Gli studi sono stati selezionati dalla WADA basandosi sia su una ricerca nella letteratura scientifica tramite PubMed, sia sui progetti finanziati direttamente dalla stessa WADA.

I metodi di quantificazione e la presentazione dei risultati variavano tra gli studi: alcuni autori hanno quantificato solo la forma libera del composto (composto originale non modificato), mentre altri hanno misurato il contenuto di Ventolin non solfatato nei campioni di urina (incluso il Ventolin rilasciato dal metabolita glucuroconiugato).

La WADA richiede la correzione sistematica delle concentrazioni urinarie di Ventolin quando la gravità specifica delle urine (USG) supera 1.020, al fine di determinare un risultato analitico avverso (AAF). Questo processo tiene conto dello stato di disidratazione degli individui al momento della raccolta del campione di urina. Nei vari studi disponibili, le concentrazioni sono state riportate sia senza correzione che corrette per USG, o entrambe.

L'assorbimento della frazione ingerita dopo l'inalazione è stato caratterizzato dalla stessa biodisponibilità orale. Poiché l'assorbimento polmonare del Ventolin è considerato un processo rapido, è stato testato un modello di assorbimento a ordine zero dopo l'inalazione. Questo modello è stato mantenuto anche dopo l'inclusione dei dati urinari, fissando i parametri stimati (F1, F2, ka1 e ka2) per garantire una stima precisa e plausibile di tutti gli altri parametri.

Sono stati confrontati modelli di distribuzione a uno e due compartimenti, considerando la clearance (CL) e il volume centrale di distribuzione indipendentemente dalla via di somministrazione.

Inizialmente, sono state modellate le concentrazioni urinarie di Ventolin non solfatato e libero in un unico compartimento, con la stessa costante di escrezione urinaria dal plasma all’urina (k34). Successivamente, è stato testato un modello con un compartimento distinto per ciascun composto, con due diverse costanti di escrezione. Poiché i volumi urinari non erano disponibili, è stato aggiunto un compartimento urinario separato, ipotizzando una produzione costante di urina (UR_PROD). Questo compartimento simula la minzione fisiologica, descrivendo il riempimento e lo svuotamento della vescica. I dati sulla concentrazione urinaria sono stati adattati dividendo la quantità prevista di Ventolin nel compartimento urinario per il volume di urina prodotto nel periodo corrispondente. Si è ipotizzato che la vescica venisse svuotata prima di ogni somministrazione di Ventolin.

Sono stati eseguiti diversi test per valutare l'influenza della correzione per USG sulle concentrazioni urinarie (Materiale supplementare S1). La Figura 2 mostra i profili delle concentrazioni plasmatiche e urinarie di Ventolin nel tempo utilizzati per il modello finale.

Complessivamente, l'analisi dei dati combinati (Materiale supplementare S1) ha incluso 121 concentrazioni raccolte nel plasma (43 dati individuali e 78 punti di profilo medi) e 796 nelle urine (747 dati individuali e 49 punti di profilo medi). Le dosi mediane di Ventolin per somministrazione, dopo inalazione e somministrazione orale, erano rispettivamente di 800 μg (da 200 a 1600 μg) e 8000 μg (da 4000 a 12.000 μg). Le dosi giornaliere variavano da 200 a 1600 μg (mediana di 1600 μg) per inalazione e da 4000 a 12.000 μg (mediana di 8000 μg) per somministrazione orale.

Le concentrazioni plasmatiche di Ventolin sono state adeguatamente modellate con un modello a un compartimento e assorbimento di primo ordine, sia per inalazione che per somministrazione orale. L'aggiunta di variabilità interindividuale (IIV) su qualsiasi parametro di assorbimento o distribuzione non è stata supportata dal modello a causa della limitata disponibilità di dati plasmatici. Le stime dei parametri sono riportate nella Tabella S4.

