Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами

Бондарева, Эльвира Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами
ВАК РФ 03.03.02, Антропология

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ и МУЗЕЙ АНТРОПОЛОГИИ имени Д.Н. АНУЧИНА

На правах рукописи УДК 572

БОНДАРЕВА Эльвира Александровна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ И ИХ АССОЦИАЦИИ С ПОЛИМОРФНЫМИ ГЕНЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

03.03.02 - «антропология» по биологическим наукам

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2011

2 1АПРт

4844330

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте и Музее антропологии имени Д.Н. Анучина Московского государственного университета имели М.В. Ломопосова

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

ЕЛ. Година

Научный консультант: доктор педагогических наук, профессор,

В.В. Шиян

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

Е.В. Балановская

кандидат биологических наук, доцент, Г.А.Аксянова

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт

физической культуры и спорта

Защита состоится «20» апреля 2011 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д501.001.94 при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 125009, г. Москва, ул. Моховая, д. 11, НИИ и Музей антропологии МГУ

С диссертацией можно ознакомиться в канцелярии НИИ и Музея антропологии МГУ

Автореферат разослан «18» марта 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук А.В. Сухова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Развитие и проявление физических качеств человека зависит в различном соотношении как от генетических, так и средовых факторов [Яапктеп е1 а1., 2000, 2003]. На сегодняшний день известно более сотни молекулярно-генетических маркеров спортивной успешности [Дапктеп с1 а1., 2000, 2004, 2006], которые представляют собой полиморфные генетические системы генома человека (однснуклеотидные замены, инсерции и делении, различные повторы). Последние данные, полученные в ходе молекулярно-генетических исследований в области спорта, открыли новые возможности в разработке и применении диагностических комплексов, направленных на решение проблем медико-генетического отбора в спорте, а также на оптимизацию тренировочного процесса [Штктеп е1 а)., 2004, 2006]. В работах отечественных и зарубежных исследователей продемонстрирована высокая степень наследуемости морфологических и функциональных особенностей человека [Спицын, 2004; Яковам сЧ а1., 2003; АУо1ГагШ е1 а!., 2005]. Однако в большинстве работ, посвященных поиску генетических детерминант спортивной успешности исследователи, с одной стороны, ограничиваются одной или двумя полиморфными системами, в качестве фенотипа используют спортивную или соревновательную успешность, но не конкретные морфофункциональные признаки спортсменов, а с другой, - изучают в основном представителей циклических видов спорта. Также крайне мало работ по поиску ассоциаций морфологических особенностей высококвалифицированных спортсменов с различными полиморфными генетическими системами. Генетические маркеры, определяющие предрасположенность к развитию и проявлению физических качеств, характеризуют так называемый генотип успешного спортсмена. Перспективность данного научного направления для спортивной практики не вызывает сомнения. Принцип индивидуального генетического отбора, сложившийся в современной спортивной генетике, может быгъ применен также для формирования отрядов специального назначения (ОСН) различных силовых ведомств, так как к сотрудникам подобных подразделений предъявляются крайне высокие требования физической подготовленности. Генетические факторы, предопределяющие эффективность двигательной деятельности в экстремальных условиях, характерных для профессиональной

деятельности сотрудников силовых ведомств, могут быть приняты во внимание при формировании подобного рода подразделений.

Актуальность данного исследования, основанного на комплексном изучении морфофункциональных особенностей группы высококвалифицированных спортсменов и сотрудников силовых ведомств, объединяющего как методы антропометрического обследования с применением биоимпедансного анализа, так и тестирования функционального состояния, определяется главным образом его направленностью на изучение ассоциаций молекулярно-генетических маркеров с морфологическими и функциональными характеристиками людей с повышенной двигательной активностью.

Научная гипотеза. Предполагается, что генетические факторы оказывают существенное влияние на изменчивость морфофункциональных характеристик высококвалифицированных спортсменов и сотрудников силовых ведомств РФ (ОСН), а также на успешность в выбранном виде спорта.

Объектом исследования является изучение влияния генетических факторов на морфофуккциональные особенности людей с повышенной двигательной активностью, а также на профессиональную успешность в выбрагаюм виде спорта.

Предметом исследования послужили материалы комплексного морфофункционального и молекулярно-генетического изучения высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта, сотрудников ОСН силовых ведомств РФ и группы неспортсменов, проводившегося в НИИ Спорта Российского государственного университета физической культуры спорта и туризма (РГУФКСиТ).

Цель исследования. Выявить полиморфные генетические системы, ассоциированные с морфологическими и функциональными особенностями высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта, и сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ.

Задачи исследования:

1. Изучить морфологические и функциональные характеристики высококвалифицированных спортсменов-мужчин, специализирующихся в

-2-

различных видах спорта, сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ и контрольной группы.

2. Опрсделшъ генотип образцов геномной ДНК обследованных по следующим полиморфным генетическим системам: АСЕ (rs4646994), ACTN3 (rs 1815739), СКМ (rs8111989), EPAS1 (rsl867785), FTO (rs9939609), GUI (rs2665802), GHRHR (rs4988496), HIFIA (rsl 1549465).

3. Исследовать распределения частот генотипов и аллелей выбранных полиморфных систем в экспериментальной и в контрольной группе.

4. Выявить ассоциаций морфологических и функциональных характеристик спортсменов высокой квалификации, сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ и контрольной группы с полиморфными генетическими системами.

5. Изучить влияние исследуемых полиморфных генетических систем на спортивную и соревновательную успешность высококвалифицированных спортсменов.

