MEDICAMENTE ȘI PERFORMANŢA SPORTIVĂ

Agoniștii beta 2-adrenergici în sport

Using beta 2‑adrenimimetics in sports

Abstract

Due to intense competition, athletes are looking for ways to increase performance. Due to their beneficial metabolic effects, β2-adrenergic agonists have started to be used on a large scale by athletes, becoming a subject of public scrutiny, not only because of their effects on athletic performance optimization, but also because of their harmful consequences. An extensive review of the current specialized literature has been carried out, to evaluate the impact of β2-adrenergic agonists on athletic performance. Studies show that β2- adrenergic agonists have a beneficial effect on athletic performance, by enhancing muscular protein synthesis, increasing metabolic rate and improving resistance to fatigue. Nevertheless, β2-adrenergic agonists use has been associated with significant health risks, cardiovascular and metabolic side effects, as well as legal and ethical ramifications concerning doping. Although β2- adrenergic agonists boost the metabolic rate and decrease the feeling of fatigue, prolonged use of β2-adrenergic agonists can have detrimental effects and negate some of the benefits. Therefore, their administration has to be carried out according to strict medical indications, respecting the anti-doping requirements and considering the health risks.



Keywords
β-adrenoreceptor (β-AR)β-adrenergic agonistclenbuterolsalbutamol

Rezumat

În contextul competiției intense, sportivii caută modalități de îmbunătățire a performanței. β2-adrenomimeticele, grație efectelor metabolice benefice, au început să fie utilizate pe scară largă de către sportivi, devenind astfel un subiect de interes public nu doar datorită efectelor de optimizare a performanței sportive, dar și din cauza reacțiilor nocive pe care le provoacă. S-a realizat un studiu amplu al literaturii de specialitate existente pentru a evalua impactul agoniștilor β2-adrenergici asupra performanței sportive. Studiile analizate demonstrează că agoniștii β2-adrenergici pot avea efecte benefice asupra performanței sportive prin stimularea sintezei proteinelor musculare, creșterea metabolismului energetic și îmbunătățirea rezistenței la oboseală. Cu toate acestea, utilizarea lor este asociată cu riscuri semnificative pentru sănătate, inclusiv efecte secundare cardiovasculare și metabolice, precum și consecințe legale și etice în cazul detectării dopajului. Deși β2-agoniștii optimizează metabolismul energetic și reduc senzația de oboseală, administrarea prelungită a β2-adrenomimeticelor poate avea consecințe negative și poate antagoniza unele efecte benefice. Astfel, utilizarea lor trebuie efectuată conform unor indicații medicale stricte, respectând cerințele antidoping și considerând riscurile pentru sănătate.

Cuvinte Cheie
β-adrenoreceptor (β-AR)agonist β-adrenergicclenbuterolsalbutamol

Introducere

Spiritul de performanță sportivă este un aspect fundamental al culturii și societății sportive contemporane, care este alimentată de competitivitate și rivalitate. Sportivii sunt motivați de dorința de a-și demonstra abilitățile, talentul și dedicarea prin performanțe deosebite.

Într-o lume competitivă a sportului, există o presiune pentru succes considerabilă asupra sportivilor, iar ei sunt adesea în căutare de metode și strategii pentru a-și îmbunătăți performanța și pentru a obține un avantaj competitiv asupra adversarilor lor. În acest context, unele medicamente pot fi percepute ca fiind soluții rapide și eficiente pentru a atinge obiectivele de performanță.

Utilizarea medicamentelor pentru a obține performanță la sportivi este un subiect complex și controversat care implică numeroase aspecte sociale, psihologice, etice și medicale.

Cultura modernă a performanței promovează adesea ideea că succesul și realizările în sport sunt esențiale pentru valoarea personală și pentru recunoașterea socială. Această mentalitate poate alimenta dorința de a recurge la orice mijloace pentru a obține succesul în sport, inclusiv utilizarea medicamentelor dopante, dar administrarea lor poate avea consecințe grave pentru sănătatea sportivilor, efecte secundare periculoase și riscuri pe termen lung(18). În plus, există riscul de sancțiuni disciplinare, precum suspendarea și descalificarea din competiții, care pot avea un impact negativ asupra carierei și reputației sportivului.

Utilizarea medicamentelor dopante distorsionează competiția și afectează integritatea sportului, subminând încrederea publicului în performanța sportivilor și în corectitudinea competițiilor(20).

Administrarea remediilor ­medicamentoase β-adrenergice, agoniști β-adrenergici sau β-adrenoblocante, de către sportivi este un subiect care necesită o evaluare atentă a beneficiilor și riscurilor, respectând în același timp regulamentele și standardele etice ale sportului(19). Este important ca sportivii să discute cu medicii lor și să urmeze regulile și reglementările relevante când este necesară utilizarea acestor medicamente pentru acțiunea lor directă sau indirectă asupra sistemului β-adrenergic, în contextul performanței sportive(19).

În vederea prevenirii și combaterii dopajului în sport, Agenția Mondială Antidoping (WADA) actualizează anual Standardul Internațional LISTA INTERZISĂ, care intră în vigoare în prima zi a anului, iar sportivii vor verifica lista actualizată de substanțe interzise de către WADA și vor consulta un medic sau un specialist în domeniul antidopingului înainte de a utiliza orice medicament sau supliment, pentru a evita încălcarea regulilor antidoping și sancțiunile asociate.

În general, sportivii înțeleg importanța respectării regulilor antidoping și a eticii sportive și iau măsuri pentru a se asigura că rămân în conformitate cu acestea. Este esențial ca ei să fie informați, să fie responsabili și să acționeze cu integritate în toate aspectele participării lor în sport.

Majoritatea efectelor dorite ale medicamentelor care acționează asupra receptorilor β-adrenergici (β-AR) sunt obținute prin acțiunea directă sau indirectă asupra acestor receptori, atât în sistemul nervos central, cât și în inimă, mușchi scheletici și alte țesuturi periferice.

Din grupul medicamentelor β-adrenergice, cele mai țintite de sportivi sunt agoniștii receptorilor β2, care acționează direct asupra β2-adrenoreceptorilor (β2-AR) și care posedă acțiune bronhodilatatoare, anabolică și sporesc acțiunea antiinflamatoare a corticosteroizilor.

