Alternative Namen: Epoetin, Epoetin Alpha, EPO
Molekulargewicht: ca. 30.400 Dalton
Art der Zufuhr: subkutane oder intravenöse Injektion
Halbwertszeit: 2 bis 13 Stunden bei intravenöser und 24 Stunden bei subkutaner Gabe
EPO ist ein verschreibungspflichtiges Medikament, das in Deutschland nur unter ärztlicher Aufsicht und bei klaren medizinischen Indikationen angewendet werden darf. Im Sport steht es auf der Dopingliste, und ein Missbrauch kann lebensgefährlich sein: Durch die starke Verdickung des Blutes drohen Thrombosen, Embolien, Schlaganfall und Herzinfarkt.
Geschichte und Allgemeines zu EPO
Bei Erythropoietin, welches im umgangssprachlich besser als EPO bekannt ist, handelt es sich um ein Glykoprotein-Hormon. Es ist für die Anregung der Produktion roter Blutkörperchen im menschlichen Körper verantwortlich. Erythropoietin ist ein körpereigenes Hormon, das primär die Nieren produzieren.
Allen Jacob Erslev hat das Hormon erstmals 1953 nachgewiesen. Im Jahr 1957 gelang Eugen Goldwasser der Nachweis, dass Erythropoietin in den Nieren hergestellt wird. Anschließend hat man 1977 herausgefunden, dass EPO in größeren Mengen aus dem Urin isoliert werden kann. Im Jahr 1984 gelang erstmals die synthetische Herstellung von Erythropoietin mit Hilfe der Technik einer rekombinanten DNA.
Kurze Zeit darauf brachte der Pharmahersteller Amgen schließlich das erste Erythropoietin Präparat unter dem Markennamen Epogen auf den Markt. Hierbei handelt es sich um ein steriles Pulver, das man erst direkt vor der Injektion mit einer wässrigen Injektionslösung mischt.
Künstlich hergestelltes Erythropoietin verdrängte nach seiner Markteinführung recht bald eine ganze Reihe anderer Präparate, die bis zu diesem Zeitpunkt zur Anregung der Produktion roter Blutkörperchen bei Anämien zum Einsatz kamen. Hierzu gehörten unter anderem auch eine ganze Reihe anaboler Steroide wie Oxymetholon (Anadrol), die bisher zu diesem Zweck eingesetzt wurden.
Bei Ausdauersportlern erfreuen sich Erythropoietin Präparate trauriger Bekanntheit als Dopingmittel. Der missbräuchliche Einsatz dieser Präparate stellt eine Form des Blutdopings dar. Besonders im Bereich des Radsports kommt es immer wieder zu Erythropoietin Dopingskandalen, wobei die Reihe der überführten Dopingsünder so lang ist, dass sie den Rahmen dieses Profils sprengen würde.
Medizinischer Einsatzbereich
Im medizinischen Bereich verwendet man Erythropoietin zur Behandlung von Anämien aufgrund eines chronischen Nierenversagens, einer Chemotherapie im Rahmen der Krebsbehandlung oder einer HIV Behandlung mit Zidovidin. Weitere Einsatzgebiete umfassen die Stimulierung der Erythropoese vor und nach Operationen mit Blutverlust anstelle von Bluttransfusionen. Zusätzlich kann EPO als begleitende Behandlung bei chronischer lyphatischer Leukämie oder bei bestimmten Tumoren zum Einsatz kommen. Häufig kombiniert man eine Erythropoietin Behandlung mit Eisenpräparaten, um die Blutbildung weiter zu unterstützen (2).
Neben diesem klassischen Einsatzgebiet von Erythropoietin Präparaten gibt es auch einige experimentelle Behandlungsansätze, die darauf beruhen, dass es auch im zentralen Nervensystem und anderen Körpergewebetypen Erythropoietin Rezeptoren gibt. Hierzu gehören unter anderem die Behandlung von Multipler Sklerose (3), eine Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten bei Schizophrenie (4), sowie die Vorbeugung vor Herzinfarkten bei Risikopatienten (5).