Научная новизна. В работе были изучены полиморфные генетические системы генов АСЕ, EPAS1, ACTN3, HIFIA, GH1, GHRHR и СКМ в свете их ассоциаций с комплексом морфофункциональных характеристик спортсменов высокой квалификации, представляющих различные виды спорта, а также сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ. Частоты встречаемости генотипов полиморфных генетических систем ACTN3, EPAS1, СКМ и GHRHR в экспериментальной выборке достоверно отличаются от таковых в контрольной выборке. Получены новые сведения об ассоциациях полиморфизмов изученных генов с морфологическими и функциональными особешюстями людей с повышенной двигательной активностью. Показано, что генотип СС гена СКМ ассоциирован с пониженными скоросггно-силовыми возможностями, а наличие в геноме I-аллеля гена АСЕ и А-аллеля гена EPAS1 ассоциировано с повышенными аэробными возможностями. Исследование ассоциаций изученных генов с комплексом морфологических и функциональных показателей выявило следующие закономерности: мутантные аллели генов FTO и ACTN3 детерминируют повышенное накопление жира, что обусловливает большие значения толщины

подкожных жировых складок и обхватных размеров у носителей гомозиготного генотипа, по сравнению с носителями хотя бы одного исходного аллеля. Для С/Т полиморфизма гена ACTN3 ассоциации с повышенным жироотложением показаны впервые. Впервые проведено комплексное исследование генетических и морфофункциональных особенностей сотрудников ОСИ различных силовых ведомств РФ и выявлены молекулярно-генетические маркеры, отличающие данную группу от спортсменов высокой квалификации. Так, для сотрудников ОСН характерно следующее сочетание генотипов: ACE*II, EPAS1*AA, FTO*TT, GHRHR*GG. Также выявлены сочетания генотипов, характерные для неспортсменов: HIF1A*TT, ACE*II, EPAS1*GG; спортсменов, представляющих игровые и циклические виды спорта: ACTN3*CT, GH1*AA, H1F1A*СТ, ACE*DI, FTO*AA, CKM*TT, и для спортсменов ацикликов: ACTN3*TT, GH14T, ACE*DD. Впервые проведено исследование влияния генетических особенностей спортсменов на их спортивную и соревновательную успешность на примере борцов-самбистов. Показано, что высококвалифицированные борцы самбо по частотам встречаемости изученных генов статистически достоверно отличаются от контрольной группы, за исключением системы АСЕ. Однако отсутствие значимых различий между борцами в процессе роста их спортивного мастерства свидетельствует о наличии отбора носителей определенных генотипов на начальном этапе спортивной карьеры. Впервые показано, что полиморфная генетическая система гена АСЕ не оказывает влияния на успешность в борьбе самбо, в отличие от циклических видов спорта.

Теоретическая значимость исследования. Впервые показано, что в целом исследованная группа людей с повышенной двигательной активностью демонстрирует наличие двух, одновременных направлений генетического отбора: предрасположенность к скоростно-силовой физической деятельности и к работе на выносливость, что свидегельствует о необходимости наличия «базовой» генетической предрасположенности к развитию силы и выносливости. Полиморфные системы генов АСЕ, ЕР ASI и СКМ ассоциированы с характеристиками физической работоспособности. Впервые для различных групп видов спорта удалось выделить набор генотипов изученных генов, отличающих данные группы видов спорта друг от друга.

Практическая значимость исследования. Анализ полиморфизмов генов ACE, EPAS1, ACTN3, HIF1A, GH1, GHRHR и С КМ может быть рекомендован в качестве диагностического комплекса медико-генетического обеспечения в спорте высоких достижений для оценки предрасположенности к определенному виду физической деятельности, а также для оценки предполагаемой успешности в выбранном виде спорта и учета морфолошчсских особенностей. Данные диссертационного исследования об ассоциациях полиморфных генетических систем с морфофункциональными особенностями высококвалифицированных спортсменов используются при чтении лекций на кафедре анатомии и биологической антропологии РГУФКСиТ.

Основные положения, выноснмые на защиту:

1. Спортсмены различных видов спорта характеризуются комплексом объективно существующих морфофункциональных особенностей.

2. Существуют достоверные различия в частотах встречаемости генотипов генов ACE, EPAS1, ACTN3, HIF1A, GH1, GHRHR и СКМ в группах спортсменов, сотрудников ОСН и неспортсменов.

3. Генотипы генов ACE, EPAS1, ACTN3, HIFI А, GH1, GHRHR и СКМ ассоциированы с морфологическими и функциональными характеристиками высококвалифицированных спортсменов.

4. Спортсмены с различной спортивной и соревновательной успешностью достоверно различаются по частотам встречаемости генотипов генов ACE, EPAS1, ACTN3, H1F1A, GH1, GHRHR и СКМ.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждены на XV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» секция «Биология» (Москва, 8-11.04.2008); Научно-практической конференции кафедры анатомии и биологической антропологии РГУФКСиТ «Проблемы современной морфологии человека» (Москва, 20.01. 2011); заседании кафедры антропологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (2010); заседании научно-методического совета НИИ и Музея антропологии МГУ (2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 4 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для защиты диссертаций.

Структура и объем работы. Текст диссертации изложен на 170 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов работы и их обсуждения, заключения и выводов, списка литературы, содержащего 120 источников, из которых 112 иностранные, и приложений. Работа иллюстрирована 29 таблицами и 32 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Глава 1. Обзор литературы

В главе представлен обзор научных исследований, посвященным проблемам поиска и изучения влияния полиморфных генетических систем генома человека на развитие физических и морфологических особенностей спортсменов.

Глава 2. Материалы и методы исследования

Сбор материала был осуществлен в 2008-2010 гг. среди студентов-спортсменов РГУФКСиТ, членов сборных команд и сотрудников ОСН силовых ведомств РФ. Всего в исследовании приняло участие 678 мужчин, средний возраст в исследованной группе составил 23,0±5,8 года. Из них 586 человек вошли в экспериментальную группу и 92 человека - в контрольную. В изученной выборке 292 человека были обследованы по комплексной программе (антропометрическое, функциональное и генетическое обследование), а для 386 человек было проведено только генетическое исследование и собраны анкетные данные по спортивной и соревновательной успешности. Согласно классификации Л.П.Матвеева [1999], все обследованные спортсмены занимались видами спорта, входящими в 1 -ю группу. В соответствие со спецификой спортивной деятельности, были выделены следующие подгруппы: циклические виды спорта, ациклические, комбинированные игровые. Группа сотрудников силовых ведомств, в свою очередь, была разделена на три

подгруппы в соответствии с принадлежностью к силовому ведомству. Таким образом, вся обследованная выборка была организована в семь подгрупп (табл. 1), Солее 50% обследованных спортсменов на момент проведения исследования имели спортивное звание мастера спорта (МС), более 20% - звания мастера спорта международного класса (МСМК) и заслуженного мастера спорта (ЗМС); количество кандидатов в мастера спорта (КМС) и спортсменов, имеющих разряды, составило не более 25%.