Le concentrazioni urinarie sono state inizialmente analizzate senza distinguere tra le diverse frazioni misurate di Ventolin, utilizzando un set di dati che combinava sia le concentrazioni non corrette che quelle corrette per la gravità specifica delle urine (USG). Inoltre, per i dati a livello individuale e di studio, sono stati assegnati valori comuni di variabilità interindividuale (IIV) alla clearance (CL) e alla produzione urinaria (UR_PROD). Per i dati plasmatici è stato utilizzato un modello di errore residuo proporzionale, mentre per i dati urinari un modello di errore combinato ha fornito un miglior adattamento (differenza nel valore della funzione obiettivo ∆OFV = -49,1 rispetto al modello con errore proporzionale; p < 0,05).

L'analisi grafica dei dati urinari non ha mostrato differenze significative tra le concentrazioni di Ventolin non solfatato e la sua forma libera (Figura 2). Inoltre, separare questi due componenti nel modello non ha migliorato la precisione della stima (differenza nel criterio di Akaike ∆AIC = +15). Il fattore di proporzionalità tra i tassi di escrezione k35 e k34, quando si differenziavano le due frazioni di Ventolin urinario (Materiale Supplementare S1), è stato stimato a 0,001 con un'elevata imprecisione (errore standard relativo = 34.495%), evidenziando l'incapacità del modello di distinguere tra le due frazioni. Questo conferma i risultati di studi precedenti, che indicavano concentrazioni urinarie trascurabili di Ventolin glucuronide dopo somministrazione sia inalatoria che orale. Per questo motivo, lo sviluppo del modello è stato proseguito senza distinguere tra le diverse frazioni urinarie.

L'ispezione visiva dei dati non ha mostrato differenze sistematiche tra le concentrazioni di Ventolin corrette e non corrette per USG (Materiale Supplementare S5). Le stime dei parametri sono risultate simili, sebbene la variabilità su UR_PROD corretto fosse inferiore rispetto a UR_PROD non corretto (Materiale Supplementare S5). Per questo motivo, lo sviluppo del modello è stato portato avanti con il set di dati combinato. Le stime dei parametri del modello di base finale sono descritte nel Materiale Supplementare S5.

L'ampia sovrapposizione tra i profili farmacocinetici urinari di diverse dosi terapeutiche (400 μg quattro volte al giorno, 800 μg due volte al giorno o 2 mg una volta al giorno – Figura 4) dimostra quanto sia difficile distinguere tra un uso terapeutico legittimo e una violazione delle normative antidoping. Le concentrazioni urinarie di Ventolin superiori a 2000 ng/ml si raggiungono principalmente con dosi orali di almeno 4 mg al giorno.

La distinzione tra uso terapeutico e violazione diventa ancora più complessa a causa delle variazioni nelle concentrazioni urinarie in diverse condizioni, come mostrato nella Figura 5. L'assunzione di una stessa dose, la minzione e un aumento della produzione urinaria riducono le concentrazioni urinarie di Ventolin, mentre l'esercizio fisico le aumenta. Come previsto, la mancata correzione per USG porta a un aumento significativo della variabilità interindividuale prevista.

Infine, la Figura 6 mostra che, seguendo un regime di dosaggio conforme alle raccomandazioni WADA 2017 (Materiale Supplementare S1), il 5,2% e il 2,5% delle concentrazioni urinarie misurate supererebbero rispettivamente i 1000 e i 1200 ng/ml dopo 2 ore dalla somministrazione del farmaco. Questi risultati supportano la riduzione della dose massima giornaliera per somministrazione introdotta nelle norme WADA 2022.

Parte della variabilità interindividuale è stata spiegata integrando l’esercizio fisico come covariata binaria sulla velocità di produzione urinaria. Tuttavia, il modello non ha specificato l'intensità dell’attività fisica, che potrebbe correlarsi meglio con la produzione urinaria. Altri fattori, come caratteristiche demografiche individuali, polimorfismi genetici, interazioni farmacologiche o tecniche di inalazione, potrebbero contribuire alla grande variabilità nella distribuzione del Ventolin.