Struktur und Eigenschaften
Strukturell gesehen handelt es sich bei menschlichem Erythropoietin um ein Glykoprotein, das aus 164 Aminosäuren und 4 Zuckerketten besteht. Als Glykoprotein bezeichnet man ein Molekül, das sich aus Kohlenhydraten und Aminosäuren zusammensetzt. Bei Erythropoietin liegt der Kohlenhydratanteil des Gesamtmoleküls bei etwa 40% des Gewichts. Im menschlichen Körper gibt es mehrere Subtypen von Erythropoietin, die sich lediglich durch ihren Kohlenhydratanteil voneinander unterscheiden.
Erythropoietin ist ein körpereigenes Hormon, das primär in den Nieren produziert wird und das Knochenmark zur Produktion roter Blutkörperchen aus den Stammzellen des Knochenmarks anregt. Durch eine zusätzliche Produktion roter Blutkörperchen steigen der Hämoglobin Gehalt des Blutes sowie die Sauerstofftransportkapazität des Blutes.
Die körpereigene Erythropoietin Ausschüttung wird von den Nieren anhand des Sauerstoffgehaltes des Blutes, das die Nieren passiert, gesteuert. Dabei regt eine niedrige Sauerstoffkonzentration im Blut die Ausschüttung von Erythropoietin an.
Neben den Nieren, die beim Menschen für 85 bis 90 % der Erythropoietin Produktion verantwortlich sind, produziert die Leber, die direkt nach der Geburt zunächst alleine für die gesamte Erythropoietin Produktion zuständig ist, beim Erwachsenen Menschen etwa 10 bis 15 % des zirkulierenden Erythropoietin. Minimale Mengen werden außerdem im Gehirn, in der Gebärmutter, in den Hoden, in der Milz und sogar in den Haarfollikeln produziert.
Synthetisch vs. natürlich
Synthetisch hergestelltes Erythropoietin der ersten Generation entspricht strukturell bis auf Unterschiede im Bereich der Zuckerstrukturen in etwa dem körpereigenen Erythropoietin. Dementsprechend besitzt es natürlich auch dieselben Wirkungen. Da durch eine exogene Erythropoietin Zufuhr die natürlichen Erythropoietin Plasma Werte deutlich überschritten werden können, ist durch eine solche Erythropoietin Gabe eine deutliche Erhöhung der Anzahl der roten Blutkörperchen über den Normalwert hinaus möglich. Die hieraus resultierende gesteigerte Sauerstoffkapazität des Blutes führt zu einer deutlichen Steigerung der sportlichen Leistungsfähigkeit, wovon insbesondere die Ausdauerleistung betroffen ist. Genau diese unphysiologische Erhöhung ist es auch, die das Blut verdickt und die schweren Herz-Kreislauf-Risiken nach sich zieht.
Bei Erythropoietin handelt es sich um ein sehr empfindliches Molekül, das leicht durch Umwelteinflüsse wie Hitze, Kälte oder übermäßige Sonneneinstrahlung zerstört wird. Synthetische Erythropoietin Präparate werden deshalb in der Regel im Kühlschrank vor Licht geschützt gelagert.
Weitere Funktionen von Erythropoietin
Erythropoietin ist jedoch nicht nur an der Bildung roter Blutkörperchen im Knochenmark beteiligt, sondern entfaltet überall dort im Körper eine Wirkung, wo sich Erythropoietin Rezeptoren an der Oberfläche von Zellen befinden. Zu diesen Bereichen gehören unter anderem Nervenzellen und Herzmuskelzellen. Es gibt Hinweise darauf, dass Erythropoietin unter anderem an der Zellteilung, der Aktivierung des intrazellularen Kalziums und der Hemmung des als Apoptose bezeichneten programmierten Zelltods beteiligt sein könnte.
Auch im Hippocampus, einer Hirnregion, die besonders anfällig für durch Sauerstoffmangel hervorgerufene Schäden ist, finden sich Erythropoietin Rezeptoren wieder. Tierversuche konnten zeigen, dass die Gabe von Erythropoietin und die hieraus resultierende Anregung des Hippocampus die Lern- und Gedächtnisleistung steigern kann (9). Solche Tierversuch-Ergebnisse lassen sich nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragen.
