如果興奮劑不設限 奧運會變成什麼樣？

2004年，著名英國短跑選手德韋恩·錢伯斯（Dwain Chambers）因服用禁藥，被英國奧委會終身禁賽。直到2012年4月，國際體育仲裁法院才取消了對他的這一處罰。

禁賽事件之後，錢伯斯投入了大量的時間和精力來勸說其他人不要使用那些能提高運動成績的藥物，其中包括他承認使用過的6種違禁藥物：兩種加速恢復的合成代謝類固醇（一種化合精神藥物和一種睾丸酮藥膏）；加速血紅細胞生成的促紅細胞生成素（EPO），可延長使用者的訓練時間；幫助身體恢復的人類生長激素；用於降低身體遲滯感的甲狀腺激素碘塞羅寧（liothyronine）；提升警覺程度及反應速率的抗嗜睡症藥物莫達非尼（Modafinil）。

人類對於極限的追求與運動會本身一樣源遠流長：古希臘醫師伽林（Galen）把古代運動會上的知識帶到了羅馬帝國，提到了服食草藥、菌類以及睾丸的效果。然而，現在的運動員把這種追求帶到了一個新的層次，錢伯斯只是其中一例。

美國紐約州一家生物倫理學及公共政策基金會——哈斯丁中心（Hastings Center）的前主席托馬斯·穆雷（Thomas Murray）表示：「提升運動成績的技術如同體育界的軍備競賽。」

作為一名業餘的自行車選手，穆雷與其他體育愛好者一樣，對於似乎永無休止的興奮劑醜聞感到震驚。他說：「在EPO的幫助下，我的4英里爬坡成績會好得多，當然把自行車換成摩托車也能提高爬坡成績。」但這就失去了體育本身的意義。禁止使用興奮劑，是國際奧委會及所有職業及業餘體育組織所公認的。

不過，有不同的意見認為，興奮劑已經非常普遍，以至於體育界現實的選擇就是讓運動員使用他們想要的藥物，只要是安全地使用。

英國西蘇格蘭大學的生物倫理學家安迪·邁亞（Andy Miah）認為：「如果禁藥的目的是為了保護運動員的健康，把興奮劑使用納入醫學監管之下似乎是一條更好的途徑，更為重要的是，體育界應建立興奮劑使用指導機構，作為世界反興奮劑機構的補充，目的是更安全地提高運動員成績。」

當然，科學技術無法獨自解決這個道德難題，但或許能回答一個純技術性問題：如果提高成績的技術獲得允許，人類的身體會有多大的提升空間？

能量藥丸

對於增強力量來說，最有名的藥物可能是合成代謝類固醇（anabolic steroids）。為了逃避興奮劑檢測，一些研究人員經常調整這些藥物的結構，使得這類藥物的品種越來越多。美國加利福尼亞大學的藥理學家唐·卡特林（Don Catlin）認為：「一個類固醇分子有大約2 000種不同的分子結構，每種都可能讓你更強壯。」這些化合物的作用方式類似睾丸酮，能誘導蛋白質合成，產生更多的肌肉組織。多種類固醇與訓練配合使用，能夠讓男性力量提升38%，女性可能更多。

另一種增強力量的流行藥物就是人類生長素，它能提升1型胰島素樣生長因子（IGF1）的水平。這種激素可以刺激肌肉生長，儘管對於其是否確實能夠提升人的力量仍有爭論。在唯一一項得出正面結果的研究中，科學家給業餘運動員使用了IGF1，結果這些短跑運動員的短跑能力提升了4%。這看起來不多，但在50米自由泳或者100米短跑比賽中，就能起到決定性作用。該研究的參與者之一、澳大利亞昆士蘭大學內分泌學家肯內斯·赫（Kenneth Ho）指出：「如果你去看看那些百米大賽的成績，選手間的差距不過是零點零幾秒。」

在耐力項目中，力量就沒有耐力重要了，運動員可以通過血液興奮劑獲得理想的成績，它的目的是增加攜氧紅細胞的數量。這能通過血細胞回輸或者服用EPO來實現。在一項研究中，血液興奮劑讓普通人的耐力增加了34%，而在另一項研究中，他們在跑步機上完成8 000米跑的時間比以前快了44秒。瑞士蘇黎世大學的馬克斯·加斯曼（Max Gassmann）和同事在今年6月發表的研究表明，這些激素還會對人的大腦產生影響，增強參與訓練的動力。

