The Science of Lance

The Science of the Lance

Terwijl het rijk van Lance Armstrong is ingestort probeert de wielerwereld fans en journalisten ervan te overtuigen dat het hedendaagse wielrennen clean is. Om hun sport te redden moeten deze claims zo overtuigend mogelijk zijn. Deze geluiden zijn niet nieuw. Na de ontploffing van de sport in de tour van 1998 die gekenmerkt werd door de Festina- en TVM-affaire hebben ze hetzelfde beweerd. Het recente rapport van de USADA over Lance Armstrong toont echter aan dat deze woorden toen hol waren. Zijn de claims over een schone wielersport dan nu wel waar? Dit artikel laat zien hoe Armstrong en een groot deel van de andere renners  van het peloton de rest van de wereld ten tijde van zijn touroverwinningen voor de gek hielden. Dat helpt om de verklaringen van betrokkenen uit die tijd te snappen en kritisch te bekijken. Verder moet dit artikel de wetenschap achter doping, de detectie ervan en de omzeiling van de detectie voor een groot publiek begrijpelijker maken. Hoe meer kennis er over dit onderwerp  bestaat, hoe kritischer en objectiever er naar de huidige wielrennerij (en andere sporten) kan worden gekeken. Het artikel is voor het grootste gedeelte gebaseerd op het rapport van de USADA en aangevuld, indien nodig, met andere bronnen.

 

De producten                                                                                                                        Ik en mogelijk ook andere volgers hadden het idee dat Armstrong op een nieuw superbenzine reed toen ik hem in de tours aan het werk zag. Die man moet een of ander nieuw middel uit een geheim laboratorium hebben gejat dat niet te traceren is, dacht ik toen. Het rapport van USADA laat zien dat het tegendeel waar is. Armstrong gebruikte gewoon de klassiekers van de doping voor zijn tours. Hij gebruikte ze alleen zo systematisch en zo slim, dat hij het prepareren revolutioneerde. Ferrari, de man die de dopinglijnen voor Armstrong uitzette, nam de doping op in zijn trainingsschema’s en maakte daardoor optimaal gebruik van de voordelen. In dat schema stonden voornamelijk 4 middelen: cortisonen, testosteron, epo en bloeddoping (ouderwetse bloedtransfusies).

Cortisonen, testosteron en bloeddoping zijn al sinds de zeventiger jaren in het peloton. Cortisonen zijn ontstekingsremmers en worden gebruikt om de zware trainingen wat te verlichten en geven een wat eufoor gevoel voor de renner. Een derde voordeel kan zijn dat het de verbranding van (opgeslagen) koolhydraten verschuift naar vetverbranding. Dat laatste is economischer, dus dat zou theoretisch een voordeel kunnen zijn. Of dit ook echt het geval is, is niet helemaal duidelijk en het voordeel van cortisonen blijft daardoor een beetje subjectief.

Het tweede product, testosteron, doet terugdenken aan Oost-Duitse en Sovjet atleten. Spierbundels en man-vrouwen met baarden die in de atletiek en ook wel in het schaatsen onnavolgbare records neerzetten. Renners gebruiken het niet zozeer om enorme spiermassa’s te kweken, maar meer voor het herstel.  Het stimuleert het herstel van spieren na een zware inspanning in training of in competitie. Er zijn diverse routes voor toediening van deze anabole steroïden. Armstrong gebruikte testosteron pleisters en hij deed het onder de tong, waardoor het ook in het lichaam wordt opgenomen. Voor deze laatste route mixte hij Andriol, wat een vorm is van testosteron waarin je het kunt bewaren, met olijfolie. Dit kneep hij dan onder de tong uit. De renners noemden het:’taking the oil’. Vooral voor Armstrong zou dit een belangrijke vorm van doping kunnen zijn, omdat hij maar 1 bal heeft. Door zijn teelbalkanker heeft hij een testikel moeten laten verwijderen en heeft hij chemotherapie gehad. Ik ken de hormoonwaarden van Armstrong na de operatie niet, maar het is bekend dat bij veel patiënten de aanmaak van testosteron is verslechterd na dergelijke ingrepen1 . Extra testosteron zou dus heel goed welkom kunnen zijn.