Таблица 1. Численное распределение участников исследованной выборки по отдельным подгруппам

Изученные подгруппы Виды спорта Средний возраст Кол-во человек

Спортсмены (все) 20,0 345

1 Ациклических видов спорта Самбо, греко-римская и вольная борьба, бокс, рукопашный бой и др. 20,0 260

2 Циклических видов спорта Легкая атлетика, плавание, велоспорт, спортивная ходьба и др. 20,0 45

3 _ Игровых видов спорта Баскетбол, футбол, волейбол, хоккей и др. 21,0 40

Сотрудники ОСН силовых ведомств РФ (все) 24,8 241

4 сотрудники ФСКН Армейский рукопашный бой, боевое самбо и др. 31,5 42

5 сотрудники ВДВ Армейский рукопашный бой, дзюдо и ДР. 22,0 54

6 сотрудники ВВ Рукопашный бой, самбо, боевое самбо, борьба и др. 21,0 145

Контрольная группа (К) Не занимающиеся спортом 21,0 92

Всего 678

Сокращения: ФСКН - Федеральная служба РФ по контролю за оборотом наркотиков; ВДВ -Воздушно-десантные войска; ВВ - Внутренние войска МВД РФ.

По этническому составу около 95% всех обследованных мужчин составляли русские. Для исследования генотипа испытуемых в качества биологического материала использовали соскоб буккального эпителия или венозную кровь. Геномную ДНК выделяли методом щелочной экстракции либо наборами реагентов для выделения ДНК (Р го теза, США). Генотип образцов геномной ДНК по выбранным полиморфным системам был определен одним из лрех методов: полиморфизм длины амшшфикационных фрагментов (ПДАФ), ПЦР в реальном времени и минисеквенирование с последующей детекцией продуктов методом МАЬОЬТОР. Для 583 человек из экспериментальной группы были определены

генотипы по четырем полиморфным генетическим системам: АСЕ (rs4646994), ACTN3 (rsl815739), С KM (rs8111989), EPAS1 (rsl867785), а для 202 участников исследования также по четырем дополнительным генам: FTO (rs9939609), GH1 (rs2665802), GHRHR (rs4988496), HIFI A (rsl 1549465). Для контрольной выборки были определены генотипы по всем восьми полиморфным системам.

Антропометрическая программа включала измерения 30 признаков. По принятой в НИИ антропологии МГУ методике (Бунак, 1941; Лутвинова, Уткина, Чтецов, 1970; Мартиросов и др., 2006) измеряли продольные размеры тела, массу тела, диаметры тела, обхватные размеры, толщину кожно-жировых складок, диаметры костных эпифизов. На основании измеренных признаков вычисляли 9 расчетных. Для биоимпедансного анализа была использована одночастотная, четырехполярная система "АВС-1 Medass", работающая с частотой 50 кГц и силой тока 800 А. Жировая масса (FM), тощая масса (FFM), активная клеточная(АСМ) и внеклеточная (ЕСМ) масса и масса скелетной мускулатуры определяются с помощью специального программного обеспечения [Николаев с соавт., 2004J. Для тестирования функциональных показателей испытуемых были выбраны два теста, отражающие основные компоненты физической работоспособности: тест МАМ (максимальная алакгатная мощность) на велоэргометре (Motiark, Швеция) и тест на беговой дорожке (h/p/cosmos Saturn, Германия) со ступенчато возрастающей нагрузкой. Между нагрузочными тестами испытуемым давали 60 минут на восстановление. Полноту восстановления оценивали по значениям показателей прямой газометрии (газоанализатор Metaliser ЗВ, Cortex, Германия) в покое. Для дальнейшего анализа использовались следующие функциональные показатели: пиковая мощность (W^/M, Вт/кг), средняя мощность за тест (Wmcp/M, Вт/кг), максимальная работа (А„/М, Дж/кг), общая работа за тест (A/M, Дж/кг), максимальное потребление кислорода (МПК мл/мин/кг), дыхательный коэффициент (ДК) и частота сердечных сокращений (ЧСС уд/мин). Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 8.0 и Hardy.

Глава 3. Частоты встречаемости генотипов 8 полиморфных генетических систем в исследованной выборке

Результаты изучения распределения частот встречаемости генотипов исследованных генов в целом по экспериментальной и контрольной группам представлены в табл. 2 и 3. Распределение частот встречаемости генотипов по всем исследованным системам в контрольной группе соответствовало распределению Харди-Вайнберга. Для четырех полиморфных систем генов АСТИЗ, СКМ, ЕРАБ1 и СНКНК были обнаружены статистически достоверные отличия от контрольной группы. Для полиморфной системы гена альфа-актинипа 3 наблюдается преимущественный отбор носителей С-аллеля, который обусловливает развитие скоростно-силовых качеств спортсмена.

Таблица 2. Распределение генотипов генов ACE, ACTN3, EPAS1 и СКМ в экспериментальной и контрольной группах

Частота встречаемости генотипа Частота встречаемости генотипа

Ген Генотип в экспериментальном группе (п = 583) в контрольной группе (п = 92)

N„ N« N„ N, 1г HW

DD 140 123 3,509 Р-17 23 20,57 1,03 р>,05

АСЕ ¡D 206 222 41 45,86

11 147 |_ 148 28 25,57

СС 226 221 10,9 р<0,01 35 32,88 0,08 р>,05

АСТЮ CT 280 251 40 44,24

TT 77 105 17 14,88

GG 222 326 85,3 р<0,001 52 51 0,3 р>,05

EPAS1 AG 271 210 33 35

AA 90 47 п 6

CC 52 82 90,27 р<0,001 13 9,46 2,87 р>,05

СКМ CT 271 210 33 40,08

TT 260 292 46 42,46

Также в подгруппе спортсменов наблюдается отбор А-аллеля гена ЕР ASI. Данный аллель ассоциирован с повышенными аэробными способностями. Аналогично, увеличение частоты встречаемости гетерозигот по гену СКМ в экспериментальной подгруппе свидетельствует об отборе на выносливость. Для генотипов генов ACE, HIFI A, FTO и GH1 достоверных различий между группой неспортсменов и экспериментальной группой не найдено.

