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興奮劑是如何「作弊」的?檢測人員又是如何「反作弊」的?

2022-01-28健康

興奮劑是被禁用的藥物制劑和被禁止使用的方法的統稱,根據國際奧委會的分類,目前興奮劑主要有: 刺激劑、合成類固醇、β-阻斷劑、麻醉止痛劑、血液興奮劑、內源性肽類激素、利尿劑、基因興奮劑 [1]

從分類可以看出,並不是所有興奮劑都具有刺激興奮性,例如利尿劑、β-阻斷劑,原因是賽場上最初「作弊」的禁用物質大多屬於興奮劑藥物刺激劑類,先入為主的習慣沿用稱呼。

興奮劑濫用簡史

關於運動員服用興奮劑,最早可以追溯到公元前776年至393年原始奧林匹克運動會時期,古希臘的運動員就有飲用具有迷幻作用的酒和草藥混合劑,達到提高比賽的速度和耐力的目的。

近代興奮劑濫用是從20世紀初開始,大多數是現在法律上的毒品,例如可卡因、咖啡因、麻黃素(後來增加了苯丙胺及衍生物),以及尼可剎米、士的寧等藥物。

這些都是名副其實,也是最早禁用的一批興奮劑,它們可以刺激和興奮運動員的中樞神經和肌肉,在短時間內提高他們的耐力和爆發力,讓身體疲勞感延後。

第一批興奮劑後來被國際奧委會歸類為 刺激劑 [2] ,當時主要用於遊泳、長跑(馬拉松)、單車、拳擊、足球、冰球等需要長久耐力和爆發力的運動員。

需要說明的是,當時的大型運動會並沒有禁止使用興奮劑的概念,所以各國運動員用刺激劑提高成績是一種普遍的做法。

但長期濫用興奮劑帶來的後果,就是運動員的精神和身體開始出現問題,例如頭痛、心慌、焦慮、失眠、耳鳴、顫抖,嚴重的甚至出現心力衰竭和呼吸衰竭導致死亡。

1945年後,原本在戰場上廣泛使用的苯丙胺興奮劑流向民間,隨即被運動員們用來提高比賽成績,成了刺激劑裏的首選王者。

20世紀50年代,第二批興奮劑多種 合成類固醇 類藥物相繼問世,它的作用就是讓運動員的肌肉發達和力量增強,縮短體力恢復時間,這無疑比之前的刺激劑更具有吸重力。

很快,合成類固醇類藥物就成了大型賽場上舉重、摔角、鉛球等力量型專案運動員的新寵。一些田徑、遊泳、單車、足球等耐力型專案的運動員則幹脆連同此前刺激劑一起使用。

鉛球運動員海蒂-格歷克前後對比

更喪心病狂的是,後來一些國家為了獲取更多獎牌,將雄性激素類固醇套用在女性運動員身上,導致她們長出了喉結和絡腮胡,聲音變粗、脫發等男性化癥狀,即使停藥也不可逆轉。

更為嚴重的是,長期服用合成類固醇類藥物,不論男女運動員均會誘發高血壓、冠心病、心肌梗塞、腦動脈硬化和腦血管破裂,引起肝癌、腎癌、胰臟癌疾病。

值得一說的是,合成類固醇及衍生物是目前使用範圍最廣,使用頻度最高的一類興奮劑,也是藥檢中的重要物件。根據世界反運動禁藥機構統計,在運動員違規使用興奮規事件中,近半數選擇的是合成類固醇類興奮劑。

從20世紀50年代到70年代,刺激劑和合成類固醇類興奮劑成了大多數運動員的必備之物,這種不良之風,也影響到了一些不需要劇烈體力專案,例如射擊、射箭、高台飛躍滑雪、摩托車等運動員。

但是刺激劑和合成類固醇對於這些不需要劇烈體力的專案運動員沒有什麽用,但他們還是找到了可以提升成績的藥物—— β-阻斷劑 (心得安),可以降低緊張情緒激動所引起的心率加快,增加神經和扣動扳機手指的穩定性。