Tenslotte is er dan natuurlijk nog de bloeddoping en de EPO. Eind jaren ‘80 kwam dit laatste product het peloton binnen geraasd en zette alle verhoudingen op zijn kop. Verschillende renners die in de jaren 80 aan de top stonden gaven er de brui aan toen ze merkten dat nobodies hen met een soort superbenzine voorbijraasden. Bekende voorbeelden daarvan zijn Edwig van Hooydonck en Peter Winnen.  Armstrong merkte dit ook en verklaarde in 1995 na Milaan San Remo aan Hincapie  dat ze zich niet meer moesten laten inpakken door de rest van het peloton doordat ze die stuff niet gebruikten. Daar moest wat aan gedaan worden; Hincapie begreep dat zij ook aan de epo moesten. De komst van Epo gaf zoveel opschudding, omdat het vergeleken met de andere dopingproducten een veel groter prestatievoordeel geeft en weinig gedoe zoals bij bloeddoping. Epo is een lichaamseigen hormoon dat voornamelijk in de nieren wordt gemaakt. Dit hormoon stimuleert de aanmaak van rode bloedcellen. De concentratie van rode bloedcellen in het bloed wordt uitgedrukt in hematocriet. Een gemiddeld mens dat niet uitgedroogd is heeft een hematocriet van 40-45%. Een hoger hematocriet of meer rode bloedcellen,  betekent een groter zuurstoftransportvermogen naar de spieren. Dit is essentieel in een duursport als wielrennen, omdat je dan meer kracht kan leveren zonder te verzuren. Een tweede voordeel van epo is het op peil houden van je prestaties. In een grote ronde daalt door de inspanningen je hematocriet,  echter door epo te gebruiken houd je dat op peil, waardoor ook je prestatievermogen op peil blijft.  Het voordeel van epo is aangetoond in verschillende studies, waarbij de VO2max (de maximale zuurstofopname capaciteit van een sporter) en het uithoudingsvermogen van de atleten significant steeg 2, 3.

Bloeddoping bestaat al sinds de zeventiger jaren en ook daar is in verschillende studies een positief effect op de prestaties aangetoond4 . Hierbij tappen de renners in een periode van trainingen voorafgaande aan de wedstrijden bloed af en bewaren dit in de koelkast om dit later weer met een infuus in te brengen in het lichaam. Ook hier is het doel meer rode bloedcellen te verkrijgen. Een slim trucje van de atleten was om na een aantal weken nadat de eerste halve liter bloed was afgetapt, diezelfde zak weer terug het lichaam in te laten lopen om vervolgens  twee zakken bloed uit het lichaam te halen.  Zo werd voorkomen dat de kwaliteit van het bloed teveel achteruitging door het lange bewaren. Overigens werd epo gebruikt om de bloedarmoede als resultaat van dat aftappen van bloed weer weg te werken. Hierdoor kon er snel weer doorgetraind worden. Tijdens de tour werden de zakken met eigen bloed weer gebruikt. Klassiek hierbij is het gebruik van de haakjes voor de schilderijtjes in de hotelkamers. Hieraan kwam een klerenhanger, waar de zak met bloed aan hing. Door het aanvullen van het aantal rode bloedcellen tijdens de tour kunnen de prestaties op een hoog niveau blijven.

Detectie en het voorkomen daarvan                                                                               Het belangrijkste argument van Armstrong tegen een ieder die durfde zijn prestaties in twijfel te trekken was dat hij nooit positief getest had. Dit is sowieso niet helemaal waar omdat er een aantal dubieuze testuitslagen zijn geweest, maar daarnaast zegt een negatieve testuitslag vrij weinig over wel of geen dopinggebruik.

Corticosteroiden, testosteron en epo kunnen tegenwoordig allemaal aangetoond worden in de urine. Daarnaast worden bloedtesten gebruikt voor de screening van renners. Door zowel naar de urinetesten als naar de bloedtesten te kijken kunnen meer renners gepakt worden die epo gebruiken. Daarnaast wordt het bloed  gecontroleerd op het hematocriet. Dat laatste gebeurt al sinds de jaren negentig en moet voorkomen dat er renners meedoen die een hematocriet hebben van 50 % of hoger.  De urinetest voor epo is er pas sinds 2000, dus tijdens de eerste touroverwinning van Armstrong in 1999 had hij daar nog niet direct last van. Zijn deze testen dan waterdicht? Nee, absoluut niet. Het team van Armstrong kende de beperkingen van de testen heel goed, en maakte daar dankbaar gebruik van. Als we de 4 doping methodes eens langslopen wordt dat snel duidelijk.