Conform Standardului WADA pentru 2024,această grupă de medicamenteeste INTERZISĂ PERMANENT (în competiție și în afara competiției).Toate substanțele interzise din această categorie sunt substanțespecifice(48).

Toate β2-adrenomimeticele selective și nonselective, inclusiv toți izomerii optici, sunt interziși.

Aceștia includ, fără a se limita la: arformoterol, fenoterol, formoterol, higenamină, indacaterol, levosalbutamol, olodaterol, procaterol, reproterol, salbutamol, salmeterol, terbutalină, tretoquinol (trimetoquinol), tulobuterol, vilanterol.

Excepții:

  • salbutamolul inhalator – maximum 1600 de micrograme la 24 de ore, în doze împărțite, care nu trebuie să depășească 600 de micrograme la 8 ore de la dozarea anterioară;
  • formoterolul inhalator – doza maximă administrată: 54 de micrograme la 24 de ore;
  • salmeterolul inhalator – maximum 200 de micrograme la 24 de ore;
  • vilanterolul inhalator – maximum 25 de micrograme la 24 de ore.

Acest studiu se va concentra pe explorarea în profunzime a efectului anabolic al agoniștilor β2-adrenergici și pe potențialele acțiuni ale lor în contextul sportului. Obiectivul este de a oferi o înțelegere cuprinzătoare și profundă asupra modului în care aceste substanțe influențează diferite aspecte ale metabolismului și performanței sportive, precum sinteza și degradarea proteinelor, metabolismul energetic și rezistența la oboseală. De asemenea, sunt accentuate riscurile asociate și promovarea utilizării responsabile a acestor substanțe.

Discuție

În urma analizei datelor de literatură, am remarcat că, chiar dacă sunt studii care demonstrează efectele agoniștilor β2-adrenergici în experimente pe animale și la oameni, există puține dovezi că aceste proprietăți pot aduce o îmbunătățire semnificativă în performanța sportivilor antrenați(13).

Agoniștii adrenergici sunt medicamente care mimează acțiunea catecolaminelor asupra adrenoreceptorilor (AR) și au diverse aplicații terapeutice importante. Aceste substanțe sunt utilizate în principal pentru tratarea astmului bronșic și a altor afecțiuni respiratorii(4), dar și pentru promovarea creșterii masei musculare și a performanței sportive în anumite cazuri.

Conform Codului Mondial Antidoping al Agenției Mondiale Antidoping, utilizarea agoniștilor β2 de către sportivi este interzisă, cu excepția cazurilor în care sunt utilizate salbutamolul, salmeterolul, formoterolul și vilanterolul sub formă inhalatorie și numai dacă sportivul a primit o scutire pentru uz terapeutic (conform Listei Interzise pentru 2024).

În urma revizuirii datelor bibliografice, am evidențiat faptul că agoniștii β-adrenergici îndeplinesc funcții semnificative în țesuturi și organe, inclusiv cele prezentate în tabelul 1(16).

Tabelul 1 Subtipuri de β-AR, cu funcția și distribuția lor în organism (după Davis et al., cu modificări)(13)
Tabelul 1 Subtipuri de β-AR, cu funcția și distribuția lor în organism (după Davis et al., cu modificări)(13)

Îmbunătățirea performanței fizice: activarea β-AR poate crește ritmul cardiac, contractilitatea musculară și dilatarea bronhiilor, ceea ce poate îmbunătăți capacitatea de efort fizic, rezistența și performanța sportivă.

Stimularea sintezei proteinelor: agoniștii β-AR pot stimula sinteza proteinelor în mușchi, ceea ce poate duce la creșterea masei musculare și îmbunătățirea recuperării musculare după antrenament(44).

Creșterea metabolismului energetic: activarea β-AR poate crește metabolismul energetic, favorizând utilizarea lipidelor ca sursă de energie și sporind arderea caloriilor.

Îmbunătățirea funcției cognitive: β-AR din creier pot influența funcțiile cognitive, cum ar fi atenția, concentrarea și memoria, iar medicamentele care acționează asupra acestor receptori pot îmbunătăți aceste aspecte.

Îmbunătăţirea stării de spirit: acțiunea asupra β-AR poate influența neurotransmițătorii implicați în reglarea stării de spirit, ceea ce poate contribui la reducerea anxietății și îmbunătățirea stării generale de bine.

Datele din sursele bibliografice de specialitate studiate au relatat căacțiunea anabolică a agoniștilor β-adrenergici este reglată de mai multe mecanisme.

A. Creșterea sintezei proteinelor și intervenția în metabolismul lipidic și glucidic

Agoniștii β2-adrenergici pot stimula sinteza proteinelor în mușchi, ceea ce poate duce la creșterea masei musculare. Acest efect poate fi deosebit de benefic în timpul antrenamentelor de forță și de rezistență.

Țesutul muscular scheletic, în comparație cu alte tipuri de țesuturi, are numărul de unități celulare multinucleate (cunoscute sub numele de fibre musculare) stabil de la naștere(24), fapt care împiedică creșterea numărului de celule musculare, cunoscută sub numele de hiperplazie, ca o modalitate de creștere a masei musculare. Se cunoaște că o creștere postmitotică a mușchilor poate fi realizată prin acumularea de ADN (steroizii) sau prin creșterea raportului dintre proteine și ADN-ul din fibrele musculare (agoniștii β2-adrenergici)(51). Administrarea orală a medicamentelor β2-agoniste la animale a determinat îmbunătățirea creșterii sintezei proteinelor și modificarea compoziției corporale, acest fenomen fiind cunoscut sub numele de „efect de redistribuire”(30).

Diferențierea celulelor musculare scheletice în timpul miogenezei este organizată și reglementată de rețelele genetice, care sunt activate sau suprimate într-un mod special pe parcursul fuziunii celulare(3). Conform datelor publicate de Brearley et al. (2019), au fost determinate modificări ale expresiei genelor endogene în timpul diferențierii miogenice C2C12 care au avut ca rezultat maturarea miotubului și hipertrofia(5).