此外,還有運動員在訓練、比賽前受傷,為了能夠正常參加體育競技,不顧成癮的風險,大量服用括嗎啡、可待因、杜冷丁等 麻醉止痛劑 ,也同樣盛行。

20世紀80年代,隨著對以上四大類興奮劑檢測方法的出現和完善,一種新的「作弊」方法問世— 血液興奮劑 ,透過血液回輸技術增加運動員體內的紅細胞和血紅蛋白濃度,使其獲得更高的攜氧能力,達到增強體能的目的 [3]

到了20世紀末期,又一種興奮劑出現了,它就是 內源性肽類激素 ,主要代表有:人體生長激素、胰島素、促性腺激素、紅細胞生成素。「作弊」的原理跟血液興奮劑類似,服用後可以使血液中紅細胞和血紅蛋白的濃度保持在一個較高的水平,讓運動員體力更加「充沛」。

與此同時,為了逃避興奮劑檢測,運動員們也想盡了辦法,其中最有名的就是使用 利尿劑 ,主要作用增加排尿量,快排出體內興奮劑代謝產物。盡管利尿劑對運動員比賽成績沒有直接幫助,但屬於一種「作弊」的方法,因此後來也被歸為興奮劑的一種。

進入21世紀,隨著科學和生物科技的進步和發展,部份人類基因組得到破譯,使得針對一些罕見疾病的基因療法成為可能,但同時也有可能改變人的體能。盡管這些可能目前還只是理論,但已經有了新一代基因興奮劑 [4] 的概念。

2004年3月,世界反興奮組織在更新的禁藥名單裏增加了基因興奮劑,並給出了明確定義:「非治療目的而使用能提高運動能力的基因、遺傳構件和( 或) 細胞」。

反興奮劑簡史

從上面的歷史可以看出,很長一段時間運動員使用興奮劑並不是一件不道德的事,反而是提高比賽成績的輔助手段,加上一些國家的推波助瀾,更是助長了讓這種風氣的流行,直到一些不幸的事情發生,人們才開始意識問題的嚴重。

1904年的奧運會,馬拉松運動員杜文·希克斯差點死於士的寧、可卡因和咖啡因的混合刺激劑,興奮劑帶來的問題慢慢呈現在人們眼裏,但當時就算想禁止,也沒有很好的檢測方式,直到1910年,才有一位俄國學者從馬的唾液中測出了生物堿 [5] 的記錄。

從馬的唾液中測出了生物堿,這意味著也能從人的體液裏檢測,但這條訊息當時並沒有引起重視。直到1960 年羅馬奧運會 100km單車比賽中,丹麥單車運動員克努德·詹森因為過量服用苯丙胺興奮劑在比賽中死亡,才出現了禁用興奮劑的呼聲。

1962年,國際奧委會在莫斯科透過了一項反對興奮劑的決議,但是由於缺乏適當的處罰權,以及不能提供更好的檢測方式,未能取得決定性的成功。

1963 年,歐洲體育聯合會提出禁用興奮劑,第二年的東京奧運會,日本、法國、比利時等國醫生為代表的 15 國也聯合提議,對興奮劑采取控制措施,這些提議在同年東京召開的國際運動醫學會的國際興奮劑會議上被采納,並決定於1967 年成立了國際奧委會醫學委員會。

會議當時還明確定義了什麽是興奮劑:「參加競賽的運動員使用任何異體物質,或以不正常的量和不正常的進人機體的途徑使用生理物質,試圖人為地以不正當的方式提高其在競賽中的運動成績的行為」。後來根據實際情況,修改了多次,目前興奮劑的定義: 「興奮劑使用違反體育和醫學科學的道德規範, 其包括使用被禁用的藥物制劑和被禁止使用的方法」。

1966年,國際足球協會和國際單車聯盟正式宣傳禁止運動員在體育比賽中使用興奮劑。當年的歐洲錦標賽上,組織機構深度對運動員們進行第一次進行藥物測試。

1967年,國際奧委會醫學委員會正式成立,以三項主要原則為指導: 保護運動員的健康、尊重醫學和體育道德以及所有參賽運動員之間的平等,這三個原則也是我們反對比賽中使用興奮劑的原則。