製藥公司正在研製的一些藥物，也可能被運動員非法使用。比如，有一種藥物可以治療肌肉營養不良（muscular dystrophy）以及其他肌肉萎縮疾病，該藥物的機理是抑制肌骨素（myostatin）的活性，而肌骨素的作用則是控制肌肉生長。同樣，還有一組叫做缺氧誘導因子穩定劑（HIF Stabilizers）的藥物，本來是用於治療貧血及腎臟疾病，它可以調節一種蛋白的活性，而這種蛋白可以啟動某些基因（包括EPO的基因）的表達，促進紅細胞的產生。並且，這種藥物也可能有助於提高認知水平。英國埃塞克斯大學的生物化學家克里斯·庫珀（Chris Cooper）說：「有一系列的化合物試圖證明，當你疲倦時，它們可以幫助你更清楚地思維。」

提高運動成績的方法不僅僅來自藥物。運動員同樣很依賴營養供給，這是合法的。英國貝斯大學的運動生理學家康拉德·伊恩斯特（Conrad Earnest）表示：「98.5%的保健品都是誇大宣傳的。」不過有一種東西對某些運動員確實有效，那就是肌酸。在訓練中，這種物質有助於合成運送能量的分子腺苷三磷酸（ATP）。伊恩斯特推測，服用肌酸的運動員的成績至少能提高8%。

另一種有效的營養補充劑是甜菜汁。埃塞克斯大學的研究人員發現，甜菜根的汁液含有硝酸鹽成分，能夠提升人體內的氧化氮水平，使肌肉更有效地使用氧氣。這樣的結果就是，這類汁液可以讓潛水員的屏氣時間延長11%，幫助想要在短距離項目上減少呼吸次數的游泳運動員。

但是，大多數提高運動成績的藥品都有緩慢的副作用。類固醇類藥物會引起高血壓，心臟瓣膜變厚，降低性慾及生育能力；身體變化則包括女性長胸毛以及男性睾丸縮小；還會使血液中紅細胞的數量暴增，血液變稠，增加中風的危險。

一個不確定因素是，有些藥物是用來治療癌症、艾滋病和肌肉萎縮這樣的嚴重疾病，只在患者為主的人群中進行過測試，而這些患者的生長因子和激素水平本就異於正常值。庫珀表示，很難知道運動員是在什麼身體狀態下使用這些藥物的。他說：「相對於普通人，頂尖運動員已經有很大的不同了，他們經過了層層選拔，並且接受了大量的訓練。」

另外，在健康人身上測試運動員可能使用的興奮劑劑量及組合是非常不道德的。據此，美國賓夕法尼亞州立大學體育科學榮譽教授查爾斯·耶塞利斯（Charles Yesalis）表示：「不同的類固醇、營養補充劑和特供食品的組合搭配，會帶來各種未知的效果。」

基因興奮劑

最近十年，一直傳言某些秘密實驗室在研發基因興奮劑，通過增加或修改基因來提高運動成績。有些自然變異是運動員夢寐以求的。上世紀60年代，芬蘭越野滑雪選手耶羅·門蒂蘭塔（Eero Mantyranta）因為攜帶一個基因，他體內的EPO受體能更有效地運行。2004年，有個小孩上了頭條新聞，是因為他有一個突變，使得肌骨素無法合成，使他身材嬌小而肌肉發達。而編碼血管緊張素轉化酶（angotensin-converting enzyme）的基因，則是公認的能提高運動水平的基因，可以增強人的耐力，提升供氧能力和毛細血管密度，改善其他與肌肉生長和力量相關的因素。

隨著基因興奮劑的發展，有朝一日也許能讓任何運動員改進自己的DNA。比如，賓夕法尼亞大學的生理學家李·斯文利（Lee Sweeney）曾開展過一項研究，目的是尋找治療老年人肌肉營養失調的方法。在實驗里，研究人員向小鼠插入了一個基因，讓IGF1過量表達。結果，這種方法使年輕成年小鼠的肌肉強度提高了14%，堪稱老鼠中的「超人」。