Există ample dovezi care indică faptul că β2-agoniștii sprijină creșterea musculară, reduc depozitarea lipidelor și îmbunătățesc eficiența hranei la animale, dar aceste studii necesită cercetări suplimentare în ceea ce privește administrarea la om(24). Datele experimentale obținute în 2012 de Wannenes et al. au demonstrat că clenbuterolul, salbutamolul, cimaterolul ș.a. au avut un impact pozitiv asupra creșterii și viabilității celulelor musculare în timpul fazei de proliferare(50).

Pentru a vizualiza proliferarea celulelor la administrarea salbutamolului și cimaterolului au fost efectuate analize structurale combinate cu analiza Western blot, care au determinat, de fapt, o reducere a formării miotubului(16).

Deși β2-agoniștii (clenbuterolul, salbutamolul, cimaterolul) pot promova proliferarea miotubulinei, totodată salbutamolul și cimaterolul au inhibat viabilitatea celulelor în timpul etapei de diferențiere. Astfel, efectul β2-agoniștilor asupra celulelor ar putea să nu fie rezultatul unei stimulări directe a proteinelor miogenice, ci mai degrabă rezultatul unei interacțiuni indirecte cu moleculele, hormonii sau căile metabolice declanșate de aceste medicamente.

Mușchiul scheletic are un rol semnificativ în consumul de glucoză în organism. Glucoza servește ca sursă principală de combustibil pentru celulele musculare scheletice și este introdusă în celulă prin intermediul transportatorilor de glucoză(37). Odată ce intră în celulă, glucoza este fosforilată, cu formare de glucozo-6-fosfat, care poate urma două căi alternative: fie este oxidată în scop energetic prin glicoliză, fie este stocată ca glicogen prin glicogenogeneză. Procesul de sinteză a glicogenului este reglat de glicogensintază, care este inhibată prin fosforilare de către kinaza-3 a glicogensintazei. Ambele (glicogensintaza și kinaza-3 a glicogensintazei) sunt inactivate prin fosforilare. Ca rezultat al fosforilării kinazei-3 a glicogensintazei scade fosforilarea glicogensintazei, ceea ce duce la creșterea activității glicogensintazei și a vitezei de sinteză a glicogenului(53).

Sistemul adrenergic exercită o influență semnificativă asupra metabolismului întregului organism, inclusiv asupra metabolismului glucozei în mușchiul scheletic.

În trecut se considera că mușchiul scheletic nu este direct inervat de sistemul nervos simpatic. Cu toate acestea, acum se știe că sistemul nervos simpatic inervează mușchiul scheletic direct (fibrele musculare) și vasele de sânge care conțin musculatura netedă(1).

Pe de o parte, unele cercetări indică faptul că stimularea sistemului nervos simpatic poate spori absorbția de glucoză în mușchii scheletici printr-un mecanism independent de insulină. Pe de altă parte, alte studii sugerează că și stimularea β2-AR sporește absorbția de glucoză în mușchiul scheletic(27,29).

Conform unor date, atât insulina, cât și agonistul β-adrenergic izoprenalina au indus o creștere de două ori a sintezei glicogenului dependentă de concentrație. Cercetările privind sinteza glicogenului în prezența antagoniștilor specifici pentru diferiți β-AR indică faptul că răspunsul de sinteză a glicogenului la izoprenalină este mediat de β2AR, nu de receptorul adrenergic β1 sau β3(53).

Aceste descoperiri demonstrează că, în celulele musculare scheletice, stimularea adrenergică prin β2, dar fără implicarea AMPc sau a proteinei Gi, activează calea fosfatidilinozitol-3-kinazei, care stimulează sinteza glicogenului prin intermediul kinazei-3 a glicogensintazei.

Totuși, este important să subliniem că majoritatea acestor studii sunt efectuate pe animale de laborator, iar transferul rezultatelor în context uman necesită cercetări suplimentare. În plus, utilizarea agoniștilor β2-adrenergici în scopuri anabolice trebuie să fie monitorizată cu atenție, deoarece pot apărea efecte secundare și riscuri asociate cu această utilizare, iar efectele pe termen lung asupra sănătății umane rămân încă de elucidat.

B. Reducerea degradării proteinelor

Agoniștii β2-AR sunt recunoscuți pentru capacitatea lor de a stimula sinteza proteinelor și, de asemenea, de a reduce rata de degradare a proteinelor musculare. Această dublă acțiune este deosebit de benefică în perioadele de stres metabolic, precum cele de antrenament intens sau de recuperare. În acest context, studiile arată că administrarea acestor medicamente poate contribui la menținerea și creșterea masei musculare.

Pe lângă aceste efecte, este important să evidențiem și rolul vital al mitocondriilor în contextul performanței sportive și adaptării la efort fizic. Mitocondriile nu numai că furnizează energia necesară, dar și reglează metabolismul și protejează celulele împotriva stresului oxidativ. În plus, ele contribuie la îmbunătățirea eficienței utilizării substraturilor energetice și la reducerea degradării proteinelor pentru a asigura aportul necesar de energie în timpul efortului fizic(33).

Rapoartele anterioare au indicat că, în timpul stării de repaus, agoniștii selectivi β2-AR au crescut nivelul de ARNm PGC-1α (proliferatorul peroxizomului 1α – un regulator-cheie al biogenezei mitocondriale)(34).

Creșterea nivelurilor de ARNm PGC-1α în mușchii scheletici indusă de exercițiile fizice pare să se datoreze parțial activării directe a β2-AR. Totodată, afectarea stării de relaxare a musculaturii netede a vaselor din mușchii scheletici și modificarea fluxului sanguin pot duce la modificarea nivelului de ARNm PGC-1α. Aceste schimbări pot influența receptorii β-AR din creier și pot modifica activitățile hormonale și ale sistemului nervos simpatic, ceea ce, la rândul său, poate afecta nivelurile de ARNm PGC-1α(34).

Stimularea biogenezei mitocondriale, în special în mușchii scheletici, poate să ducă la o adaptare metabolică favorabilă, reducând astfel riscul de suprasolicitare musculară și contribuind la menținerea integrității proteice. În același timp, este important să fim conștienți de complexitatea modului în care aceste procese interacționează cu stimularea β2-AR în timpul perioadelor de antrenament și recuperare. Astfel, o abordare integrată care vizează atât sinteza, cât și protecția proteinelor și mitocondriilor poate contribui semnificativ la îmbunătățirea performanței sportive și a sănătății generale a sportivilor.