1968 年,法國格勒諾布爾的冬季奧運會和墨西哥的夏季奧運會,盡管國際奧委會已經成立了興奮劑檢測機構,但缺乏檢測技術,只對運動員們進行了刺激劑和麻醉止痛劑的有限常規檢測。

直到1972年在慕尼黑舉行的夏季奧運會,隨著檢測技術的提升,才對奧運會參賽選手進行了第一次全面的測試,並正式列出全面的違禁物質清單(每年都會有所變化)。

1976年,國際奧委會醫學委員會將當時普遍使用的大力補、康力龍、康復龍、癸酸諾龍、苯丙酸諾龍等5種合成類固醇列入禁用清單,並在當年的蒙特利爾奧運會上進行全面檢測。

1988年,在加拿大的卡加利冬季奧運會上,國際奧委會醫學委員會血液興奮劑和紅細胞生成素的使用列入禁用清單。

1999 年世界反運動禁藥機構在瑞士洛桑成立,開始接替國際奧委會醫學委員會協調全球的反興奮劑事項,並於 2004 年開始接替國際奧委會每年一度的公布禁用物質和禁用方法清單。

目前,大多數地方和國際體育組織禁止使用興奮劑,並對違反規定的運動員進行制裁。在大多數情況下,如果運動員被發現服用了被列為違禁藥物的任何一種藥物,他們將被暫停或禁止參加比賽。

興奮劑檢測(反作弊)技術及原理

目前,大型運動會上采取的興奮劑檢測方式主要有:尿樣檢查、血樣檢查,以及此次北京冬奧會正式亮相的幹血點檢測技術。最開始只在運動員比賽結束後檢查,後來又增加了賽外檢查,即著名的飛行藥檢,指任何非賽內檢查的興奮劑檢查。

飛行藥檢可在一年中的任何時間和任何地點進行,檢查重點一般都放在訓練階段,特別是非賽季的訓練階段,因為運動員最有可能在訓練階段為增加肌肉力量、加速消除疲勞而使用違禁藥物。賽外檢查的通知方式有兩種: 事先無通知檢查和短時間通知檢查。

尿樣檢查

尿樣檢測 [6] 在我們生活中很常見,因為它本來就是醫學的一種檢測方式。運動員服用任何藥物,都會透過尿液將體內的相對應代謝產物排出體外,然後將尿液樣本送往專門的儀器器材檢測分析,得出陽性或陰性結果。

尿檢具體流程:運動員比賽結束後的1小時內,會在同性別工作人員的監督下去專門的廁所取樣,在幹凈的留尿杯裏提供不少於90毫升的尿液樣本,然後裝入兩個有號碼的密封樣品中,一般用A瓶和B瓶來稱呼。

取樣結束後,檢查人員會先檢測留尿杯裏殘留尿液,若尿比重低於1.005或pH值不在5-7之間,運動員則要求在規定的時間重新取樣,步驟跟前面一樣,同樣要用A瓶和B瓶分別保存新的尿液樣本。

一般會先檢測A瓶尿液樣本,結果為陽性時,運動員還可以申訴要求換人檢測B瓶尿液樣本,但如果檢測分析結果仍為陽性,那麽基本就實錘是服用了興奮劑或違禁藥物。一般來說A瓶為陽性,B瓶為陰性概率微乎其微

血樣檢測

血樣檢測 [7] 是尿檢的補充和完善,因為有些興奮劑代謝成分,例如內源性肽類激素,我們人類自身也有分泌,普通尿樣檢測很難區分是人體本身分泌,還是人為地由外界攝入,因此還需要透過血尿聯檢,才能做出判斷。

血樣檢測操作較為復雜,需要透過靜脈穿刺獲得樣本,對環境和采樣人員的要求較高,一般是有資質的醫學技術人員進行采樣,他們在采樣前需要對運動員出示完備的證件和授權檔。

每次血檢都會抽取運動員25毫升血液,分別註入4只真空樣品管,同樣分為A、B兩組,編號置於樣品傳送盒中,立即封存,然後送往興奮劑檢測實驗室進行檢測分析,跟尿樣檢測一樣,只要A組呈陽性,基本可以判定為服用了興奮劑或違禁藥物。