Weiterhin scheint Erythropoietin eine schützende Auswirkung auf die Zellen des Herzmuskels zu besitzen (10) und das Gehirn in gewissem Umfang vor den Folgen eines Sauerstoffmangels zu schützen.
Eine interessante Studie konnte außerdem zeigen, dass die Verabreichung von Erythropoietin in einem signifikanten Anstieg der Stickstoffoxydproduktion (NO) in den koronaren Blutgefäßen resultiert, welche auf einer gesteigerten Phosphorylierung und der hieraus resultierenden Aktivierung der Stickstoffoxyd Synthase (eNOS) im Endothel beruht.
Erythropoietin befindet sich seit den neunziger Jahren des 20. Jahrhunderts auf der Dopingliste der WADA, doch erst seit dem Jahr 2000 kann Doping mit Erythropoietin unter Verwendung eines dreistufigen Verfahrens, das von Françoise Lasne und Jacques de Ceaurriz vom Laboratoire national de détection du dopage (LNDD) entwickelt wurde, im Urin nachgewiesen werden.
Nebenwirkungen
Nebenwirkungen einer Erythropoietin Therapie können unter anderem Fieber, Erschöpfung, Übelkeit, Entleerung der Eisenspeicher, grippeähnliche Symptome, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen, Schwindel, Schwäche, Durchfall und Schmerzen im Bereich der Injektionsstelle umfassen. Diese Nebenwirkungen lassen häufig mit zunehmender Behandlungsdauer nach und verschwinden nach Beendigung der Anwendung wieder.
Gravierendere Nebenwirkungen, die aus einem übermäßigen Anstieg des Hämatokrit Wertes resultieren und unter Umständen tödlich enden können, umfassen Thrombose, Embolien, Schlaganfall, Herzinfarkt und diverse Herz-Kreislauf Erkrankungen. Gerade beim leistungsbezogenen Missbrauch durch ansonsten gesunde Menschen ist diese Gefahr besonders real.
Wenn gesunden Menschen synthetisch hergestelltes Erythropoietin verabreicht wird, führt dies zur Einstellung der körpereigenen Synthese von Erythropoietin.
Da unterschiedliche Krebstumore an ihrer Oberfläche Erythropoietin Rezeptoren besitzen, könnte es sein, dass Erythropoietin Präparate das Wachstum von Krebszellen anregen. Hierauf weisen Studien mit Krebspatienten hin, bei denen die Mortalitätsrate bei den mit Erythropoietin behandelten Probanden stieg (7, 8).
Anwendungsbereiche
Ein missbräuchlicher Einsatz von Erythropoietin Präparaten lässt sich in der Praxis bei allen Sportarten beobachten, bei denen eine bessere Ausdauerleistung aufgrund einer höheren Sauerstofftransportkapazität des Blutes von Vorteil ist. Die bekanntesten Dopingfälle betreffen den Radsport, doch es gibt unzählige weitere Dopingfälle bei vielen anderen Sportarten wie Leichtathletik, Fußball, Boxen und unterschiedlichen Wintersportarten. Es gibt sogar einige dokumentierte Fälle von Erythropoietin Doping bei Rennpferden.
Da es sich bei synthetischem Erythropoietin um ein sehr teures Medikament handelt, ließ sich sein Missbrauch in der Regel vor allem im Bereich des Spitzensports beobachten.
Hinweis: Dieser Artikel ist eine journalistische Einordnung und keine Einnahme- oder Kaufempfehlung. Erythropoietin (EPO) ist in Deutschland verschreibungspflichtig und steht auf der Dopingliste; ein Missbrauch kann lebensgefährlich sein und ist im Wettkampfsport strafbar. Von einer Selbstmedikation wird dringend abgeraten. Bei gesundheitlichen Fragen wende dich an eine Ärztin oder einen Arzt.
Quellen: Lee-Huang, PNAS 1984 · Henke et al., The Lancet 2003 · Leyland-Jones et al., Journal of Clinical Oncology 2005 · WADA Dopingliste.