Таблица 3. Распределение генотипов генов HIFI A, FTO, GHRHR и GHI в экспериментальной и контрольной группах

Ген Генотип Частота встречаемости генотипа в экспериментальной группе (п = 202) Частота встречаемости генотипа в контрольной группе (п = 92)

No К х2 К Ne JChw

HIF1A СС 172 174 3,52 р=0,18 77 76.47 0,68 р>,05

CT 30 24 11 12.05

TT 0 2 1 0,47

FTO АА 36 44 2,36 р=0,31 20 17.98 0,75 р>,05

AT 100 91 40 44.04

TT 66 65 29 26.98

GHRHR АА 0 0 24,7 р<,01 0 0,03 0,03 р>,05

GA 18 6 3 2.95 ^

GG 184 1% 86 86.03

GH1 АА 64 77 4,47 р=0,10 34 31.56 1,15 р>,05

AT 101 87 38 42.88

TT 37 38 17 14.56

Таким образом, в исследованной экспериментальной группе наблюдали отбор генотипов и аллелей генов, ассоциированных как со скоростно-силовыми возможностями, так и с аэробной выносливостью. По полиморфизмам генов АСЕ, HIFI А, FTO и GH1 в целом по экспериментальной выборке отбора не происходит. При сравнении в исследованной выборке только трех (основных) подгрупп: спортсмены в целом, сотрудники ОСН силовых ведомств и контроль, были обнаружены достоверные различия в частотах встречаемости генотипов по системе EPAS1 (%2 Пирсона = 12,48 р~ 014 при df=4).

При выделении 7 подгрупп (табл. 1) достоверные различия в частотах встречаемости были обнаружены для систем ACTN3 и EPAS1 (у2 Пирсона = 19,71 р=,032 при df=10 и у2 Пирсона - 18,90 р=,041 при dfHO, соответственно). Так, для подгрупп неспортсменов и сотрудников ФСКН характерно повышение числа носителей генотипа TT гена ACTN3 в отличие от подгрупп 3 и 5. Для генотипов гена EPASI наблюдается увеличение частоты встречаемости генотипа GG в группе неспортсменов, а для подгрупп 4 и 5 (сотрудники ОСН ВДВ и ФСКН) повышение частот встречаемости носителей генотипов AG и АА.

Глава 4. Ассоциации полиморфных генетических систол АСЕ, EPAS1, ACTN3, NOS3, A GTS, AMPDJ и СКМ со спортивной и соревновательной успешностью

в борьбе самбо

Учитывая существенные фенотипические отличия в условиях и характере соревновательной и тренировочной деятельности спортсменов, специализирующихся в ациклических видах спорта, представляется необходимым дополнительное уточнение и экспериментальная проверка возможности переноса данных, полученных в циклических видах, на другие спортивные дисциплины. В качестве примера нециклического вида спорта нами была выбрана борьба самбо, отличающаяся широким спектром разноплановых физических нагрузок, характерных для условий соревновательного поединка. Получены следующие результаты генотипирования 226 высококвалифицированных спортсменов-самбистов по следующим полиморфным генетическим системам: АСЕ (rs4646994), ACTN3 (rsl815739), eNOS (rsl799983), ЕР AS! (rsl867785), AGT5 (rs699), AMPDI (rsl7602729) и СКМ (rs8111989). Сравнительный анализ частот встречаемости генотипов исследуемых полиморфных генетических систем показал статистически значимые различия в распределении частот генотипов между группой самбистов и контрольной ipynnoii по всем полиморфным системам при 2 d.f., кроме распределения генотипов системы АСЕ (х2=0,65) при 2 d.f (табл. 4). В качестве направлений предполагаемого генетического отбора были использованы спортивная успешность: учитывалось спортивное звание спортсмена, которое было присвоено на момент проведения соревнования, а также соревновательная успешность: место спортсмена по итогам Чемпионата России в 2008 г. Численное распределение по спортивному званию выглядит для данной выборки следующим образом: KMC - 25 человек, МС - 142 человека, МСМК - 48 человек, ЗМС - 11 человек. По итогам соревнований были выделены три группы соревновательной успешности: лидеры - спортсмены, занявшие с 1 по 10 места (63 человека), средний уровень - с II по 29 место (102 человека) и проигравшие - с 30 по 45 место (61 человек). Дальнейший анализ показал отсутствие статистически достоверных различий в распределении частот генотипов по всем генетическим системам между спортсменами-самбистами в зависимости от уровня их квалификации, за исключением системы AGT (%2~14,96 р=,005 при d.f. = 4).

-И-

Таблица 4. Распределение генотипов исследованных генов в экспериментальной группе спортсменов, занимающихся самбо, и контрольной группе

Частота встречаемости генотипа Частота встречаемости генотипа

Ген Генотип в группе самбистов (п = 226) в контрольной группе (п = 92)

N.. N. х2 Ы„ N. Хлта

ИО 48 59 6,57 р=,04 23 20,57 1,03 р>,05

АСЕ Ш 121 102 41 45.86

11 57 65 28 25.57

СС 89 87 4,5 р=,10 35 32.88 0,08 р>,05

асткз СТ 107 97 40 44.24

тт 30 42 17 14.88

АА 36 18 33.3 р<,001 52 51 0,3 р>,05

ЕРЛсЧ! Ав 101 82 33 35

СО 89 126 7 6

СЮ 108 120 5,23 р=,07 55 56.35 0,68 р>,05

N083 СТ 98 93 34 31.3

ТТ 20 13 3 4.35

СС 59 32 27,7 р<,001 13 16.53 2,27 р>,05

ЛСТ5 СТ 118 126 52 44.93

тт 49 66 27 30,53

СС 177 188 5,12 р=,07 76 74.88 1,75 р>,05

АМР01 СТ 46 34 14 16.24

тт 3 4 2 0,88

тт 106 ИЗ 12,00 р=,002 46 42.46 2,87 р>,05

СШ тс 102 81 33 40,08

сс 18 32 13 9.46

На границе уровня значимости находится распределение частот генотипов системы синтезы окиси азота: %2-9,Н9 р=,090 при с1Т. -- 4. Наблюдаются генетически обусловленные различия между спортсменами-самбистами и неспортсменами по большинству изученных полиморфных систем, но отсутствие различий между самими спортсменами в процессе роста их квалификации подчеркивает роль изначального отбора перспективных индивидов в данном виде спорта в зависимости от наследственных особенностей. Такой отбор, по крайней мере, в отношении борьбы самбо имеет место уже на ранних стадиях специализации спортсменов [Бондарева и др., 2010].