Dato l’alto grado di variabilità interindividuale (IIV) e gli errori residui, la determinazione isolata della concentrazione di Ventolin nelle urine prelevate a un momento sconosciuto dopo l'assunzione del farmaco ha una rilevanza limitata per stabilire un Risultato Analitico Avverso (AAF). Tuttavia, anche nello scenario peggiore, in cui un individuo assume 400 μg seguiti da 600 μg due volte (dose massima consentita dalle regole WADA 2022), il tasso di falsi positivi non supera lo 0,9%, un valore considerato accettabile.

Le concentrazioni urinarie più elevate si registrano in modo specifico con l’assunzione orale di dosi elevate di Ventolin. Pertanto, una violazione del Codice WADA può essere fortemente sospettata quando si osservano concentrazioni urinarie molto alte di Ventolin (>2000 ng/ml). Tuttavia, permane un margine di incertezza per valori vicini a 1000 o 1200 ng/ml, poiché questi possono derivare sia da un uso terapeutico consentito che da un abuso del farmaco.

Per migliorare la distinzione tra somministrazioni permesse e vietate, sarebbe necessario ridurre ulteriormente la dose massima giornaliera di 1600 μg. Questo potrebbe limitare il regime posologico consentito a 600 μg due volte al giorno (b.i.d.) o 400 μg due o tre volte al giorno (b.i.d. o t.i.d.), ad esempio. Con tali dosaggi per via inalatoria, è meno probabile che le concentrazioni urinarie di Ventolin superino le soglie WADA (T o DL). Inoltre, questi dosaggi sarebbero più in linea con le raccomandazioni mediche più recenti rispetto all'attuale limite massimo consentito.

È stato riportato che la massima broncodilatazione si ottiene con una dose cumulativa di 110 μg nei soggetti sani. Sebbene nei pazienti asmatici possano essere necessarie dosi più elevate, un’esposizione eccessiva al farmaco, ben al di sopra dei livelli terapeutici, potrebbe avere effetti negativi e non dovrebbe essere raccomandata, nemmeno per gli atleti.

Se si dispone di informazioni sufficienti sulla somministrazione di Ventolin (dosaggio, orario di assunzione) e sulla frequenza della minzione, il nostro modello può essere utilizzato per prevedere la probabilità di raggiungere una concentrazione urinaria superiore ai limiti stabiliti dalla WADA. Questo approccio, basato sulla probabilità di distribuzione, potrebbe aiutare gli esperti WADA a identificare possibili violazioni o a esonerare gli atleti in base a un confronto tra la loro dichiarazione sull'assunzione del farmaco e i risultati delle analisi urinarie. Tuttavia, nel contesto dei controlli antidoping, la frequente mancanza di queste informazioni essenziali rende particolarmente difficile interpretare i risultati delle analisi.

Dal 2009, gli atleti con una concentrazione urinaria di Ventolin superiore a 1000 ng/ml possono dimostrare che questo valore anomalo è il risultato di un regime posologico entro i limiti WADA attraverso uno studio controllato di escrezione. I risultati di tale studio farmacocinetico potrebbero essere confrontati con previsioni a priori derivate dal nostro modello, permettendo di calcolare i valori di massima verosimiglianza dei parametri farmacocinetici individuali tramite un approccio bayesiano. Inoltre, la ripetizione delle misurazioni su un atleta in condizioni controllate potrebbe ridurre l'incertezza delle previsioni sulla sua curva individuale, contribuendo a distinguere meglio tra un uso terapeutico legittimo e il rischio di abuso di Ventolin.

Alcune limitazioni del nostro studio devono essere riconosciute. In primo luogo, la limitata quantità di dati sulle concentrazioni plasmatiche non ci ha permesso di stimare la variabilità interindividuale nei parametri di assorbimento, sebbene sia noto che fattori come la tecnica di inalazione o condizioni mediche possano influenzare l'assorbimento di Ventolin. In secondo luogo, la variabilità nella velocità di produzione urinaria è probabilmente sottostimata dal modello.