Ændringer i blodprofiler under Tour de France 2007

Introduktion: Markante ændringer i forskellige blodparametre heriblandt hæmoglobinkoncentration ([Hb]) og hæmatokritværdi (Hct) er indikation for blodmanipulation. Blodprøvetagning og oprettelse af individuelle, longitudinelle blodprofiler er derfor blevet en implementeret del af dopingkontrollen i forskellige internationale idrætsforbund.

Materiale og metoder: Under Tour de France 2007 blev syv ryttere testet uanmeldt på tre forskellige tidspunkter: dagen før prologen samt 12 og 19 dage efter prologen. Blod blev opsamlet i tremillilitersglas indeholdende ethylendiamintetraacetat og opbevaret ved 4°C. Prøverne blev analyseret inden for 24 timer på en Sysmex R-500.

Resultater: [Hb] og Hct var signifikant lavere på dag 12 (p = 0,005) og dag 19 (p < 0,001) end ved udgangspunktet. Individuelt set havde samtlige syv ryttere lavere [Hb] og Hct på dag 19 end ved udgangspunktet, mens dette var tilfældet hos seks ud af syv ryttere allerede på dag 12. Gennemsnitligt var [Hb] og Hct faldet med henholdsvis 11,5% og 12,1% fra udgangspunktet til dag 19.

Konklusion: Vi observerede markante fald i [Hb] og Hct hos syv cykelryttere under Tour de France 2007. Hvad enten det skyldes en reduktion i den totale mængde hæmoglobin, en arbejdsinduceret hæmodilation eller en kombination af disse, vil forøgelser under længerevarende etapeløb være ufysiologiske og bør føre til nærmere undersøgelser af den implicerede rytter.

Hæmoglobin er kroppens iltbærende molekyle og findes i de røde blodceller. Inden for udholdenhedsidrætsgrene, hvor en vedvarende levering af ilt til de arbejdende muskler er af afgørende betydning for præstationen, vil forøgelser i den samlede mængde hæmoglobin kunne forbedre præstationen markant [1]. Signifikante ændringer i hæmoglobinkoncentrationen ([Hb]) eller hæmatokritværdien (Hct) forekommer sjældent naturligt, men kan på ulovlig vis opnås ved brug af bloddoping [2]. Derfor er flere idrætsforbund på det seneste begyndt på longitudinel monitorering af en række blodvariable heriblandt [Hb] og Hct hos den enkelte atlet. Markante udsving i [Hb] og Hct bruges derfor som indikation for blodmanipulation.

Disse blodvariable er imidlertid afhængige af plasmavolumenets størrelse og udgør således ikke den totale hæmoglobinmasse. Akut, hårdt fysisk arbejde medfører en reduktion af plasmavolumenet grundet svedtab og interstitielt volumenskift, hvilket resulterer i en forbigående hæmokoncentration [3]. Omvendt fører længerevarende, hårdt fysisk arbejde til en overkompensation af plasmavolumenet og dermed en hæmodilatation [4]. Fald i [Hb] og Hct antages derfor at forekomme hos idrætsudøvere, der deltager i længevarende konkurrencer med høj intensitet, og som ikke benytter sig af nogen former for blodmanipulation. I hvor høj grad disse intravaskulære volumenskift påvirker de typisk målte blodvariable i en antidopingkontekst vides ikke.

Materiale og metoder

Ni ryttere blev inkluderet i studiet. De havde alle gennem deres kontrakter indvilget i et omfattende blodtestningsprogram. Disse ni ryttere stillede op til start i Tour de France (TdF) 2007, men kun syv gennemførte. På disse syv ryttere blev der i løbet af en periode på 20 dage taget tre uanmeldte blodprøver. Prøverne blev taget dagen før prologen (udgangspunkt) samt henholdsvis 12 dage (dag 12) og 19 dage (dag 19) inde i løbet. De to første prøvetagninger (ved udgangspunktet og dag 12) blev udført om morgenen, mens den sidste (dag 19) blev taget om eftermiddagen på en indlagt hviledag.

Før selve blodprøvetagningen hvilede rytteren siddende i ti minutter for at stabilisere blodvolumenet før venepunktur. Herefter blev der på rytterens overarm lagt en kortvarig stase (< 10 sekunder), som blev fjernet lige efter punktur af en antekubital vene. Blodet blev opsamlet i standard tremilliliters-ethylendiamintetraaceta-blodprøveglas, som umiddelbart efter blev lagt på køl og analyseret for [Hb] og Hct inden for 24 timer på det samme hæmatologiske analyseapparat (Sysmex R-500, Sysmex, Japan). Apparatet blev kvalitetskontrolleret med tre forskellige standarder fra leverandøren, umiddelbart før og efter prøverne blev analyseret. Rytterne havde fri adgang til væske per os og fik ikke tilført væske intravenøst.