Conform unor rapoarte, se arată că stimularea acută neselectivă a β-AR în timpul repausului nu are efect asupra sintezei proteinelor mitocondriale sau a markerilor ARNm ai biogenezei mitocondriale, în alte investigații însă se sugerează că stimularea β-AR poate totuși modula sinteza proteinelor mitocondriale indusă de efort. Având în vedere că perioada de recuperare după exercițiu este crucială pentru remodelarea mușchilor scheletici, este posibil ca reducerea semnalelor simpatice către acești mușchi să diminueze adaptările(42).

Răspunsul la frig este asociat cu producția de catecolamine, care activează β-AR, determinând creșterea nivelului de AMPc intracelular și stimulând astfel termogeneza adaptivă. În celulele țesutului adipos brun HIB1B diferențiate, expunerea la izoproterenol, un agonist β2, a dus la o creștere a expresiei ARNm PGC-1α(40).

Stimularea biogenezei mitocondriale poate îmbunătăți funcția mitocondriilor, ceea ce poate duce la o mai bună eficiență a utilizării substraturilor energetice și la reducerea stresului oxidativ, fapt care poate contribui la menținerea integrității proteinelor. Agoniștii β2  adrenergici pot inclusiv  influența metabolismul energetic al celulelor, favorizând utilizarea substraturilor energetice care pot reduce degradarea proteinelor pentru a furniza energie.

Conform unor cercetări, după șapte zile de administrare a agoniștilor β2 s-a determinat o creștere a ratelor de sinteză mixtă a proteinelor în mușchii scheletici și a proteinelor mitocondriale(26).

În concluzie, înțelegerea și gestionarea proceselor legate de sinteză și degradare proteinelor, precum și a biogenezei mitocondriale ar putea fi cruciale pentru menținerea și îmbunătățirea performanței musculare, sugerându-se că acești compuși ar putea fi utilizați în strategiile de antrenament și recuperare. Cu toate acestea, este necesară desfășurarea de cercetări suplimentare pentru a înțelege pe deplin mecanismele implicate și potențialul terapeutic al acestor compuși în contextul antrenamentului fizic și al performanței sportive.

C. Creșterea metabolismului energetic

Agoniștii β2-adrenergici pot influența metabolismul energetic în mai multe moduri. Ei pot stimula eliberarea de energie din depozitele de lipide, crescând astfel oxidarea acizilor grași. De asemenea, pot spori utilizarea glucozei ca sursă de energie, contribuind la disponibilitatea imediată a combustibilului pentru mușchi în timpul efortului fizic intens, precum alergarea pe distanță lungă sau antrenamentele intense de forță.

Țesutul adipos și, implicit, adipocitul servesc drept rezervor caloric, iar activarea β-AR (cuplați cu proteina G și existând sub forma a trei subtipuri: β1, β2 și β3, fiecare generat de gene diferite) de catecolamine (declanșatori fiziologici prin activarea lipolizei și creșterea frecvenței cardiace) conduce la îmbunătățirea perfuziei tisulare, inclusiv în mușchiul scheletic și inimă(12).

La utilizarea medicamentelor agoniste a β-AR se activează adenilatciclaza, care convertește ATP-ul în AMP ciclic (AMPc). AMPc-ul crescut activează proteinkinaza A (PKA), care este o proteinkinazăcu rol semnificativ în transmiterea semnalului. PKA fosforilează și activează mai multe enzime și proteine implicate în procesele metabolice. Una dintre principalele enzime fosforilate de către PKA este lipaza hormon-sensibilă (HSL) din adipocite. Activarea HSL stimulează scindarea trigliceridelor stocate în adipocite în acizi grași și glicerol. Acizii grași eliberați din depozitele de grăsime intră în circulație și sunt transportați către țesuturi periferice, inclusiv către mușchi, unde pot fi oxidați pentru a genera energie în procesul de beta-oxidare(54).

De asemenea,PKA fosforilează și activează glicogenfosforilaza, enzima responsabilă de scindarea glicogenului în glucoză prin procesul de glicogenoliză.

Prin aceste mecanisme, agoniștii β-adrenergici stimulează mobilizarea acizilor grași și a glicogenului, oferind astfel o sursă imediată de combustibil pentru mușchi în timpul efortului fizic intens. Acest lucru contribuie la creșterea disponibilității de acizi grași și glucoză necesare pentru producerea de ATP și pentru susținerea metabolismului energetic în timpul activităților fizice intense.

Clenbuterolul este un medicament care acționează ca agonist al β2-AR și este utilizat pentru tratarea astmului bronșic. Cu toate acestea, deși este autorizat pentru uz veterinar în unele țări, nu este aprobat pentru uz uman în multe alte țări, din cauza efectelor adverse asupra inimii. Datorită capacității sale demonstrate de a stimula creșterea musculară și de a favoriza oxidarea lipidelor la animalele de laborator, clenbuterolul a devenit una dintre cele mai abuzate substanțe dopante în rândul sportivilor(23).

Este necesar să se desfășoare mai multe studii înainte ca acțiunea β2-agoniștilor sistemici asupra performanței sportive să poată fi evaluată cu precizie, spre deosebire de β2-agoniștii inhalatori.

Sportivii de anduranță și înotătorii prezintă cel mai mare risc de a dezvolta simptome astmatice, iar astmul pare să fie mai frecvent și în rândul sportivilor care practică sporturile de iarnă. De obicei, sportivii astmatici utilizează β2-agoniști inhalatori pentru a preveni și trata aceste simptome(52). Studiile pe animale cu clenbuterol administrat oral au indicat o creștere a volumului muscular, însă această creștere nu a fost confirmată la bărbații sănătoși în studiile la oameni.

Deși există dovezi că β2-agoniștii sistemici pot crește forța musculară în anumite tipuri de fibre musculare, este dificil să se evalueze impactul acestor medicamente asupra performanței sportive generale, deoarece aceasta depinde de mai multe aspecte decât doar forța musculară. Prin urmare, efectul clenbuterolului administrat sistemic asupra performanței sportive nu poate fi evaluat numai prin analizarea efectelor sale asupra forței musculare(46).

