inte koncentrationen och utbytet av 3-MH i benet (en markör för muskelproteolys) signifikant av 2 timmar hyperinsu-linemi. Sammantaget visar dessa data att den anabola effekten av systemisk hyperinsulinemi på skelettmuskelnivå beror på hämning av proteinnedbrytning.

När minskningen av plasmakoncentrationen av aminosyror dock förhindrades, antingen genom aminosyraclampingning eller genom intraarteriell insulininfusion, var resultaten något motstridiga. I vissa studier ökade inte insulin musklernas proteinsyntes, medan det hämmade proteinnedbrytningen i musklerna. Däremot, i senare studier där en komplex compartment-modell tillämpades över benet, fann man att intraarteriell insulininfusion ökade musklernas proteinsyntes, medan den inte påverkade proteinnedbrytningen. Noterbart är att hos patienter med diabetes typ stimulerade inte infusionen av insulin musklernas proteinsyntes, inte ens i kombination med hyperaminoacidemia, vilket tyder på ett minskat svar jämfört med icke-diabetiska personer.

Noterbart är att effekterna av insulin på muskelmetabolism också kan bero, åtminstone delvis, på förändringar i blodflödet. Insulininfusion, antingen i hela kroppen eller direkt i en kateteriserad extremitet (ben eller underarm), stimulerar vanligtvis blodflödet. Fysiologisk systemisk hyperinsulinemi stimulerar hela kroppens produktion av kväveoxid, en viktig reglerare av blodflödet. Genom en sådan insulininducerad stimulering skulle ökad tillförsel av anabola substrat (främst aminosyror men även energiförstadiet glukos) till skelettmuskler kunna stödja proteinsyntesen.

Effekterna av insulinadministration på aminosyrors kinetik över splanchniska området under-söktes också in vivo. Hos friska frivilliga i postabsorptivt tillstånd var det netto splanchniska upptaget av aminosyror positivt, en effekt som berodde på att proteinsynteshastigheten översteg proteinuppbrytningen. Efter en systemisk insulininfusion minskade den positiva splanchniska nettobalansen på grund av minskad proteinsyntes utan förändringar i protein-uppbrytningen. Således verkar mekanismerna bakom insulins anabola effekt vara olika mellan perifera vävnader och splanchniska området. Insulin var anabolt i muskler främst genom att hämma proteinuppbrytningen, genom att förstärka den AA-inducerade protein-syntesen och genom att minska leucintransamineringen. Däremot minskade insulin proteinsyntesen och nettoupptaget av aminosyror i det splanchniska området utan påverkan på proteinuppbrytningen. Den positiva proteinbalansen i det splanchniska området upprätt-hålls alltså av aminosyror som frisätts från perifera vävnader, vilket belyser en viktig relation mellan muskler och splanchniska området.

Det bör också beaktas att de olika svaren från vävnadsproteinomsättningen på insulin kan vara tidsberoende på grund av de olika fraktionella omsättningshastigheterna för vävnader. Fraktionell proteinomsättning är låg i skelettmuskelproteiner (1,2–2,4 % per dag) och högre i levern (cirka 23 %), njuren (cirka 20 %) eller tarmproteiner (8–30 %). De akuta insulin-effekterna skulle sannolikt vara lättare att upptäcka i vävnader med snabbare omsättning.

Ett annan organ som studerats med kateterisering är njuren. Hos diabetiska patienter som varit utan insulinbehandling i 24 timmar var njurens aminosyrautbyte liknande det hos friska individer, vilket tyder på att njuren inte var ett viktigt glukoneogeniskt organ vid diabetes hos människor. Senare studier, baserade på tekniker som inte fanns tillgängliga tidigare, föreslog dock att njuren, även om den är kvantitativt obetydlig, kan vara ett glukoneogeniskt organ hos människor. När det gäller metabolismen av andra aminosyror var insulinbrist associerad med ett netto njurupptag av fenylalanin och ett nettoutsläpp av tyrosin från njurens fenyl-alaninhydroxylering. Den globala aminosyrametabolismen över njuren förändrades dock inte vid antingen insulinbrist eller insulinuteblivande.

Studier av molekylära mekanismer för insulins anabola effekt

Insulinets påverkan på aminosyra- och proteinmetabolism i vävnader och isolerade celler har blivit ett centralt forskningsområde sedan 1990-talet. Både in vitro- och in vivo-experimentella modeller har använts. Muskelproteinnedbrytning styrs av två huvudsakliga mekanismer: ubiquitin-proteasom och autofagi-lysosomsystemen. Dessa system aktiveras vid muskelatrofi och påverkar muskelmassans förlust. De är beroende av transkriptionsprogram som styr uttrycket av enzymer som begränsar hastigheten. Insulin påverkar dessa system genom ett komplext signalnätverk snarare än genom en enkel linjär kaskad, vidare modulerad av signalmolekyler nedströms om insulinreceptorn, som involverar många receptor-tyrosin-kinaser (RTK). Både insulin- och IGF-1-receptorer är involverade i att upprätthålla muskelmassa och reglera proteostas.

