Hvorfor hormoner egner seg til doping – normalfysiologi og forstyrrelser ved doping

Hormonsystemet i kroppen er et nøye samspill mellom sentralnervesystem – hypofyse og de hormonproduserende kjertler. Tilførte hormoner i «doping-doser» gir betydelige kroppslige endringer og kan føre til en rekke forstyrrelser i denne fine balansen, med en rekke uheldige bivirkninger. Enkelte av bivirkningene kan det være vanskelig å rette opp i etter avsluttet doping.

Per Medbøe Thorsby, Seksjonsoverlege PhD, Hormonlaboratoriet Oslo universitetssykehus. Leder av medisinsk komité, Anti Doping Norge.

Hormoner er små vannløselige og fettløselige stoffer, som via blodbanen sender signaler til en rekke av kroppens celler. Hormonsystemet likner på nervesystemet, ved at nivået av et hormon ofte styres fra sentralnervesystemet. Mengden av et hormon i blodbanen er styrt av tilbakemeldinger om nivået er «riktig» for kroppen til sentralnervesystemet.

Hormoner produseres i ulike kjertler i kroppen. «Termostaten» for mange av disse er hypofysen i sentralnervesystemet. Denne, sammen med andre deler av sentralnervesystemet, påvirker om det skal produseres mer eller mindre av et hormon i de hormonproduserende kjertlene. Hormoner vil ofte være festet til bindeproteiner når det er i blodbanen. Slik som kjønnshormonenes bindeprotein (SHBG). Disse lages av lever og deres nivå er igjen påvirket av hormoner. Østrogener øker nivået av bindeproteiner. Dette skyldes antakelig en fysiologisk tilpassing til gravitet.

Hormoner virker stort sett ved å binde seg til spesifikke reseptorer på målcellene. Reseptoren kan sitte på celleoverflaten eller i cellekjernen. Binding til reseptorer i cellekjernen vil gjerne påvirke avlesningen av en rekke gener – ofte flere tusen – og gjennom dette modulere danning av en rekke proteiner (fig 1).

De typiske virkingen av et hormon kan være påvirkning av energiomsetningen i celler (insulin, tyroksin, kortisol, adrenalin), vekst og utvikling (kjønnshormoner, veksthormon, insulin) og reproduksjon (kjønnshormoner).

De viktigste hormonproduserende kjertler relatert til bruk av dopingmidler er: Hypofysen – termostaten for en rekke hormoner og produksjon av veksthormon. Insulinproduserende celler i bukspyttkjertelen. Binyrene – hvor både adrenalin, svake kjønnshormoner og kortisol lages. Og testikler og eggstokker – hvor henholdsvis androgener som testosteron og østrogener produseres.

Fig 1: Det endokrine system. Det er det frie hormonet som har størst effekt. Figur gjengitt med tillatelse fra Kari C. Toverud i faglig samarbeid med Egil Haug

Hypofysen

Hypofysen ligger i midtlinjen litt bak i hodet. Her produserers en rekke hormoner og forhormoner – eller hormoner som regulerer flere av kroppens hormonproduserende kjertler. Så å si alle forstyrrelser av hormonbalansen i kroppen vil fanges opp av sentralnervesystemet og hypofysen vil så regulere sitt nivå av spesifikke forhormoner, som direkte påvirker den aktuelle kjertelen i kroppen som lager et hormon. Det betyr at dersom man tilfører kroppen kunstig fremstilte hormoner, som for eksempel testosteron, vil forhormonet for testosteronet fra hypofysen skrus av og dermed kroppens egenproduksjon av dette hormonet. Med en enkel blodprøve kan dette observeres, fordi vi kan måle både forhormoner (LH, FSH) og aktuelt hormon (testosteron) i blod samtidig. Derfor er det lett å påvise om en person har tilført seg hormoner eller ikke. Da kroppens reaksjon på et tilført hormon, gjør at kroppen selv setter sin egenproduksjon på «sparebluss» av dette hormonet. Når man slutter med et tilført hormon kan det ta lang tid før kroppen igjen setter i gang egenproduksjonen av det aktuelle hormonet. Hos enkelte kan det hende den aldri kommer i gang igjen.