În alte studii se arată că, deși clenbuterolul are efecte puternice anabolice și lipolitice musculare, utilizarea sa în combinație cu diverse forme de antrenament fizic a primit o atenție limitată (ținându-se cont de studiile anterioare care au evidențiat efecte dăunătoare ale altor agoniști β2-adrenergici asupra structurii și funcției mușchiului cardiac). Sunt remarcate, de asemenea, rezultate care arată că administrarea cronică de clenbuterol afectează negativ performanța la efort în cazul șobolanilor(14). După o analiză retrospectivă a datelor raportate la două centre de control al intoxicațiilor din SUA, s-a constatat că clenbuterolul este folosit în mod inadecvat pentru pierderea în greutate și pentru culturism de către 11 din 13 utilizatori de clenbuterol. Efectele clinice raportate au inclus: tahicardie, tahipnee, hipokaliemie, hiperglicemie, modificări ale intervalului ST pe electrocardiogramă, niveluri crescute de creatin fosfokinază, palpitații, dureri în piept și tremor. Concentrația serică măsurată de clenbuterol a fost de 2983 pg/mL după ingestia a 4,5 mg. Efectele clinice au persistat mai mult de 24 de ore și s-au observat leziuni miocardice la doi pacienți(47).

Prin urmare, sunt justificate preocupările legate de utilizarea medicamentelor β-adrenergice în sport, inclusiv controversa privind efectele lor ergogenice și riscurile asociate.

D. Creșterea rezistenței la oboseală poate fi explicată prin:

1. Stimularea sistemului nervos central. Agoniștii β2-adrenergici acționează asupra β-AR din creier, stimulând eliberarea de neurotransmițători precum noradrenalina și dopamina, care modulează activitatea neuronilor implicați în percepția senzației de oboseală și poate duce la creșterea nivelului de alertă și vigilență, reducând percepția subiectivă a oboselii și îmbunătățind capacitatea de concentrare și atenție în timpul efortului fizic(10).

2. Mobilizarea energiei. Agoniștii β-adrenergici pot stimula eliberarea de glicogen și acizi grași din depozite, putând contribui la menținerea performanței în timpul exercițiilor prelungite și la reducerea senzației de oboseală.

3. Creșterea fluxului sanguin și a perfuziei musculare. Stimularea β2-AR poate determina dilatarea vaselor de sânge din mușchi, crescând fluxul sanguin, aportul de oxigen și nutrienți către muşchi, care poate spori eficiența metabolică a mușchilor și poate îmbunătăți rezistența la oboseală în timpul efortului fizic intens.

4. Scăderea percepției durerii. Agoniștii β-adrenergici pot influența modul în care organismul percepe senzațiile de durere și disconfort în timpul efortului fizic, ceea ce poate reduce apariția precoce a stării de oboseală și poate permite sportivilor să își mențină performanța pentru perioade mai lungi.

În ansamblu, stimularea β-AR poate avea efecte benefice asupra capacității de efort fizic prelungit, contribuind la reducerea stării de oboseală și la îmbunătățirea performanței sportive.

Într-un studiu care vizează ipoteza că clenbuterolul ar putea îmbunătăți performanța într-o sarcină de memorie de lucru la animale de laborator, s-a observat că medicamentul a îmbunătățit moderat doar un subset de animale care au avut deficit al memoriei de lucru(41). Acest efect modest nu poate concura cu efectele secundare potențial periculoase care pot apărea în cazul unei utilizări incorecte, fie pe termen scurt, fie pe termen lung.

Există ipoteze conform cărora salbutamolul ar putea avea efecte antidepresive. Cu toate acestea, relevanța clinică a acestor ipoteze rămâne necunoscută, iar subiectul este încă insuficient explorat în comunitatea științifică. Se sugerează că aceste potențiale beneficii ar putea fi legate de o creștere a activității sistemului serotoninergic(32).

E. Mecanismele contracției musculare mediate adrenergic

Efectele β2-agoniștilor asupra contracției musculare

În studii privind contracția mușchiului scheletic neobosit, s-a demonstrat că β2-agoniștii cresc forța de vârf (efect inotrop pozitiv) și îmbunătățesc relaxarea pe termen scurt a mușchilor cu contracție lentă (efect lusitrop pozitiv). Această relaxare este esențială pentru revenirea la starea de repaus după contracție(6).

Tipuri de fibre musculare și sensibilitatea lor la β2-agoniști

Relaxarea mușchilor cu contracție lentă reprezintă procesul prin care aceștia revin la starea de repaus după contracție. Mușchii cu contracție lentă, cunoscuți și sub denumirea de fibre musculare de tip I, se caracterizează prin rezistența lor și sunt implicați în principal în activități care necesită contracții susținute de intensitate redusă, precum alergarea de anduranță sau ciclismul. În schimb, fibrele cu contracție rapidă, de tip IIa și IIx, sunt prezente în cantități mari la sportivii de elită specializați în forță și viteză, cum ar fi halterofilii și sprinterii(39).

Mecanismele implicate în modularea contracției musculare de către β2-agoniști

Se observă o scădere a forței maxime și la mușchii caracterizați prin contracție lentă. β2-agoniștii influențează procesele la nivelul sarcolemei (creșterea potențialului de repaus al membranei și a amplitudinii potențialului de acțiune) prin intermediul îmbunătățirii funcționării pompei Na+K+ și a funcției cotransportatorului Na+K+2Cl, dar acest lucru nu conduce la o creștere a forței musculare, deoarece atât sensibilitatea miofibrilară pentru Ca2+, cât și forța maximă activată de Ca2+ rămân neschimbate.

Necesitatea de amplificare a forței musculare și implicațiile β2-agoniștilor

Pentru amplificarea forței musculare, este necesară tranziția amplificată de Ca2+ mioplasmatic prin eliberare din reticulul sarcoplasmatic, dar acest proces necesită fosforilarea canalelor de eliberare a Ca2+ din reticulul sarcoplasmatic prin stimularea receptorilor RyR1. Influxul crescut de Ca2+ trans-sarcolemal prin canalele de Ca2+ voltaj-dependente conduce la potențarea forței musculare în mușchii diafragmei și în mușchii membrelor(6).

 Prin fosforilarea fosfolambanului, este sporită activitatea pompei sarcoplasmatice de Ca2+ în fibrele musculare cu contracție lentă, însă nu are un efect de creștere a forței; cu atât mai mult, acest proces favorizează relaxarea și poate chiar reduce forța musculară(11,22).