Allereerst gebruikte Armstrong corticosteroïden. Misschien kent u het middel prednison wat daar een voorbeeld van is. Ze worden ook veel gebruikt in zalven tegen eczeem en psoriasis. Omdat  zadelpijn of andere irritaties bij wielrenners veel voorkomen is een medische reden voor het gebruik van corticosteroiden makkelijk te bedenken. Wanneer de artsen in je team zoals bij US Postal ook de grote dopingverstrekkers zijn is het niet vreemd dat ze hun hand niet omdraaiden voor een valse doktersverklaring. Testosteron wordt zoals eerder aangegeven gecontroleerd in de urine. De renners namen het onder hun tong of via pleisters, dat waren steeds kleine hoeveelheden. Het voordeel hiervan is dat de tijd dat een grotere hoeveelheid van deze stof in je lichaam is en de tijd dat het in de urine kan worden aangetoond maar beperkt is. Wanneer je het in de avond inneemt, ben je de volgende dag weer negatief. Die ene keer in 2000, tijdens een koers in Spanje, dat Armstrong het net onder de tong had gebruikt en er controleurs in het hotel waren, stapte hij uit de race.

Bloedtransfusies met bloed van jezelf zijn in principe niet op te sporen, zeker niet in de periode dat Armstrong zeven keer de tour won. Tegenwoordig, met het biologische atleten paspoort is het wel aannemelijk te maken dat iemand bloeddoping gebruikt, maar in die tijd was het voor de gebruiker alleen zaak onder de Hematocriet grens van 50 procent te blijven (anders kreeg je een startverbod). Ook dat was bij onaangekondigde controles  nog makkelijk te regelen. Het meest bizarre voorbeeld daarvan waren de wereldkampioenschappen van 1998. De arts van Armstrong smokkelde een liter zoutoplossing langs de controleurs van de UCI,  om dat vervolgens met een infuus bij Armstrong in te brengen. Zoutoplossing wordt gebruikt om het bloed te verdunnen, hierdoor daalt de hematocriet waarde. Andere methodes om het hematocriet naar beneden te brengen zijn: veel drinken en albumine oplossing (albumine is een lichaamseiwit)in een infuus gebruiken. Dat laatste verdunt niet alleen door het vocht waarin de albumine is opgelost, maar trekt ook nog eens water vanuit de weefsels de bloedbaan in, wat het hematocriet ook verlaagt.  Een andere truc van het team was om de renners met een laag hematocriet eerst te laten testen. Zo hadden de renners met een hoog hematocriet de tijd om water te drinken of een zoutoplossing via een infuus te krijgen.

Epo ten slotte, is zoals eerder gezegd pas sinds 2000 op te sporen. Echter in de beginjaren waren de testen nog niet zo precies. Basische epo moleculen in grote hoeveelheden worden gezien als niet natuurlijk en dus door doping geïnduceerd. Het gaat echter om de verhouding tussen de zure en de basische moleculen. De zure moleculen maakt het lichaam extra aan wanneer een hoogtetent of hoogtestage wordt gedaan. Dus door een toegestane hoogtestage of hoogtetent te gebruiken kun je meer onnatuurlijke epo gebruiken, terwijl de verhouding toch binnen de normaalwaarden blijft. In het begin lag die grens op 80 % basische epo-moleculen van het totaal aantal epo moleculen. Tegenwoordig ligt die grens lager(20%-80% is ook positief), mits aan andere test-criteria worden voldaan. Armstrong spoot de epo direct in de ader in plaats van subcutaan (onder de huid)zoals het vaak door patiënten wordt gebruikt. Door het gebruik van microdoses en het intraveneus toedienen van de epo is de epo na ca 7 uur niet meer detecteerbaar. Dat betekent dat als je het maar ’s avonds gebruikt de kans op ontdekking heel klein is (de controleurs staan niet om 3 uur in de nacht op de stoep namelijk).