Tilført hormon i «dopingdoser» kan derfor føre til betydelige forstyrrelser i hypofysenes hormoner og forhormoner.

Veksthormon er et av de hormonene som lages i hypofysen. Veksthormon slippes ut i blodbanen i raske pulser, spesielt om natten. Som navnet sier er hormonet viktig for vekst og utvikling. Mye av veksthormonets virkning skjer gjennom økt produksjon av proteinet IGF-1 som lages i lever. En rekke celler har reseptorer for IGF-1, og signalet om vekst og utvikling går som regel fra veksthormon via IGF-1 til cellene.

Personer som bruker tilført veksthormon vil typisk få økte nivåer av IGF-1. De kan også få uønsket vekst av celler i vev som ikke er hensiktsmessig.

Bukspyttkjertel

Bukspyttkjertelen viktigste funksjon er å produsere fordøyelsesenzymer til mage-tarm kanalen, slik at vi kan bryte ned og nyttiggjøre oss næringen fra proteiner. Inne i bukspyttkjertlen er det plassert insulinproduserende celler i små «øyer». Disse er forbundet med blodbanen og er sensitive for blodsukkernivået her. Er blodsukkeret høyt sender de ut insulin. Insulinets viktigste oppgave er å regulere blodsukkeret slik kroppen kan nyttiggjøre seg av glukose. Insulinet binder seg til reseptorer på en rekke av kroppens celler, men hovedsakelig i lever, muskel og fettvev. Her fører bindingen av insulin til at glukose kan tas opp i cellene og lagres for senere bruk, eller omsettes til fett (fettceller). I lever og muskel dannes det lange sukkerkjeder som sener kan brukes dersom blodsukkeret går ned eller muskelen trenger umiddelbar næring. Vår hjerne «spiser» så å si bare sukker, slik at en god regulering av blodsukkeret er svært viktig for kroppen.

Insulin har også en svak byggende (anabol) effekt, det brukes derfor som doping. Faren ved for mye tilført insulin er lavt blodsukker som potensielt er livstruende.

Binyre

Binyrene sitter på toppen av nyrene, men er allikevel et helt separat organ. Binyrene består av to deler. I binyrebarken, de ytre deler av binyrene, dannes hormoner som har samlebetegnelsen steroider. Dette skyldes at de alle har samme molekylskjelett – kolesterol – og er fettstoffer. Disse stoffene har tildes noe overlappende virkning. Ytterst dannes stoffer som har med saltbalansen i kroppen og blodtrykksregulering å gjøre (aldosteron). I midten dannes stresshormonet kortisol, som også har betennelsesdempende effekter, og til en viss grad påvirker disse stoffene også energiomsetning i celler. Det er økt fokus på bruk av glukokortikoider i idretten, selv om den prestasjonsfremmende effekten er omdiskutert. Stoffene er nå forbudt i konkurranser, med visse unntak. Innerst i barken dannes androgenene, eller de svake mannlige kjønnshormonene, som til dels også har anabole effekter. Både menn og kvinner lager disse. Det androgenet med høyest konsentrasjon i blod er dehydroepiandrosteron-sulfat (DHEAS) og det er relativt likt hos menn og kvinner.

I margen dannes helt andre stoffer. For eksempel det akutte stresshormonet adrenalin som påvirker hjertefrekvens. Det er med på å gjøre oss klare til å sloss eller rømme når vi står ovenfor en trussel. Adrenalin føret til raskt øket forbrenning i muskelceller spesielt. Hormonet brukes i doping og kan da føre til alvorlig hjerterytmeforstyrrelser.

Eggstokker og testikler

Eggstokkene, som er forbundet med eggleder og livmor, er det organet som modner eggcellene fra første menstruasjon til menopausen. Det produserer også hormonene østrogener – som har betydning for utvikling av de kvinnelige kjønnsorganer og de kvinnelige kjønnskarakteristika (bryst, kvinnelig fettfordeling etc.). Før puberteten og etter menopausen er det svært lave nivåer av østrogen i blodet. Østrogen er et steroid og har også anabole effekter spesielt på benvev. Sammen med østrogen dannes også progesteron i eggstokkene. Disse hormonene styrer modningen av eggcellene gjennom menstruasjonssyklus i tett samspill med hypofysen. Bruk av kjønnshormoner hos kvinner forstyrrer dette samspillet. Det beste eksempelet er p-piller som inneholder både østrogen og progesteron. Når dette blir kunstig tilført vil samspillet mellom hypofyse og eggstokker opphøre og eggene vil ikke modnes, eller slippes ut til livmoren. Når man slutter med p-piller vil kroppens egen hormonproduksjon komme tilbake. Eggstokker lager også litt testosteron.