Studiile privind concentrațiile de agoniști β2-adrenergici necesare pentru o potențare semnificativă nu sunt susținute. Astfel, β2-agoniștii exercită efecte inotrope pozitive asupra mușchiului scheletic uman doar când concentrațiile sunt suficient de mari. Mecanismul implică, de asemenea, calea AMPc–PKA, care fosforilează proteinele-țintă pentru a modifica procesele celulare, incluzând formarea și implicarea mesagerilor secundari, cum ar fi AMPc mioplasmatic. Creșterea acestuia de două până la trei ori poate fi atinsă doar la concentrații mari de β2-agoniști (10-50 µM), dar aceste concentrații depășesc limita fiziologică. Efectul maxim este atins în aproximativ cinci minute, după care scade treptat cu 20-60%(9,21).

Efectele pe termen lung ale β2-agoniștilor

În cazul administrării pe termen lung a β2-agoniștilor se observă o creștere a nivelului de AMPc interstițial, ceea ce poate stimula producerea de adenozină, iar aceasta, prin activarea receptorilor săi, poate modula efectele inotrope pozitive, contribuind la dezvoltarea toleranței la acești agenți(21).

În concluzie, aceste beneficii sunt modulate de sensibilitatea diferitelor tipuri de fibre musculare la β2-agoniști și de diferite mecanisme implicate în modularea contractilității musculare. De menționat este că administrarea prelungită a β2-agoniștilor poate avea efecte negative asupra echilibrului metabolic și poate antagoniza unele dintre efectele lor benefice.

Concluzii

Utilizarea medicamentelor interzise în sportul de performanță este contrară principiului fair-play și poate oferi un avantaj neloial concurenților.

Agoniștii β2-adrenergici stimulează eliberarea de energie din depozitele de grăsime și cresc utilizarea glucozei ca sursă de energie, îmbunătățind astfel rezistența și performanța sportivilor în activități cu consum crescut de energie.

Acești compuși reduc senzația de oboseală prin stimularea sistemului nervos central, mobilizarea energiei și creșterea fluxului sanguin către mușchi, precum și prin reducerea percepției durerii.

Agoniștii β2-adrenergici exercită efecte complexe asupra contracției musculare, inclusiv creșterea forței de vârf, facilitarea relaxării musculare și modularea sensibilității diferitelor tipuri de fibre musculare. Agoniștii β2-adrenergici  îmbunătățesc forța de vârf și facilitează relaxarea mușchilor cu contracție lentă, însă administrarea lor pe termen lung poate afecta echilibrul metabolic și poate antagoniza unele dintre efectele lor benefice.    

Mulțumiri

Studiul este realizat în cadrul proiectului bilateral moldo-turc 23.80013.0807.4TR „Acțiuni comune în cercetarea antidoping prin pilotarea intervențiilor inovatoare în educație (CAROLINE etapa 2)”.

 

Autor corespondent: Ina Pogonea E-mail: ina.pogonea@usmf.md

CONFLICT DE INTERESE: niciunul declarat.

SUPORT FINANCIAR: niciunul declarat.

Acest articol este accesibil online, fără taxă, fiind publicat sub licenţa CC-BY.