其他科研人員則通過藥物來激活或關閉基因。2008年，美國索爾克生物研究所的羅納德·埃文斯（Ronald Evans）及同事研製了一種藥物GW1516，它能調整慢肌肉纖維和快肌肉纖維的比例。顧名思義，慢肌肉纖維的收縮比快纖維慢，但在有氧運動時更有效率。埃文斯的團隊發現，對實驗小鼠使用GW1516並配合鍛煉，能使小鼠的耐力增強70%。

然而，埃文斯和斯文利都懷疑，這些療法是否真的對人類運動員有效。埃文斯說：「在人類中，我想這種藥物也會有類似的效果——對於沒有接受過訓練的人，服藥，然後訓練，效果可能最明顯，但我認為，耐力運動員在身體上已經很強了，所以在他們身上，效果不會很明顯。」

基因療法也有可能有健康風險，包括嚴重的免疫反應，因為基因的載體通常是病毒，結果可能很難控制。卡特林表示：「如果你打算激活一個基因，比如編碼EPO的基因，你最好還有能力抑制它。使用基因興奮劑不是一個好主意，但還是有人去嘗試，我對此不會感到奇怪。」

人類2.0

可以提高運動成績的方法並不是只有藥物。外科手術，甚至是技術性擴容也能夠幫助運動員突破極限。那些接受過肘關節韌帶替換術的棒球運動員聲稱，經過兩年的康復過程之後，他們能夠投出更快的球——該手術是用腿或前臂的肌腱來替換受損的肘關節韌帶。

然而，紐約特種外科醫院的整形外科醫師斯科特·羅德歐（Scott Rodeo）則警告，這些故事並沒得到科學證實。他說：「實話實說，你認為肘關節變得更好可能只是自我感覺不錯。」

替換整個關節部位，對一位頂尖運動員可能不起作用：肌腱過多反而可能鬆弛，在結構上，人工關節也難與天然關節媲美。而且，在數年的高強度使用下，替換材料也會磨損。不過，羅德歐表示，如果科研人員在實驗里對人造皮膚、肌腱以及其他人體替換部件取得了重大進展，以上問題是可以克服的。

邁亞預計，會有更多出人意料的方法，來通過外科手術提升運動成績。他說：「設象一下使用皮膚移植來增加手指及腳趾之間的蹼，以此增加游泳能力。這些改變生物結構的行為或許為那些急於想超越對手的人提供了一條途徑。」

另一個前沿科技就是納米技術。科研人員已經開始實驗攜氧納米粒子的效果，這本是用於急救等緊急情況的。由此，他說：「已經有很多人在討論這種可能性：在人體中使用一些納米設備，讓人長期保持一定的運動水平。」

機械假肢已經成為現實，比如用於截肢者的獵豹型（cheetah-style）假腿，南非短跑運動員奧斯卡·皮斯托留斯（Oscar Pistorius）就使用這種假肢。已經贏得殘奧會金牌的他，在2012年直接參加了奧運會。然而，對於人造肢體是不是確實比血肉四肢有優勢，科學家有不同的意見。

英國伯恩茅斯大學的假肢工程師布萊斯·戴爾（Bryce Dyer）指出，儘管皮斯托留斯的彈簧般的假肢能夠讓他在奔跑時提速，然而也使他在蹲踞式起跑和轉彎時處於劣勢。「當他跑直線時，他最終能達到自然的協調狀態，就像在蹦床上跳躍。但有時他會拐入右側賽道，因為他不會轉彎。」

皮斯托留斯的假腿缺乏人類腳踝的硬度，蹬地時無法產生與人腳一樣的應力。為了克服這一點，他以更快的速度翻動雙腿。麻省理工學院的生物機械工程師休·赫爾（Hugh Herr）認為：「在生物力學上，這是另一種可以跑得很快的方法，但沒有證據表明它更有優勢。」

科學技術有可能克服這些問題。赫爾在MIT的實驗室目前正在研究仿生學跑步假腿，「展望數十年之後，我想業界能夠造出足夠複雜的仿生四肢，真正實現生物肢體的功能。那種技術將會是奧運會認可的假肢。沒有了運動員必須要像人這種限制，殘奧會基本上會變成人與機器協作的運動，就如同賽車駕駛。」

按照赫爾的想法，提升運動成績的技術會發展到不僅僅是擴展人類的極限，他們還會組織自己的「奧運會」。赫爾表示：「每項技術都可能會發展成新的競賽項目——加力賽跑、加力游泳、加力攀登，就如同自行車的發明催生了自行車項目一樣，我們會看到全新項目的出現。」

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