Desuden blev der i en syvmåneders periode før starten af TdF taget i gennemsnit ni blodprøver fra hver af de syv ryttere efter ovennævnte procedure. Den gennemsnitlige [Hb] af disse målinger fra hver rytter er angivet i Figur 1 .

Statistik

Statistiske forskelle blev fundet ved hjælp af en one way -ANOVA for gentagne målinger. I tilfælde af en signifikant F-test blev parvise forskelle bestemt ved brug af Tukeys HSD-post hoc-analyse. Signifikansniveauet blev sat til p < 0,05.

Resultater

[Hb] og Hct var signifikant lavere på dag 12 (p = 0,005) og dag 19 (p < 0,001) end ved udgangspunktet (Figur 1). Individuelt set havde samtlige syv ryttere lavere [Hb] og Hct på dag 19 end ved udgangspunktet, mens dette var tilfældet hos seks ud af syv ryttere allerede på dag 12. Gennemsnitligt var [Hb] og Hct faldet med henholdsvis 11,5% og 12,1% fra udgangspunktet til dag 19. Alle værdier lå på alle tidspunkter under den øvre grænseværdi på 17,0 g/dl i [Hb] og 50% i Hct fastsat af Den Internationale Cykelunion (UCI). Der var desuden ingen forskel på den gennemsnitlige [Hb] fra prøver taget i den forudgående syvmånedersperiode og [Hb] lige før starten af TdF hos fem af rytterne, mens to ryttere tilsyneladende havde højere [Hb] kort før starten af TdF (D -1) end deres gennemsnitlige [Hb] i løbet af den forudgående syvmånedersperiode.

Diskussion

Disse data er de første offentligt tilgængelige longitudinelle blodprøvedata fra verdens hårdeste cykelløb - Tour de France. Resultaterne viser markante fald i [Hb] og Hct hos samtlige syv ryttere i løbet af prøvetagningsperioden. Disse reduktioner i [Hb] og Hct kan være forårsaget af en reduktion i den totale mængde hæmoglobin, en forøgelse af plasmavolumenet eller en kombination af disse.

Fysiologisk set synes en reduktion i den totale mængde hæmoglobin ikke at forekomme over kortvarige perioder inden for cykling [5], da rytteren ikke udsættes for de mekaniske påvirkninger , som hos langdistanceløbere har vist sig at kunne føre til hæmolyse. Desuden vil udtagning af blod og deraf fald i Hct og [Hb] under etapeløb være usandsynligt, da det i givet fald vil reducere præstationen betragteligt [6]. Generelt kan det dog ikke udelukkes, at bloddoping forud for et længerevarende etapeløb kan være medvirkende til faldende blodværdier. Man har i nogle studier påvist, at forøgelsen i [Hb] opnået ved autologe blodtransfusioner eller erytropoietin (EPO)-injektioner er forholdsvis kortvarig (dage til uger), og derfor kan blodmanipulationer foretaget før en konkurrence resultere i faldende værdier under en længerevarende konkurrence [2, 7]. For at belyse dette fænomen inkluderede vi prøveresultater fra det forudgående halve år, hvor rytternes blodværdier regelmæssigt blev monitoreret. Der blev i gennemsnit taget 9,1 ± 1,5 blodprøver på de pågældende syv ryttere i perioden fra den 12. december 2006 indtil starten af TdF.