Глава 5. Анализ ассоциаций полиморфных генетических систем с функциональными характеристиками исследованной выборки

В табл. 5 приведены усредненные показатели основных компонентов общей работоспособности в семи подгруппах исследованной выборки. Анализ ассоциаций

генотипов исследованных полиморфных систем с показателями функционального тестирования (one-way ANOVA) выявил ассоциацию значений средней мощности и средней работы за тест только с полиморфной генетической системой СКМ. В обоих случаях наилучшие показатели продемонстрировали носители гомозиготного генотипа ТТ, в то время как наиболее низкие скоростно-силовые возможности - гомозиготы СС (14,2 и 12,8 Вт/кг, соответственно, р=,019). Анализ ассоциаций генотипов выбранных полиморфных систем с показателями аэробной выносливости не выявил каких-либо достоверных ассоциаций со значениями МПК. Однако можно проследить некоторые тенденции: пониженное значение МПК у носителей двух делеционных аллелей гена АСЕ (52,5 мл/мин/кг, р=,29) и повышенное потребление кислорода у носителей генотипа АА гена EPASI (54,6 мл/мин/кг, р=,26). Несмотря на отсутствие достоверных ассоциаций генов АСЕ, ACTN3 и EPASI, была предпринята попытка выявить различия в частотах генотипов и аллелей данных генов в группах с низким (38-46 мл/мин/кг), средним (47-60 мл/мин/кг) и высоким (61-73 мл/мин/кг) значением МПК.

Таблица 5. Усредненные значения показателей анаэробной и аэробной работоспособности в исследованной выборке

Группа WMcp/M (вт/кг) Ат/М (Дж/кг) МПК (мл/кг/мин) ДК

Спортсмены 15,1±2,44 329,1±51,2 5б,1±7,23 1,13±0,06

1 14,36±1,87 305,4±41,3 52,2±5,7 1.13±0,06

2 1б,04±2,80 351,8±55,7 58,6±7,44 1,14±0,06

3 14,3±1,4 313,7±33,8 53,9±6,7 1,12±0,06

Сотрудники ОСН 13,16±1,67 292,6±36 54,17±5,07 1,16±0,06

4 13,46±1,68 295,4±33,5 52,12±6,05 1,13±0,04

5 12,9*1,63 279,7±27,7 54,72±4,64 1,17±0,06

6 13,1 ±2,07 315,6±43,9 55,4±4,0б 1,18±0,06

К 13,0±2,00 269,9±44,5 45,5±6,79 1,14±0,08

По мере увеличения значения показателя МПК увеличиваются частоты встречаемости инсерционного аллеля АСЕ и А-аллеля ЕРА51. В 1руппе с низким значением МПК они составляют 52% и 32%, тогда как в группе с высоким значением МПК - 59,5% и 41,5%, соответственно. Данные результаты подтверждают предположение о генетической предрасположенности носителей

аллелей I гена АСЕ и А гена EPAS1 к повышенному потреблению кислорода. Также были найдены ассоциации полиморфных генетических систем АСЕ, СКМ и ЕР ASI со значениями показателями физической работоспособности ДК и ЧСС. Так, наиболее высокие значения ДК в процессе выполнения теста на беговой дорожке демонстрировали носители гетерозиготного генотипа гена АСЕ*Ю (р=,0015), гомозиготного ЕР ASI *АА и СКМ*СС (р=,006 и р=,005, соответственно) Постоянно возрастающие запросы мышечной ткани во время интенсивной аэробной нагрузки обеспечиваются за счег усиления кровотока. Очевидно, что возможности сердечнососудистой системы не безграничны и являются одним из основных факторов, лимитирующих аэробную работоспособность. В связи с этим был проведен поиск полиморфизмов, ассоциированных с частотой сердечных сокращений (ЧСС) при достижении максимальной скорости бега. Для системы АСЕ была обнаружена следующая тенеденция: ЧСС у носителей генотипа II составила 191 уд/мин, тогда как носители хотя бк одного делеционного аллеля демонстрировали значения ЧСС в 187 уд/мин (р=,06).

Таким образом, исследование ассоциаций показателей физической работоспособности с полиморфными генетическими системами позволяет сделать следующий вывод: носители Т-аллсля гена СКМ обладают генетической предрасположенностью к повышенным скоростно-силовым возможностям, а наличие в генотипе I-аллеля гена АСЕ, АА генотипа гена EPAS1 и СС генотипа СКМ дает преимущество к работе на выносливость.

Глава 6. Анализ ассоциаций полиморфных генетических систем с морфологическими характеристиками исследованной выборки

6.1. Общая характеристика исследованных групп. В табл. 6 представлены основные статистические показатели (X, S) тотальных размеров тела в исследованной выборке. Наименьшей длиной тела обладали представители ациклических видов спорта, а наибольшей - спортсмены игровых видов спорта (р=,020). Между остальными подгруппами экспериментальной и контрольной групп не было выявлено достоверных различий. Наибольшей массой тела обладали

сотрудники ФСКН, вероятно, из-за меньших физических нагрузок, с одной

стороны, и большим возрастом - с другой (табл. 1).

Таблица 6. Основные статистические параметры (X, 8) тотальных размеров тела в исследованной выборке

Группа Признаки

Длина тела, см Масса тела, кг Обхват груди, см ИМТ, кг/м'

X 8 X в X X Б

Спортсмены 178,0 8.8 75,6 12,4 93,8 6,8 23,7 2,7

1 175,4 9,6 74,1 15,1 93,0 8,0 23,9 3,2

2 178,8 6,7 75,7 7,7 94,8 5,8 23,3 2,1

3 180,3 9,1 77,3 12,4 93,8 6,2 23,7 2,8

Сотрудники ОСИ 176,9 5,6 78,6 9,8 97,7 6,4 25,1 2,7

4 177,1 6,2 84,0 9,8 102,3 4,9 26,7 2.6

5 176,8 5,2 74,9 8,0 94,8 5,6 23,9 2,3

6 176,9 5,7 76,8 8,1 96,2 6,4 23,1 2.4

К 179,9 5,9 73,4 9,6 92,7 6,2 22,7 2,9

Были выявлены следующие межгрупповые различия по массе тела: группа ФСКН значимо отличается от групп ацикликов, ВДВ и контрольной (р<,05). Аналогично, наибольшим ИМТ (индексом массы тела) и обхватом груди обладали сотрудники ФСКН (26,7 и 102,0 см, соответственно), что достоверно выше соответствующих значений в остальных группах (р<,0005).