Bibliografie


  1. Barker D, Saito M. Autonomic innervation of receptors and muscle fibres in cat skeletal muscle. Proc R Soc Lond B Biol Sci. 1981 Jul 14;212(1188):317-322.
  2. Bardsley EN, Davis H, Buckler KJ, Paterson DJ. Neurotransmitter Switching Coupled to β-Adrenergic Signaling in Sympathetic Neurons in Prehypertensive States. Hypertension. 2018 Jun;71(6):1226-1238. 
  3. Bentzinger CF, Wang YX, Rudnicki MA. Building muscle: molecular regulation of myogenesis. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Feb 1;4(2):.
  4. Billington CK, Penn RB, Hall IP. β2Agonists. Handb Exp Pharmacol. 2017;237:23-40.
  5. Brearley MC, Li C, Daniel ZCTR, Loughna PT, Parr T, Brameld JM. Changes in expression of serine biosynthesis and integrated stress response genes during myogenic differentiation of C2C12 cells. Biochem Biophys Rep. 2019 Oct 23;20:100694.
  6. Cairns SP, Borrani F. β-Adrenergic modulation of skeletal muscle contraction: key role of excitation-contraction coupling. J Physiol. 2015 Nov 1;593(21):4713-27.
  7. Carpéné C, Galitzky J, Fontana E, Atgié C, Lafontan M, Berlan M. Selective activation of beta3-adrenoceptors by octopamine: comparative studies in mammalian fat cells. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1999 Apr;359(4):310-21.
  8. Cazzola M, Matera MG. Tremor and β(2)-adrenergic agents: is it a real clinical problem? Pulm Pharmacol Ther. 2012 Feb;25(1):4-10.
  9. Chasiotis D, Sahlin K, Hultman E. Regulation of glycogenolysis in human muscle in response to epinephrine infusion. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1983 Jan;54(1):45-50.
  10. Chhatar S, Lal G. Role of adrenergic receptor signalling in neuroimmune communication. Curr Res Immunol. 2021 Nov 25;2:202-2171.
  11. Chin ER, Olson EN, Richardson JA, Yang Q, Humphries C, Shelton JM, Wu H, Zhu W, Bassel-Duby R, Williams RS. A calcineurin-dependent transcriptional pathway controls skeletal muscle fiber type. Genes Dev. 1998 Aug 15;12(16):2499-509.
  12. Collins S. β-Adrenoceptor Signaling Networks in Adipocytes for Recruiting Stored Fat and Energy Expenditure. Front Endocrinol (Lausanne). 2012 Jan 3;2:102.
  13. Davis E, Loiacono R, Summers RJ. The rush to adrenaline: drugs in sport acting on the beta-adrenergic system. Br J Pharmacol. 2008 Jun;154(3):584-974.
  14. Duncan ND, Williams DA, Lynch GS. Deleterious effects of chronic clenbuterol treatment on endurance and sprint exercise performance in rats. Clin Sci (Lond). 2000 Mar;98(3):339-47.
  15. Erraji-Benchekroun L, Couton D, Postic C, Borde I, Gaston J, Guillet JG, André C. Overexpression of beta2-adrenergic receptors in mouse liver alters the expression of gluconeogenic and glycolytic enzymes. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005 Apr;288(4):E715-22.
  16. Flavie Ouali BE, Wang HV. Beta-agonist drugs modulate the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells in vitro. Biochem Biophys Rep. 2021 May 18;26:101019.
  17. Garland CJ, Yarova PL, Jiménez-Altayó F, Dora KA. Vascular hyperpolarization to β-adrenoceptor agonists evokes spreading dilatation in rat isolated mesenteric arteries. Br J Pharmacol. 2011 Oct;164(3):913-21.
  18. Ghicavîi V, Chiriac T, Caracaș A. Farmacologia Clinică – Bază reală a farmacoterapiei eficiente și inofensive. Sănătate Publică, Economie şi Management în Medicină. 2021;4(91):45-51.
  19. Ghicavîi V, Chiriac T, Stratu E. Сând medicamentele obișnuite devin periculoase sau sunt ineficiente? Sănătate Publică, Economie şi Management în Medicină. 2022;1(92):61-74.
  20. Ghicavîi V, Chiriac T, Stratu E, and Pogonea I. Tratament Medicamentos Pervertit şi/sau Ineficient [Perverted and/or Inefficient Drug Treatment]. Arta Medica. 2022;83(2):47-57.
  21. Godinho RO, Costa VL Jr. Regulation of intracellular cyclic AMP in skeletal muscle cells involves the efflux of cyclic nucleotide to the extracellular compartment. Br J Pharmacol. 2003 Mar;138(5):995-1003.
  22. Hawkins C, Xu A, Narayanan N. Sarcoplasmic reticulum calcium pump in cardiac and slow twitch skeletal muscle but not fast twitch skeletal muscle undergoes phosphorylation by endogenous and exogenous Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase. Characterization of optimal conditions for calcium pump phosphorylation. J Biol Chem. 1994 Dec 9;269(49):31198-206.
  23. Jessen S, Solheim SA, Jacobson GA, Eibye K, Bangsbo J, Nordsborg NB, Hostrup M. Beta2 -adrenergic agonist clenbuterol increases energy expenditure and fat oxidation, and induces mTOR phosphorylation in skeletal muscle of young healthy men. Drug Test Anal. 2020 May;12(5):610-618.
  24. Johnson BJ, Smith SB, Chung KY. Historical Overview of the Effect of β-Adrenergic Agonists on Beef Cattle Production. Asian-Australas J Anim Sci. 2014 May;27(5):757-66.
  25. Kong CC, Cheng JD, Wang W. Neurotransmitters regulate β cells insulin secretion: A neglected factor. World J Clin Cases. 2023 Oct 6;11(28):6670-6679.
  26. Koopman R, Gehrig SM, Léger B, Trieu J, Walrand S, Murphy KT, Lynch GS. Cellular mechanisms underlying temporal changes in skeletal muscle protein synthesis and breakdown during chronic {beta}-adrenoceptor stimulation in mice. J Physiol. 2010 Dec 1;588(Pt 23):4811-23.
  27. Lacey RJ, Berrow NS, Scarpello JH, Morgan NG. Selective stimulation of glucagon secretion by beta 2-adrenoceptors in isolated islets of Langerhans of the rat. Br J Pharmacol. 1991 Jul;103(3):1824-8.
  28. Larj MJ, Bleecker ER. Effects of beta2-agonists on airway tone and bronchial responsiveness. J Allergy Clin Immunol. 2002 Dec;110(6 Suppl):S304-12.
  29. Liu YL, Stock MJ. Acute effects of the beta 3-adrenoceptor agonist, BRL 35135, on tissue glucose utilisation. Br J Pharmacol. 1995 Feb;114(4):888-94.
  30. Lynch GS, Ryall JG. Role of beta-adrenoceptor signaling in skeletal muscle: implications for muscle wasting and disease. Physiol Rev. 2008 Apr;88(2):729-67.
  31. Maman SR, Vargas AF, Ahmad TA, Miller AJ, Gao Z, Leuenberger UA, Proctor DN, Muller MD. Beta-1 vs. beta-2 adrenergic control of coronary blood flow during isometric handgrip exercise in humans. J Appl Physiol (1985). 2017 Aug 1;123(2):337-343. doi: 10.1152/japplphysiol.00106.2017.
  32. Marques L, Vale N. Salbutamol in the Management of Asthma: A Review. Int J Mol Sci. 2022 Nov 17;23(22):14207.
  33. Menshikova EV, Ritov VB, Fairfull L, Ferrell RE, Kelley DE, Goodpaster BH. Effects of exercise on mitochondrial content and function in aging human skeletal muscle. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2006 Jun;61(6):534-4034.
  34. Miura S, Kawanaka K, Kai Y, Tamura M, Goto M, Shiuchi T, Minokoshi Y, Ezaki O. An increase in murine skeletal muscle peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1alpha (PGC-1alpha) mRNA in response to exercise is mediated by beta-adrenergic receptor activation. Endocrinology. 2007 Jul;148(7):3441-8.
  35. Moreau P, Drolet G, Yamaguchi N, de Champlain J. Role of presynaptic beta 2-adrenergic facilitation in the development and maintenance of DOCA-salt hypertension. Am J Hypertens. 1993 Dec;6(12):1016-246.
  36. Mutlu GM, Factor P. Alveolar epithelial beta2-adrenergic receptors. Am J Respir Cell Mol Biol. 2008 Feb;38(2):127-34.
  37. Navale AM, Paranjape AN. Glucose transporters: physiological and pathological roles. Biophys Rev. 2016 Mar;8(1):5-9.
  38. Oliver E, Mayor F Jr, D’Ocon P. Beta-blockers: Historical Perspective and Mechanisms of Action. Rev Esp Cardiol (Engl Ed). 2019 Oct;72(10):853-.
  39. Plotkin DL, Roberts MD, Haun CT, Schoenfeld BJ. Muscle Fiber Type Transitions with Exercise Training: Shifting Perspectives. Sports (Basel). 2021 Sep 10;9(9):127.
  40. Puigserver P, Wu Z, Park CW, Graves R, Wright M, Spiegelman BM. A cold-inducible coactivator of nuclear receptors linked to adaptive thermogenesis. Cell. 1998 Mar 20;92(6):829-39.
  41. Ramos BP, Colgan LA, Nou E, Arnsten AF. Beta2 adrenergic agonist, clenbuterol, enhances working memory performance in aging animals. Neurobiol Aging. 2008 Jul;29(7):1060-9.
  42. Robinson MM, Bell C, Peelor FF 3rd, Miller BF. β-Adrenergic receptor blockade blunts postexercise skeletal muscle mitochondrial protein synthesis rates in humans. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2011 Aug;301(2):R327-34.
  43. Sandilands AJ, O’Shaughnessy KM. β1-Adrenoreceptor Polymorphisms and Blood Pressure: 49S Variant Increases Plasma Renin But Not Blood Pressure in Hypertensive Patients. Am J Hypertens. 2019 Apr 22;32(5):447-451.
  44. Sato S, Shirato K, Tachiyashiki K, Imaizumi K. Muscle plasticity and β₂-adrenergic receptors: adaptive responses of β₂-adrenergic receptor expression to muscle hypertrophy and atrophy. J Biomed Biotechnol. 2011;2011:729598.
  45. Souza-Braga P, Lorena FB, Nascimento BPP, Marcelino CP, Ravache TT, Ricci E, Bernardi MM, Ribeiro MO. Adrenergic receptor β3 is involved in the memory consolidation process in mice. Braz J Med Biol Res. 2018 Aug 6;51(10):e75644.
  46. Spann C, Winter ME. Effect of clenbuterol on athletic performance. Ann Pharmacother. 1995 Jan;29(1):75-74.
  47. Spiller HA, James KJ, Scholzen S, Borys DJ. A descriptive study of adverse events from clenbuterol misuse and abuse for weight loss and bodybuilding. Subst Abus. 2013;34(3):306-12.
  48. WADA. WADA Publishes 2024 Prohibited List. World Anti Doping Agency. Accessed March 6, 2024. https://www.wada-ama.org/en/news/wada-publishes-2024-prohibited-list.
  49. Wang Y, Zhao M, Shi Q, Xu B, Zhu C, Li M, Mir V, Bers DM, Xiang YK. Monoamine Oxidases Desensitize Intracellular β1AR Signaling in Heart Failure. Circ Res. 2021 Oct 29;129(10):965-967.
  50. Wannenes F, Magni L, Bonini M, Dimauro I, Caporossi D, Moretti C, Bonini S. In vitro effects of Beta-2 agonists on skeletal muscle differentiation, hypertrophy, and atrophy. World Allergy Organ J. 2012 Jun;5(6):66-72.
  51. Wheeler TL, Koohmaraie M. Effects of the beta-adrenergic agonist L644,969 on muscle protein turnover, endogenous proteinase activities, and meat tenderness in steers. J Anim Sci. 1992 Oct;70(10):3035-43.
  52. Wolfarth B, Wuestenfeld JC, Kindermann W. Ergogenic effects of inhaled beta2-agonists in non-asthmatic athletes. Endocrinol Metab Clin North Am. 2010 Mar;39(1):75-87, ix5.
  53. Yamamoto DL, Hutchinson DS, Bengtsson T. Beta(2)-Adrenergic activation increases glycogen synthesis in L6 skeletal muscle cells through a signalling pathway independent of cyclic AMP. Diabetologia. 2007 Jan;50(1):158-67.
  54. Yan K, Gao LN, Cui YL, Zhang Y, Zhou X. The cyclic AMP signaling pathway: Exploring targets for successful drug discovery (Review). Mol Med Rep. 2016 May;13(5):3715-235.
  55. Ziegler O, Anderson K, Liu Y, Ehsan A, Fingleton J, Sodha N, Feng J, Sellke FW. Skeletal muscle microvasculature response to β-adrenergic stimuli is diminished with cardiac surgery. Surgery. 2020 Feb;167(2):493-498.
Articole din ediția curentă