幹血點檢測技術

正式亮相北京冬奧會的 幹血點技術 [8] 是一種具有創新性、革命性的興奮劑檢測方法,跟尿樣檢測和血樣檢測相比,最大的優勢是樣本的采集、運輸和儲存幾方面,不僅大大提升了檢測的效率,讓以往的「抽查」可以轉變成「普查」,更是減少運動員因需要頻繁復雜的取樣而導致的心理壓力。

幹血點的采樣很簡單,不受采樣地點、時間,以及采樣人員的性別和專業限制,普通人就能操作,只需要用專門的采血小器材在指尖或上臂穿刺一下,將微量的指尖血或上臂血滴在采樣卡上,制成幹血斑塊樣本,就可以送實驗室檢測了。

幹血點的采樣雖然仍有刺痛,但整個過程非常短暫,微量血液就能一次性自動形成多個樣本,不需要人工介入,相比傳統的靜脈穿刺抽取大量血液,可以減輕運動員的痛苦,並減少因多次采血造成的心理壓力。

由於樣本不同於以往需要液體形式,幹血點技術的樣本保存與運輸就簡單多了,只需要裝進幹血點帶幹燥劑的密封袋中,不需要進行任何其他處理,分析物與血液成分就可以吸附在固體纖維素基質上,具有較強的穩定性,在室溫下就可儲存數周至數年 [9]

而制作好的幹血點樣本在運輸方面也非常簡便,不需要低溫環境,密封袋甚至可以透過郵寄方式送達,不僅降低能成本,並在一定程度上改善了目標分析物在樣本基質中的穩定性,在整個程式中顯著降低了接觸感染的概率。

在檢測方面,幹血點技術也比之前的血檢擁有更高的靈敏度、精密度與準確度,同樣能夠檢測包括蛋白同化制劑,肽類激素、生長因子相關物質和模擬物,β2⁃激動劑,激素及代謝調節劑,利尿劑和掩蔽劑,刺激劑,麻醉劑,大麻(酚)類,糖皮質激素類以及β⁃阻斷劑等。

寫在最後

盡管未來的運動場上有可能出現新一代更難檢測到的基因興奮劑,但相信隨著科技的發展,相對應檢測技術也同樣會出現,在這場「警察」 與「小偷」的較量中,反興奮劑鬥爭任重而道遠。

參考

  1. ^ 周次保.興奮劑檢測及反興奮劑的必要性分析.體育科技文獻通報.1005 - 0256( 2011) - 0009 - 0032 - 2
  2. ^ 楊則宜. 體育中興奮劑使用和反興奮劑的歷史、現狀及未來[J]. 自 然雜誌,1997,19( 5) : 261 - 265.
  3. ^ 汪軍,胡楊.血液興奮劑的使用及檢測研究進展.中國運動醫學雜誌2014年12月第33卷第12期.
  4. ^ 詹姆士·布朗著,孫宏達譯,孫國平校.基因興奮劑:WADA 該如何應對未來體育中的「作弊行為」?2095-7076(2019)03-0036-16
  5. ^ 楊樹民. 興奮劑與興奮劑檢測[J]. 大學化學,2008,23( 2) : 13 - 21.
  6. ^ 如何看待東京奧運會英國 4x100 米選手興奮劑檢測陽性被禁賽,中國隊有望遞補獲得銅牌? https://www.zhihu.com/question/479380610/answer/2057398083
  7. ^ 東京奧運會出現首例興奮劑事件,為什麽檢測這麽嚴格的情況下,還會有人使用興奮劑呢? https://www.zhihu.com/question/476235165/answer/2033010095
  8. ^ 世界反運動禁藥機構:幹血點技術亮相北京冬奧會將提升檢測效率 http://www.chinanews.com.cn/ty/2022/02-02/9667261.shtml
  9. ^ 荊京,單圓鴻,陳佩傑,等.幹血點技術在反興奮劑領域的套用研究與前景展望.上海體育學院學報, 2021, 45(2): 22-31