Анализ морфологических особенностей в 7 подгруппах исследованной выборки позволил сделать следующие выводы: неспортсмены демонстрируют наибольшие значения толщины жировых складок (на руках, ногах и корпусе) в сочетании с небольшими значениями обхвата плеча и поперечного диаметра грудной клетки. Спортсмены подгруппы ациклических видов спорта, представленные преимущественно единоборцами, характеризуются наименьшей длиной тела, длиной ноги и шириной лодыжки, представители игровых видов спорта обладают наибольшей длиной тела, шириной колена, достаточно большими жировыми складками на животе. Полученные данные об антропологических особенностях спортсменов изученных 1рупп видов спорта хорошо согласуются с данными спортивных морфологов [Мартиросов и др., 2006; Черняк, Ключникова, 2002]. Представители ФСКН, аналогично неспортсменам, обладают повышенным жироотложением, имеют наибольшие ИМТ и массу тела, также демонстрируют наибольшие обхваты плеча и широкую ¡рудную клетку. Для изучения комплексных

межгрупповых различий использовали метод канонического дискриминантпого анализа (табл. 7, рис. 1).

Таблица 7. Результаты канонического анализа показателей функционального тестирования и морфологических характеристик для шести подгрупп исследованной выборки (N=292) :

Канонические корреляции, критерии,- вероятность ошибки 1 2 3 4 5

Каноническая корреляция 0,756 0,695 0,586 0,537 0,449

Критерий Уипкса 0,082 0,193 0,372 . 0,568 0,798

Вероятность ошибки (р) 0,000*" 0,000**» 0,000***' 0,000*** 0,000***

Признаки Стандартизованные коэффициенты канонических переменных

Пиковая работа 0,692 0,882 -0,173 -0,091 0,723

МПК 0,474 -0,247 -0,342 0,397 0,055

Пиковая мощность -0,097 -0,743 -0,075 : 0,472 -0,574

Дыхательный коэффициент -0,116 -0,388 -0,021 0,008 0,332

Длина тела -0,115 0,332 -0,209 1,251 0,009

Длина ноги 0,154 -0,520 0,398- -0,353 0,303

Длина руки -0,226 0,381 -0,355 -0,358 -0,489

Обхват плеча 1,128 -0,099 0,737 0,201 -0,259

Обхват бедра -0,009 0,087 -0,813 -0,639 -0,582

Обхват бедра 2 -0,551 0,448 0,173 0,651 0.225

Обхват предплечья -0,675 -0,444 -0,051 -0,837 0,786

Обхват талии 0,350 -0,659 0,276 0,806 0,009

Ж.Ск.верхнеподвздошная 0,447 0,517 0,441 -0,491 -0,907

Ж.Ск.Бедра 1 -0,359 0,118 0,745 0,322 0,733

Ж.Ск.Бедра 3 -0.109 -0,686 -0,416 0,106 0,441

Ж.Ск.Плеча 2 -0,245 0,457 0,279 0,082 0,007

Ж.Ск.Предплечья 0,304 0,102 -0,553 -0,150 0,034

Ж.Ск.Голени 0,004 -0,180 -0,490 0,436 -0,223

Диаметр плеч 0,525 -0,019 0,012 0,130 0,245

Ширина запястья 0,002 -0,161 -0,290 -0,449 -0,432

Накопленная пропорция 0,39 0,66 0,81 0,93 1,00

Группы Центральные точки (средние значения) канонических переменных

1 0,087 0,755 0,132 -1,206 0,096

2 1.336 0,537 -0,746 • 0,519 0,607

3 -0,038 0,599 -0,409 0,334 -0,955

4 1,322 -0,799 1,324 0,239 -0,108

5 -0,800 -1,636 -0,577 -0,174 0,068

контроль -2,222 0,801 0,681 0,609 0,404

Сокращения: Ж.Ск. - жировая складка; Ж.Ск. бедра 1 - медиальная в верхней части бедра; Ж.Ск. бедра 3 - срединная на передней поверхности; Ж.Ск. плеча 2 - на внутренней поверхности плеча; обхват бедра 2 - на середине бедра.

Первая каноническая переменная описывает 39% совместной изменчивости.

Ее информативность, главным образом, определяют следующие параметры: обхват

плеча, значение максимальной работы в тесте МАМ, обхваты плеча, предплечья и

обхват на середине бедра. Представители подгруппы неспортсменов

расположились в области низких значений первой канонической переменной; для

1,0

0,8

0,6

0.4

«я

к 0,2

3» 0,0

О.

и с -0,2

2 -0.4

т к -0,6

о X -0,8

•А -1,0

ВС

ГМ

-1,2

-1.4

-1.6

-1,8

-2,5

-2.0

1.0

них ... характерны низкие значения обхвата плеча, скоростно-силовые (максимальная работа) и аэробные возможности (низкие значения МПК), а также большие значения обхватов 15 предплечья и бедра.

Таким образом, контрольная группа

-1.5 -1.0 -0,5 0,0 0,5 1-я каноническая переменная Рис. 1. Расположение центральных точек для шести подгрупп исследованной выборки по результатам канонического анализа комплекса признаков функционального тестирования и морфологического обследования. Обозначение групп, как в табл. I.

неспортсменов характеризуется низкими значениями показателей физической работоспособности, а также слабым развитием скелетной мускулатуры плеча, и повышенным жироотложением на предплечье и бедре. На противоположном полюсе сосредоточены представители ациклических, циклических, игровых видов спорта и сотрудники силовых ведомств ФСКН. Для них характерны высокие значения физической работоспособности (как аэробной, так и анаэробной), а также меньшие обхваты предплечья и бедра, что по-видимому связано с пониженным отложением жира на данных частях тела. Вторая каноническая переменная описывает 27% изменчивости и выделяет подгруппы сотрудников ФСКН и ВДВ в область своих низких значений. Для них будут характерны большие значения толщины жировой складки на передней поверхности бедра, обхвата талии и длины ноги, меньшие значения максимальной работы, обхвата бедра и верхнеподвздошной жировой складки на животе. На рис. 1 представлено расположение центральных точек для шести подгрупп исследованной выборки для комплекса морфологических и функциональных признаков.