Klassiskt initieras de biologiska effekterna av insulin genom att hormonet binder till sin receptor, som tillhör en stor familj av receptor-tyrosinkinaser (RTK). Detta följs av aktivering av klass I fosfoinositid-3-kinas (PI3K), som i sin tur aktiverar Akt och mTOR-komplex 1 (mTORC1), vilket slutligen påverkar cellulär metabolism och tillväxt. Centralt i denna signalväg är aktivering av mTORC1, en komplex molekyl bestående av mTOR, Raptor (en regulatoriskt associerad protein av mTOR) och andra proteiner. Aktivering av mTOR är kopplat till signaler från aminosyror, glukos, syre, energi (ATP) och tillväxtfaktorer som insulin, IGF-1 och cytokiner. Aktivering av mTOR genom IRS/PI3K/Akt från antingen insulin eller IGF-1 kontrollerar gemensamma nedströms molekylära vägar, inklusive MAPK-vägar, fosforylering av p70 ribosomalt protein S6-kinas 1 (S6K1) och den eukaryota initierings-faktorn 4E-bindande protein 1 (4E-BP1).

Akt-aktivering förmedlar många av insulins fysiologiska effekter (liksom IGF-1) i muskler, såsom ökat glukosupptag, muskeltillväxt, proteinsyntes och nedbrytning. Insikt i insulin-reglering av proteostas är avgörande för att förstå insulinets effekter både i normal fysiologi och vid patologiska tillstånd och mekanismer som uppstår vid insulinbrist, såsom typ 1-diabetes.

En annan grupp av transkriptionsfaktorer, forkhead box O (FoxO) familjen, är kopplad till insulineffekterna i vävnader och celler. FoxO-familjen inkluderar fyra isoformer som medlar insulins eller insulinliknande tillväxtfaktorers verkan på celltillväxt, differentiering, oxidativ stress, åldrande, autofagi och åldrande. I muskler är FoxO-transkriptionsfaktorer associerade med kontrollen av muskelproteinnedbrytning och autofagi, och i levern stödjer de glukon-eogenes och glykogenolys. Insulin, genom Akt-vägen, reglerar negativt transkriptionsfaktorn FoxO, en viktig effektor av muskelatrofi, vilket hämmar proteolys. Signalering som medieras av insulinreceptorns (IR) bindning verkar vara viktigare än IGF-1-signalering vid kontroll av genuttryck i differentierade muskler. Således beror insulins anabola effekt på muskelprotein-anabolism, förutom ökad proteinsyntes, även på minskad proteinnedbrytning genom FoxO-inhibering.

LABORATORIETEKNIKER

Påvisande av insulin och insulinanaloger

Insulin och dess analoger – och ett antal andra större, bioaktiva peptider – fungerar som anabola substanser och är förbjudna enligt WADAs lista eftersom de påverkar prestationsf-örmågan positivt. Till de bioaktiva peptiderna hör growth hormone releasing hormone (GHRH), insulin-like growth factor-1 (IGF-1), och mechano-growth factor (MGF). Påvisande av dessa peptider är svåra eftersom de bara finns i mycket låga koncentrationer i urinen och dessutom är endogena.

I denna uppsats redovisas en ny, snabb metod som samtidigt kan detektera ett mycket stort antal substanser i urinen. Man utgår från ultrafiltrerad urin följt av solid phase extraction i en 96-well micro-elution plate. Peptides urinproverna påvisas med en triple quadrupole mass spectrometer kopplad till en flow liquid chromatography.

Man har i uppsatsen angivit gränser för de värden laboratorieexperter önskar veta. Så exempelvis var nedre gränsen för detection av insulinanaloger 25 pg/mL och för andra peptide 50 pg/mL. Specificiteten var hög.

IDROTTARE AKTUELLA FÖR INSULINDOPING

Cyklande paraidrottare avstängd för insulin trots diabetes

USA:s paralympiska cykelidrottare Katerina Brim stängdes av i ett år från och med 23 maj 2023 för bruk av insulin. Hon stängdes av efter att hennes retroaktiva dispens (TUE) nekades av World Anti-Doping Agency (WADA).

Brim, 24, har förklarat att hon använde insulinet Humalog (Insulin Lispro) administrerad via injektion under ett test utanför tävling den 19 oktober 2022, vilket det WADA-ackrediterade laboratoriet rapporterade som negativt. Insulin är ett icke-specificerat ämne i klassen hormon- och metaboliska modulatorer och är alltid förbjudet enligt USADA-protokollet. Vid tidpunkten för hennes test hade Brim bara varit i USADA Registered Testing Pool (RTP) i 19 dagar och hade inte ansökt om eller erhållit en TUE, som krävs för att tillåta användningen av ett förbjudet ämne inom idrotten, exempelvis insulin.

Efter utredning fastställde USADA att Brim använde insulin i en terapeutisk dos under vård av en läkare för att behandla diabetes, ett livslångt tillstånd. Hon ansökte om och beviljades en retroaktiv TUE i enlighet med rekommendationen från oberoende medicinska experter på USADA:s TUE-kommitté med ikraftträdandedatum den 19 oktober 2022, datumet för hennes första test av USADA som RTP-idrottare. WADA avvisade dock två gånger grunderna på vilka USADA beviljade den retroaktiva TUE, vilket innebär att Brim inte hade en giltig TUE som var i kraft på datumet för provtagningen.

USADA har förespråkat och kommer att fortsätta att förespråka för WADA att ändra reglerna kring insulin för att säkerställa att idrottare med diabetes kan behandla detta livslånga tillstånd utan att behöva ansöka om dispens upprepade gånger.

Brims ettåriga avstängning är det lägsta tillåtna enligt reglerna och började den 19 oktober 2022, det datum då hon deklarerade användningen av insulin. Dessutom har Brim diskvalificerats från alla tävlingsresultat som erhållits den 19 oktober 2022 och därefter, inklusive förverkande av eventuella medaljer, poäng och priser.

REFERENSER