Langt størstedelen (87%) af disse prøver blev taget uden for konkurrence og suppleret med urinprøver for anabole steroider, sløringsstoffer og EPO såvel uden for konkurrence som under TdF 2007. Alle disse prøver var negative. Af Figur 1 ses det, at to ryttere havde højere [Hb] ved starten end deres gennemsnitlige [Hb] i løbet af de forudgående syv måneder. Forøgelsen i [Hb] kan tilskrives tapering (træningsnedtrapning) med deraf følgende hæmokoncentration og i mindre grad højdetræning. Den intraindividuelle variationskoefficient [Hb] var i denne forudgående periode (den første TdF-prøve inklusive) 5,4% og 6,3% hos de respektive ryttere. Variationer på over 10% blev i 2003 af Malcovati et al foreslået at være indikationer for doping [8]. Desuden er den maksimale OFF z-score i samme periode henholdsvis 1,76 og 2,27 hos de to ryttere. I OFF z-scoren kombineres alle tidligere blodprøveresultater af [Hb] og procentdelen af retikulocytter til en score. Scoren bruges som indikation for bloddoping på baggrund af svingninger i disse blodparametre [9]. En værdi på over 3,09 hos mænd indikerer blodmanipulation med en risiko for en falsk positiv i et ud af 1.000 tilfælde. Vores antagelse om, at faldet i blodværdier skyldtes et øget plasmavolumen underbygges af et lignende studie foretaget på cykelryttere under et femdages etapeløb, hvor udviklingen i koncentrationsafledte parametre som [Hb] og Hct blev sammenholdt med den totale mængde hæmoglobin i kroppen [5]. Resultaterne viste, at de to førstnævnte faldt markant, mens sidstnævnte var uændret. Fald i plasmavolumenet kan skyldes væsketab i form af sved og volumenskift til interstitiet, sidstnævnte forårsaget af øget blodtryk og ophobning af arbejdsrelaterede metabolitter, eksempelvis laktat. En tilstand, der også kaldes »sportspseudoanæmi« [10]. Efter arbejde trækkes der væske tilbage til blodbanen, hvilket ikke alene udligner, men fører til en markant overkompensation for de akutte væsketab, der er forbundet med længerevarende arbejde. Dette reducerer de koncentrationsafledte blodvariable som [Hb] og Hct. Graden af denne reduktion er vigtig i en antidopingkontekst af to årsager: For det første er den observerede reduktion så markant, at stigninger i disse parametre undervejs i længerevarende hårde etapeløb vil kunne anses for at være ufysiologiske og stærke indikatorer for blodmanipulation. Vi foreslår, at de koncentrationsafledte værdier evt. suppleres med målinger af den total mængde cirkulerende hæmoglobin [11], da sådanne målinger vil kunne bruges som et stærkt redskab til at be- eller afkræfte, om de observerede ændringer er forårsaget af ændringer i plasmavolumenet alene. For det andet er graden af hæmodilatation vigtig ved fastsættelse af individuelt baserede grænseværdier, specielt i forbindelse med introduktionen af et såkaldt individuelt »biologisk pas«. Det biologiske pas er blevet indført i cykelsporten ved indgangen til nærværende sæson og består af en række forskellige koncentrationsafledte blodvariable. I dette pas vil man tillade variationer inden for, hvad der betragtes som fysiologisk forsvarligt. Det er derfor nødvendigt at tage disse arbejdsinducerede fald i blodparametrene med i overvejelserne og relatere prøveresultaterne til en eventuel fysisk udfoldelse i den forudgående periode for at opnå et komplet billede af den målte værdi.

Konklusion

Vores data viser markante fald i [Hb] og Hct hos syv cykelryttere under Tour de France 2007. Hvad enten det er et resultat af en reduktion i den totale mængde hæmoglobin, en arbejdsinduceret hæmodilation eller en kombination af disse, vil forøgelser under længerevarende etapeløb være ufysiologiske og bør føre til nærmere undersøgelse af den implicerede rytter.

Rasmus Damsgaard , Anæstesiologisk Afdeling Z, Bispebjerg Hospital, DK-2400 København NV.

E-mail: rdamsgaard@hotmail.com

Antaget: 13. februar 2008

Interessekonflikter: Ingen

1. Brugniaux JV, Schmitt L, Robach P et al. Eighteen days of "living high, training low" stimulate erythropoiesis and enhance aerobic performance in elite middle-distance runners. J Appl Physiol 2006;100:203-11.
2. Audran M, Graeau R, Matecki S et al. Effects of erythropoietin administration in training athletes and possible indirect detection in doping control. Med Sci Sports Exerc 1999;31:639-45.
3. Whiting PH, Maughan RJ, Miller JD. Dehydration and serum biochemical changes in marathon runners. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1984;52: 183-7.
4. Sawka MN, Convertino VA, Eichner ER et al. Blood volume: importance and adaptations to exercise training, environmental stresses, and trauma/sickness. Med Sci Sports Exerc 2000;32:332-48.
5. Schumacher YO, Pottgiesser T, Ahlgrim C et al. Haemoglobin mass in cyclists during stage racing. Int J Sports Med 2007;Jul 5.[Epub ahead of print].
6. Celsing F, Svedenhag J, Pihlstedt P et al. Effects of anemia and stepwise-induced polycythemia on maximal aerobic power in individuals with high and low haemoglobin concentration. Acta Physiol Scand 1987;129:47-54.
7. Damsgaard R, Munch T, Morkeberg J et al. Effects of blood withdrawal and reinfusion on biomarkers of erythropoiesis in humans: implications for anti-doping strategies. Haematol Hematol J 2006;91:1006-8.
8. Malcovati L, Pascutto C, Cazzola M. Hematologic passport for athletes competing in endurance sports: a feasibility study. Haematol 2003;88:570-81.
9. Sharpe K, Ashenden MJ, Schumacher YO. A third generation approach to detect erythropoietin abuse in athletes. Haematol 2006:91:356-63.
10. Weight LM, Darge BL, Jacobs P. Athletes' pseudoanemia. Eur J Appl Physiol 1991;62:358-62.
11. Schmidt W, Prommer N. The optimized CO-rebreathing method: a new tool to determine total haemoglobin mass routinely. Eur J Appl Physiol 2005;95: 486-95.