6.2. Ассоциации полиморфных генетических систем с продольными размерами тела. Длина тела является важным показателем, который учитывается

при отборе и профилизации во многих видах спорта: баскетбол, волейбол, легкая атлетика, гимнастика и т.п. В качестве показателей продольных размеров тела были использованы измерительные и расчетные признаки: высоты измеренных точек над полом, а также длина тела, длина руки, длина ноги и длина корпуса.

Не было найдено статистически достоверных ассоциаций изученных полиморфных генетических систем с показателями продольных размеров тела. Для таких генов, как СКМ, EPAS1, HIF1A данный результат является закономерным в свете их функции в организме. Также не было выявлено каких-либо закономерностей для полиморфных систем рецептора соматолиберина и гормона роста. Отсутствие ассоциаций полиморфизма гена GUI с показателями продольного роста может быть связано с тем, что гормон роста не является непосредственным активатором, а является предшественником соматомединов (IGFI и IGFII). Более того регуляция роста человека носит полигенный, а не моногенный характер [Li et al, 2010]. Несмотря на отсутствие статистически достоверных различий для гена GHRHR можно проследить некоторую тенденцию: носители генотипа GA обладают большей длиной тела, длиной руки и длиной корпуса по сравнению с носителями генотипа GG.

6.3. Ассоциации полиморфных генетических систем с массой и составом тела. Не вызывает сомнения тот факт, что накопление избыточного веса обусловлено во многом генетическими факторами. Особенно важна генетическая предрасположенность к набору жировой массы в видах спорта, где существует деление на весовые категории и перед соревнованиями спортсмены вынуждены сбрасывать избыточный вес. Был проведен поиск ассоциаций восьми генетических систем с массой тела, ИМТ, толщиной подкожных жировых складок и результатами биоимпедансометрии.

Получены многочисленные ассоциации полиморфизма гена FTO с толщиной практически всех измеренных подкожных жировых складок. АА генотип FTO ассоциирован с большей толщиной жировых складок. Это результат хорошо согласуется с данными других исследований [Frayling et al., 2007; Lohmueller et al., 2003; Olszewski et al., 2009]. Показано также, что носители двух мутантных А-ал-лелей демонстрируют замедленную потерю жировой массы в ответ на продолжительные тренировки, по сравнению с носителями хотя бы одного исходного аллеля [Rankinen et al., 2010]. Хотя в нашем исследовании не наблюдаются различия в

частотах распределения генотипов и аллелей между контрольной группой и экспериментальной, показано, что АА генотип гена ГГО предрасполагает к накоплению жировой массы вне зависимости от занятий спортом. Повышенному жироотложению способствует таюке наличие в геноме гомозиготного генотипа ТТ гена АСШЗ. Носители данного генотипа отличались достоверно большими значениями толщины подкожных жировых складок, нежели носители хогя бы одного исходного С-аллеля (16,0 мм у носителей ТТ против 12,0 мм у носителей СС, для верхнеподвздошной жировой складки.). Полиморфные системы генов ЕРЛБ1, СНИНК и ОН1 не обнаружили ассоциаций с показателями массы и состава тела. БЫР полиморфизм гена креатанкиназы был ассоциирован с толщиной жировой складки на груди (р=,06) и оценкой жировой массы по результатам биоимпедансометрии (р=,062). В обоих случаях носители гетерозиготного сочетания демонстрировали наибольшие значения, а наименьшие - носители генотипа СС. Ранее не было отмечено возможное влияние полиморфизма гена СКМ в накоплении жировой массы тела.

6.4. Ассоциации полиморфных генетических систем с диаметрами тела и костных эпифизов, а также с обхватными размерами тела. Анализ зависимости обхватных размеров тела от исследуемых полиморфных систем не выявил закономерностей для генов АСЕ, СКМ, СН1 и ЕРАБ!. Для системы гена Н1Р1А было показано, что носителям генотипа ТТ соответствует меньший обхват груди, нежели носителям хотя бы одного С-аллеля (85,0 см ТТ против 95,0-97,5 см для СТ и СС, соответственно. р=%05). Получены результаты, свидетельствующие об ассоциации полиморфизмов генов АСШЗ и ¥ТО с обхватами тела. Так, носителям гомозиготного генотипа ТТ по гену АСШЗ, как и носителям генотипа АА гена /ТО, соответствуют наибольшие значения обхватов, в то время как сочетание нормального и минорного аллелей приводит к значительному уменьшению значений обхватов талии, ягодиц и бедра. Данный результат, в целом, подтверждает описанные выше ассоциации гомозиготных по мутантиому аллелю генотипов с повышенным жироотложением. Проведенный анализ по поиску ассоциаций полиморфных генетических систем со значениями ширин костных эпифизов, выявил ассоциации ширины локтя и запястья с генотипом гена аШНК. Носители гетерозиготного генотипа обладали более широкими костными эпифизами (75,0 и 61,5 мм против 73,0 и 59,5 мм, р<,05). Для остальных генов ассоциации не были найдены.

Для полиморфных систем генов ACE, FTO, СКМ не было выявлено ассоциаций со значениями диаметров тела. Однако ранее были опубликованы исследования, в которых присутствовала зависимость антропометрических показателей от генотипа гена ACE [Kim, 2009; Strazzullo et al., 2003]. Для гена рецептора соматолиберина была выявлена ассоциация со значением диаметра таза. Носители одного минорного аллеля демонстрируют большие значения, нежели носители GG (28,1 см против 29,0 см, р<,05). С/Т полиморфизм гена ACTN3 оказывает влияние на диаметр таза, а также на поперечный и продольный диаметры грудной клетки. Также найдена ассоциация С/Т полиморфизма EPAS1 со значением диаметра плеч (39,8 см у носителей TT против 40,6 см у носителей С-аллеля, р=,05).

Глава 7. Комплексный анализ исследованных полиморфных генетических систем

В заключении нами была осуществлена попытка выявить сочетания генотипов выбранных для исследования полиморфных систем для шести подгрупп исследованной выборки. На рис. 2 и 3 представлены результаты применения метода главных компонент для частот встречаемости генотипов генов ACE, ACTN3, СКМ, EPAS1, FTO, GH1, GHRHR и HIFI А в шести подгруппах исследованной выборки. На рис. 2 видно, что две первые главные компоненты описывают 59% генетической изменчивости в шести подгруппах исследованной выборки, Контрольная группа неспортсменов образует отдельную группу, в то время как спортсмены игровых и циклических видов спорта образовали общий кластер. Сотрудники силовых ведомств и спортсмены ациклических видом спорта отличны и от контрольной подгруппы и от кластера спортсменов циклических и игровых видов спорта.