GEMOTERAPIE

Stare de liniște mentală şi emoţională cu gemoterapie

Sorina Soescu
Trăim într-o lume cu foarte mulți stimuli, o lume care se mișcă într-o viteză din ce în ce mai mare, în măsura în care tehnologia și inteligența artificială preiau coordonarea sistemelor....
ISTORIA FARMACIEI

Farmaciști și chimiști francezi în perioada napoleoniană (III)

Mihai Burlibașa, Loredana Sabina Cornelia Manolescu, Andrei Burlibașa, Maria-Antonia Ștețiu, Florentina Căminișteanu, Mircea Popescu, Andrei Vorovenci, Aurelia Preda, Oana-Elena Amza
Napoleon Bonaparte a fost împăratul Franței, consolidând și iniţiind multe reforme ale Revoluției Franceze....
FARMACOTOXICOLOGIE

Nefrotoxicitatea preparatelor antitumorale

Nicolae Bacinschi, Olga Iapără, Ina Guțu, Maria Mihalachi-Anghel
Patologia oncologică, simultan cu morbiditatea și mortalitatea înaltă, impune cerințe majore referitoare la eficacitatea și siguranța preparatelor antitumorale....
Articole din edițiile anterioare

FARMACOLOGIE

Determinarea eficacităţii anticoagulantelor parenterale directe la pacienţii infectaţi cu SARS-CoV-2

Lilia Podgurschi, Lucia Ţurcan, Ina Pogonea, Nicolae Bacinschi
nfecţia cu SARS-CoV-2 a afectat un număr important de persoane din întreaga lume pe parcursul ultimilor ani, curmând prea multe vieţi omeneşti şi determinând comunitatea să studieze toate verigile eti...
DERMATOLOGIE

Medicamente care cresc riscul fotosensibilizării

Ina Pogonea, Tatiana Chiriac, Maria Mihalachi-Anghel, Svetlana Latus
Fotosensibilizarea, apărută ca rezultat al tratamentului medicamentos, reprezintă 8% din totalul reacţiilor adverse cutanate induse de medicamente....
FARMACIE CLINICĂ

Aspecte contemporane în managementul farmacologic al migrenei

Cristiana Morcov, Ina Pogonea
Migrena reprezintă o patologie neurologică foarte complexă, care are un impact negativ major asupra sănătăţii şi a calităţii vieţii oamenilor....