運動禁藥的科學

By David Ren 任大偉

 

頂尖運動員有機會得到巨額金錢、畢生榮譽、以及與偉人並列青史,難怪會受到極大誘惑,使用禁藥以爭取毫釐的優勢。以藥物提升運動表現並不是新鮮事:古羅馬戰車手己懂得用秘方餵飼賽馬,藉此增強體能和掩蓋傷痛。據說古希臘奧林匹亞選手也會服用草藥飲料以提高耐力,並會嘗試不同餐單以求進步[1].。以往競技使用興奮劑,較少為人詬病,甚至視之為保持競爭力的必然選擇。直到1928年,國際田徑協會才全面禁用興奮劑。除了是要維護公平競爭,也因為有許多未受管制的現代物質,長期服用會對運動員的健康造成嚴重的影響[2]。

 

主要針對的禁藥包括:雄激素劑(例如:同化類固醇)和血液興奮劑(通過肽激素如促紅細胞生成素(EPO)或輸血等途徑)。雄酮是同化類固醇的一種,於1931年首次從尿液分離出來;至於膽固醇的衍生物睾酮,亦早在1935年出現在市場上 [3]。這兩種藥物都可以增強力量。雄激素劑在醫學方面可以刺激生長、補充激素、以及作為男性避孕劑。適當劑量的同化類固醇能夠增強肌肉發育。這些脂溶性激素可以穿過細胞膜,在細胞質中與雄激素受體結合,引導細胞核抑制應激激素皮質醇的作用,縮短修復時間 [4]。跟沒有服藥的對手比較,運動員經過較少的訓練便會有同樣的肌肉量,因而佔得優勢。

 

EPO是一種細胞因子,在骨髓的血球原細胞中傳導信號。血液中的EPO可以刺激身體製造紅細胞,有效地治療貧血,卻也捲入禁藥醜聞。紅細胞數目增多,意味著有更多氧氣傳輸到肌肉,有利於耐力競賽,如長跑、自行車、游泳等。所以有些運動員選擇在氧氣稀薄的高原訓練 ,刺激腎臟產生更多的EPO。有運動員為了增加紅細胞數量,先將血液儲存,在低海拔地區競賽前再輸回體內,這是「自體輸血」法。若輸入不同的受血者,就稱為「同源輸血」法[5]。

 

世界反運動禁藥機構(WADA)維護體育操守和打擊禁藥,以「生物護照」技術檢測某些提升表現的藥物。護照記錄了運動員在不同時間的生物指標數據,若遇到不正常的情況,就顯示有可能使用了違禁藥物。不過,WADA檢測禁藥的確切方法是絕對機密,以免讓違規者找到對策。畢竟雙方是在進行一場持久的較量。

 

無數實驗室為了避過檢測,修改類固醇和肽的化學結構,並已取得相當的成功 [6]。雖然禁藥測試結果的陽性率只有1–2%,教練和運動員的調查結果卻顯示服用禁藥的比例達到14-39%[7]。 目前除了安非他明、某些興奮劑和同化類固醇之外,關於禁藥功效的研究極少。比如EPO的功效,就僅經過4 項雙盲研究驗証,而且參與者的最大氧氣攝取量和運動表現,只有短暫的提升。另外值得注意的是,在 WADA 和國際奧委會所列的禁藥種類當中,有絕大多數未被證實為運動興奮劑,許多只能視為安慰劑,或是有害於健康的物質 [6]。

 

在這場服用和檢測禁藥者的角力中,勝負關乎的不單止是金牌,也是競技場上的操守。


參考資料

[1] Jenkins, S. Historical Timeline – History of Performance Enhancing Drugs in Sports (2013). Retrieved from http://sportsanddrugs.procon.org/view.timeline.php?timelineID=000017
[2] A Piece of Anti-Doping History: IAAF Handbook 1927 – 1928 (2006). Retrieved from http://www.iaaf.org/news/news/a-piece-of-anti-doping-history-iaaf-handbook
[3] History of Anabolic Steroids. Retrieved from https://www.steroidal.com/history-anabolic-steroids/
[4] Kickman, A. T., Pharmacology of anabolic steroids (2008). British Journal of Pharmacology. DOI: 10.1038/bpj.2008.
[5] Miller, G. Does Doping Work? (2008). Science. VOL 321 pp 627. Retrieved from http://sciencenetlinks.com/media/filer/2011/10/25/science_at_the_olympics.pdf
[6] Gibson, O. IAAF’s Lamine Diack: we are convinced 99% of athletes are clean. The Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/sport/2015/aug/20/iaaf-lamine-diack-athletes-clean-drug-tests-sebastian-coe
[7] de Hon, O. Kuipers, H., van Bottenburg, M. Prevalence of doping use in elite sports: a review of numbers and methods (2015). Sports Med. NCBI. DOI: 10.1007/s40279-014-0247-x.