Testiklene produserer testosteron. Testosteron lages i Leidig-cellene under nøye overvåking av hypofysen. Testosteron bidrar til danning av det mannlige kjønnsorganet og spermieproduksjonen, samt de mannlige kjønnskarateristika (muskelmasse, øket hårvekst, dyp stemme etc.). Testosteron er også et steroid og har både androgene (effekter på mannlige kjønnskarakteristika) og anabole effekter. Det er antakelig testosteronet som bidrar til at mannen har ca 10-30% større muskelmasse enn kvinner. Hormonet «bygger» muskler. Guttefosteret har svært høye nivåer av testosteron i blodet. Vi tror dette kan ha betydning for mannlig adferd. Også det nyfødte guttebarnet har svært høye nivåer av hormonet. Det blir så lavt, for så å komme tilbake i høye nivåer i puberteten ( fig 2). Mannen beholder en relativt høy testosteronproduksjon hele livet, selv om det tilgjengelige testosteronet faller noe med alder.

Figur 2: Tilgjengelig testosteron hos menn gjennom livet. Figur gjengitt med tillatelse fra Kari C. Toverud i faglig samarbeid med Egil Haug

Bivirkninger av doping

Bruk av androgen anabole steroider – stoffer som likner på testosteron – kan forstyrre alle disse prosessene. Det fører til mer muskelmasse, men fordi testosteron omdannes til østrogen i kroppen, kan man utvikle bryster som mann. Videre vil testiklene skrumpe inn, da deres egenproduksjon av testosteron blir undertrykket av de tilførte stoffene. Også spermieproduksjonen vil avta, da balansen mellom hypofyse og testikler blir forrykket og man blir infertil på sikt. Testosteron kan også ha uheldige effekter på hjerte-/ kar-systemet da det fører til endring i fettstoffer i blodet.

Vi tror at bruk av store doser androgen anabole steroider fører til atferdsendringer. Først vil man oppleve øket energi og øket seksuallyst. Dette vil senere erstattes av aggresjon og sjalusi. Dette kan senere lede til angst og depresjon. Menn som bruker androgen anabole steroider oppsøker stort sett helsevesenet når de får psykiske plager.

Kvinner som bruker androgen anabole steroider får mye av de samme effektene som hos menn. Men de kan også oppleve å få dyp stemme. Denne er det vanskelig å få tilbake til vanlig stemmeleie. Enkelte kan få klitorishypertrofi, som kan være svært smertefullt og som kan trenge kirurgisk behandling.

Skal man påvise om en person bruker tilførte anabol androgene steroider bør man måle både hypofysehormoner (LH og FSH) samt steroidene testosteron og østradiol. Kjønnssteroidenes bindeprotein (SHBG) bør også måles. Ved lave hypofysehormoner, lav/høy testosteron, forhøyet østradiol og lav SHBG er bruk av anabol androgene steroider svært sannsynlig.

Litteratur

  • Håndbok, Anabole steroider, Kunnskap og veiledning i diagnostikk og behandling, Nasjonal kompetansetjeneste, TSB, Oslo universitetssykehus.
  • Doping og folkehelse, Anti doping Norge, 7 juni, 2017, https://issuu.com/antidopingnorge/docs/adno_helsebok_ norsk
  • Kanayama G et al. Long term psychiatric and medical consequences of anabolic- androgenic steroid abuse: A looming public health concern? Drug Alcohol Depend. 2008; 98(1-2): 1-12
  • Pope HG et al. Effects of supraphysiologic doses of testosterone on mood and aggression in normal men: A randomized controlled trial. Arch gen Psychiatry 2000;52(2): 133-140
  • Snyder PJ et al. Effects of Testosterone Treatment in Older Men. N Engl J Med.2016; 374(7):611-24.