Biologisch paspoort                                                                                                            In 2008 is door de UCI het biologisch paspoort ingevoerd. Hierin worden van elke individuele atleet stelselmatig op meerdere tijdstippen in een seizoen bloed afgenomen en wordt er gekeken naar het aantal rode bloedcellen en ook het aantal jonge rode bloedcellen (reticulocyten). Deze laatste groep daalt bij bloeddoping (de geinfundeerde bloedcellen remmen de aanmaak van nieuwe) en stijgt bij het gebruik van epo. De historische waarden van de renner en informatie van de waarden bij een grote populatie worden gebruikt om de waarden bij een volgende test te voorspellen. Als de gemeten waarde buiten de voorspelling valt (dit is een range) is de atleet verdacht. Echter ook hier hebben de atleten trucjes voor. Zo kan bij bloeddoping microdoses epo worden gebruikt om het reticulocyten aantal normaal te houden. Daarnaast kun je nog steeds het bloed verdunnen om ook het hematocriet te manipuleren. Studies tonen aan dat het biologisch paspoort nog lang niet waterdicht is en in sommige gevallen zelfs geen van degenen die microdoses epo hebben gebruikt eruit pikt5.

Positieve testen                                                                                                                  Hoewel het nu lijkt of Armstrong zo briljant was dat hij elke test doorstond is dat niet helemaal waar. Stalen van Armstrong uit de Tour van 1999 zijn later nog eens hertest op epo toen de methode om dat te detecteren inmiddels bestond.  Alle stalen van Armstrong (dat waren er 6) waren dik positief op epo. Echter omdat er geen B-staal was getest, werd geconcludeerd door de UCI dat Armstrong niet vervolgd kon worden.  In 2001 waren een aantal samples van Armstrong uit de ronde van Zwitserland verdacht van het gebruik van epo (70-80% basische epo vormen). Daar is door de uci uiteindelijk niets mee gedaan. Later verklaarde het hoofd van het lab dat de testen had uitgevoerd aan de USADA dat volgens de huidige richtlijnen Armstrong positief zou zijn geweest.

Toekomst                                                                                                                                   De geschiedenis van Armstrong en de wetenschappelijke literatuur leert ons dat doping testen zijn te misleiden en dat nog steeds kan. De marges waarin dat kan, worden gelukkig wel kleiner. Dat betekent dat klimtijden die Pantani en Armstrong op de Alpe d’Huez neerzetten voorlopig niet geëvenaard kunnen worden. Is wielrennen dan schoon of eerlijk? Omdat mensen nog steeds kunnen vals spelen, is het naïef om te denken dat dat niet gedaan wordt. En omdat je daar steeds meer wetenschappelijke kennis nodig voor hebt zijn het de gefortuneerden die dat kunnen, wat de eerlijkheid ook niet ten goede komt. Het biologische paspoort is denk ik wel een goede stap in de richting. Je kijkt naar de effecten van doping, en minder naar de doping zelf. Dan hoef je je ook niet steeds bezig te houden met nieuwe epo varianten uit India en China en kun je ook de invloed die doping heeft op het wedstrijdverloop beter controleren.  De vraag alleen is, wat is de waarde van die modellen en hoe houdt het paspoort zich in de rechtszaal?

Referenties:

1) Huddart RA, Norman A, Moynihan, Horwich A,  Parker C, Nicholls E and DP Dearnaley , Fertility, gonadal and sexual function in survivors of testicular cancer. British Journal of Cancer 2005 ;93: 200 – 207

2) Birkeland  K I,  Stray-Gundersen J, Hemmersbach  P, Halle´ N J, Haug E and R. Bahr. Effect of rhEPO administration on serum levels of sTfR and cycling performance. Med. Sci. Sports Exerc 2000.; 32 (7): 1238–1243.

3)Audran M, Gareau R, Matecki S, Durand F, Chenard C, et al. Effects of erythropoietin administration in training athletes and possible indirect detection in doping control. Med Sci Sports Exerc. 1999;31:639–645.

4)  Gaudard A,  Varlet-Marie E,  Bressolle F  and M Audran. Drugs for Increasing Oxygen Transport and Their Potential Use in Doping. Sports Med 2003; 33 (3): 187-212

5) Callaway E. Sports doping: Racing just to keep up. Nature 2011; 475, 283-285

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *