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Totale Hämoglobinmenge und Blutbildparameter bei jugendlichen Leistungssportlern/innen unter Berücksichtigung aktueller Überlegungen zum Nachweis von Blutmanipulationen bei Anti-Doping-Kontrollen

Ulrich, Gert

English Title: Total hemoglobin mass and red blood cell profile in adolescent athletes considering actual tendencies for detecting blood manipulations in anti-doping controls

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Abstract

In der vorliegenden Studie wurde an 59 jugendlichen Nachwuchssportlern/innen untersucht, ob sich die totale Hämoglobinmenge (tHb) und spezifische Blutbildparameter ([Hb], Hkt, MCV, MCH, MCHC) zwischen ausdauertrainierten (AT, n = 29) und nicht ausdauertrainierten (nAT, n = 30) männlichen und weiblichen jugendlichen Leistungssportlern/innen unterscheiden. Zur Überprüfung der Vermutung, dass sich durch regelmäßiges Ausdauertraining im Alter von 15-17 Jahren Steigerungen der tHb und Veränderungen der Blutbildparameter einstellen, wurden die Parameter bei 27 der 59 Nachwuchssportler/innen (AT, n = 17; nAT, n = 10) an drei weiteren Messzeitpunkten im Abstand von jeweils 6 Monaten erhoben. Die am Körpergewicht normierte tHb (relative tHb) war bei den AT Sportlern/innen signifikant (~15%) höher (11.2 ± 1.6 g kg-1 vs. 9.7 ± 1.3 g kg-1, P < 0.001) verglichen mit nAT Sportlern/innen. Hingegen wurden keine solchen signifikanten Unterschiede bei den Blutbildparametern gefunden. Im Vergleich zu nAT stieg die tHb während der 18 Monate bei AT Sportlern/innen signifikant an, die relative tHb blieb jedoch in beiden Gruppen unverändert. Auch der Verlauf der Blutbildparameter zeigte in keiner der beiden Gruppen (AT, nAT) signifikante Veränderungen über 18 Monate. Im Vergleich zu bisher publizierten Daten bei Erwachsenen wurden ähnliche, jedoch geringere Differenzen in der relativen tHb zwischen AT und nAT Nachwuchssportlern/innen festgestellt. Regelmäßiges Ausdauertraining im Alter von 15-17 Jahren über 18 Monate führte zu keinen Veränderungen der Blutbildparameter und zu keinen Steigerungen der tHb, die über Wachstums- und Reifungsprozesse hinausgehen. Die tHb wird derzeit als Parameter für Anti-Doping-Screenings diskutiert. Zur Bestimmung der tHb mittels optimierter CO-Rückatmungsmethode (oCOR-Methode) sind wiederholte Messungen der Carboxyhämoglobinfraktion (%HbCO) mithilfe von Spektrophotometern nötig. Bisher kamen in verschiedenen Studien unterschiedliche Spektrophotometer zum Einsatz. In einer Unterfragestellung wurde überprüft, inwiefern der Einsatz verschiedener Spektrophotometer (RapidLab, OSM3) zur Bestimmung der %HbCO die tHb-Messung beeinflusst und ob bei Einsatz von 2 verschiedenen Spektrophotometern gleiche längsschnittliche tHb-Veränderungen (D-tHb) detektiert werden. Dazu wurde die tHb bei 57 bzw. 33 und 37 (nach 6 und 12 Monaten) Messungen bei den oben beschriebenen Nachwuchssportler/innen über simultane %HbCO-Bestimmungen mit den beiden Spektrophotometern berechnet. Aufgrund signifikant unterschiedlicher %HbCO bei simultanem Einsatz zweier verschiedener Spektrophotometer unterschied sich auch die für die Kalkulation der tHb entscheidende Differenz der %HbCO nach CO-Rückatmung im Vergleich zu den initialen Werten signifikant (RapidLab, 4.7 ± 0.4% vs. OSM3, 4.5 ± 0.5%, P < 0.001). Die tHbOSM3 wurde gegenüber der tHbRapidLab im Mittel um 4.4 ± 5.7% höher bestimmt (701.7 ± 150.2 g vs. 671.6 ± 138.7 g, P < 0.001). Die Korrelationen zwischen D-tHbRapidLab und D-tHbOSM3 verglichen über jeweils 2 Messzeitpunkte waren schwach (r: 0.28 - 0.57). Lediglich bei 66% aller D-tHb-Bestimmungen stimmte die Tendenz der tHb-Veränderung zwischen D-tHbRapidLab und D-tHbOSM3 überein. Die Verwendung verschiedener Spektrophotometer führte zu erheblichen Variationen der mittels oCOR-Methode bestimmten tHb. Für Anti-Doping-Screenings ist daher dringend zu empfehlen, jeweils das gleiche Spektrophotometer für tHb-Bestimmungen einzusetzen, wobei zu ermitteln wäre, mit welchem Gerät die zuverlässigsten %HbCO-Messungen in den für die oCOR-Methode niedrigen Messbereicheneerhaltenewerden.

Translation of abstract (English)

To evaluate differences in total haemoglobin mass (tHb mass) and in red blood cell profile between elite endurance-trained (END, n = 29) and non-endurance-trained (nEND, n = 30) male and female adolescent athletes, tHb mass and specific variables of red blood cell profile ([Hb], Hkt, MCV, MCH, MCHC) were determined in 59 elite junior athletes. It is hypothesized that at the age of 15-17 years, regular endurance training might induce a significant increase in tHb mass and changes in red blood cell profile. Therefore, all parameters were again determined at three time-points separated by 6-month intervals in a subset of 27 of the 59 junior athletes (END, n = 17; nEND, n = 10). In END, tHb mass related to body weight (relative tHb) was ~15% greater than in nEND (11.2 ± 1.6 g kg-1 vs. 9.7 ± 1.3 g kg-1, P < 0.001), whereas no significant differences were observed for the red blood cell profile. tHb mass only increased in END, however, relative tHb mass and the variables of red blood cell profile had not changed significantly in both groups in course of 18 months. In conclusion, in elite junior athletes, differences in tHb mass between END and nEND were similar, however, smaller compared with previously in adult athletes reported values. At the age of 15-17 years, 18 months of regular training did not induce significant changes in tHb mass beyond alterations explained by physical growth and also variables of red blood cell profile did not change significantly. The assessment of tHb mass is discussed as a parameter for anti-doping screenings. Determination of tHb mass with the optimized CO-rebreathing method (oCOR-method) requires repeated measurements of the carboxyhemoglobin fraction (%HbCO) using spectrophotometers. In various publications, different spectrophotometers were used. In a side issue it should be determined, whether %HbCO measurements with different spectrophotometers (RapidLab, OSM3) yield similar tHb masses and similar longitudinal tHb mass alterations (D-tHb). Therefore, tHb mass was assessed from simultaneous %HbCO measurements with two different spectrophotometers for a second and a third time (in 37 and 33 of the 57 athletes, respectively) after 6 and 12 months. Because of significant differences in %HbCO measurements between the spectrophotometers, the decisively difference for tHb mass calculations between %HbCO after the CO-rebreathing and the initial values was significantly different as well (RapidLab, 4.7 ± 0.4% vs. OSM3, 4.5 ± 0.5%, P < 0.001). The tHb masses calculated from the OSM3 were 4.4 ± 5.7% higher than the tHb masses derived from measurements using the RapidLab (701.7 ± 150.2 g vs. 671.6 ± 138.7 g, P < 0.001). The correlation of D-tHb masses as determined with the two spectrophotometers over two time intervals was weak (r: 0.28 - 0.57). In only about 66% of all D-tHb mass estimations did D-tHb massOSM3 and D-tHb massRapidLab show the same direction of change. Apparently, the analytical variation in tHb mass determination with oCOR increases considerably with the use of different spectrophotometers. Therefore, agreement on the use of one spectrophotometer that accurately measures low %HbCO values is needed if oCOR should be used in antidoping settings.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Friedmann-Bette, Dr. med. P Birgit
Date of thesis defense: 14. June 2011
Date Deposited: 30. Jun 2011 09:49
Date: 2011
Faculties / Institutes: The Faculty of Behavioural and Cultural Studies > Institut für Sport und Sportwissenschaft
Medizinische Fakultät Heidelberg > Medizinische Universitäts-Klinik und Poliklinik
Subjects: 796 Athletic and outdoor sports and games
Uncontrolled Keywords: Training , Sauerstofftransportkapazität , Blutpass , Wachstum , CarboxyhämoglobinTraining , Oxygen transport capacity , Haematological passport , Growth , Carboxyhemoglobin
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