'ИфОвим

КОИФОЛЬ

Циклит

ВДВ Ациклию»

■

•в -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 фыгор 1:35,92%

Рис. 2. Положение подгрупп исследованной выборки в пространстве двух главных компонент по данным о частотах генотипов исследованных полиморфных систем

Далее была проанализирована совокупность исследованных полиморфных систем внутри экспериментальной группы (рис. 3). Две первые главные компоненты описывают 70% генетической изменчивости по генотипам восьми исследованных генов в пяти подгруппах экспериментальной группы. Пять подгрупп экспериментальной группы образо-

ВД9

ФСКН

Игрсоиси

Цжлжи

Ацислики

Фактор 1:37,31%

Рис. 3. Положение подгрупп экспериментальной выборки в пространстве двух главных компонент по данным о частотах генотипов исследованных полиморфных систем

вали три кластера: спортсмены игровых и циклических видов спорта; сотрудники силовых ведомств ФСКН и ВДВ; спортсмены ациклических видов спорта. Данный результат подтверждает наше предположение о различном направлении генетического отбора для спортсменов циклических и ациклических видов спорта. Также из полученных данных следует, что спортсмены игровых видов спорта, занимающие промежуточное положение как по энергообеспечению соревновательной и тренировочной деятельности, так и по кинематической характеристике двигательной активности, генетически наиболее близки к спортсменам циклических видов спорта. Выделение подгрупп сотрудников ВДВ и ФСКН в одну группу, не включающую спортсменов ациклических видов спорта, свидетельствует о генетическом своеобразии направления отбора в ОСН силовых ведомств. Несмотря на значительное сходство тренировочного процесса сотрудников ОСН и ацикликов - большинство представителей этих групп занимаются единоборствами -между ними больше генетических различий, нежели можно было ожидать.

Можно перечислить генотипы исследованных генов, которые являются характерными для каждого из получившихся кластеров. Для спортсменов, представляющих игровые и циклические виды спорта: АСТИЗ*СТ, СН1*АА, Н1Р1А*СТ, АСЕЮ1, ЕГО*АА, СКМ*ГГ. Для спортсменов-ацикликов: АСТИЗ*ТТ, вН1*АТ, АСЕЮИ. И доя кластера, объединившего сотрудников ОСН: АСЕ*П, ЕРАБ1*АА, р-рО*ТТ, аНШЛЮС. Таким образом, для спортсменов циклических и игровых ви-

дов спорта характерен отбор гетерозиготных генотипов по генам альфа-актинина 3 и ангиотензин-1 превращающего фермента; гомозиготный генотип по гену креатин-киназы обуславливает высокие скоростно-силовые возможности; АА генотип гена, ассоциированного с жировой массой, повышает риск накопления избыточного веса. Для спортсменов-ацикликов можно наблюдать сочетание гомозиготного генотипа ТТ гена АСШЗ, ассоциированного с высокой выносливостью, с гомозиготным генотипов по делеционному аллелю гена АСЕ, который детерминирует скоростно-силовые способности. Что касается подгрупп сотрудников ВДВ и ФСКН, то для них характерен отбор «генотипов выносливости» по системам генов АСЕ и ЕРАБ1\ также они не отличаются высокими значениями продольных размеров тела и наименее предрасположены к накоплению жира. Обнаруженное нами повышенное накопление жира в подгруппе ФСКН может быть в некоторой мере объяснено ббльшим возрастом представителей данной подгруппы, а также, по-видимому, внешними факторами, такими, как незначительный объем физических нагрузок и/или высококалорийная диета. В подгруппе сотрудников ВДВ значения толщины подкожных жировых складок не отличаются от таковых у спортсменов, что не противоречит полученным результатам генетического исследования.

ВЫВОДЫ

1. Частоты встречаемости генотипов полиморфных генетических систем АСТЮ, ЕРАБ}, СКМ и СНКНЯ в экспериментальной выборке достоверно отличаются от таковых в контрольной выборке. По полиморфным генетическим системам АСШЗ и СКМ происходит отбор скоростно-силовой направленности; по системе ЕРА81 - отбор аллеля выносливости; по системе СНКНЯ - носителей гетерозиготного генотипа, ассоциированного с большими длиннотными размерами тела. Таким образом, в целом исследованная группа спортсменов демонстрирует различные направления генетического отбора: предрасположенность спортсменов и к скоростно-силовой физической деятельности, и к работе на выносливость свидетельствует о необходимости наличия «базовой» генетической предрасположенности к развитию силы и выносливости для занятий спортом.

2. Выявлены генетически обусловленные различия между высококвалифицированными борцами самбо и неспортсменами по большинству изученных

полиморфных систем, но отсутствие различий между самими спортсменами в процессе роста их спортивного мастерства подчеркивает роль изначального отбора индивидов в данном виде спорта в зависимости от наследственных особенностей. Такой отбор имеет место уже на ранних стадиях специализации спортсменов в отношении борьбы самбо. Также не было найдено генетических маркеров соревновательной успешности в борьбе самбо.

3. Полиморфная генетическая система СКМ ассоциирована с характеристиками анаэробной работоспособности: средней мощностью и средней работой, продемонстрированной в тесте МАМ. Носители генотипа ТТ демонстрируют наилучшие скоростно-силовые способности в тесте МАМ, а наличие в генотипе 1-ал-леля гена АСЕ, АА генотипа гена EPAS1 и СС генотипа СКМ дает преимущество к работе на выносливость. Не обнаружено ассоциаций изученных генов со значением максимального потребления кислорода

4. Полиморфные генетические системы ACTN3 и FTO ассоциированы с морфологическими характеристиками высококвалифицированных спортсменов: носители ТТ генотипа гена ACTN3 и АА генотипа гена FTO демонстрируют большую толщину подкожных жировых складок, а также обхватных размеров тела по сравнению с носителями хотя бы одного исходного аллеля. Полиморфизмы исследованных полиморфных генетических систем не ассоциированы с продольными размерами тела,

5. Полиморфные генетические системы АСЕ, СКМ, GH1, HIF1A и EPAS1 не ассоциированы с морфологическими характеристиками высококвалифицированных спортсменов и сотрудников ОСН силовых ведомств РФ.

6. Выделен набор генотипов, отличающих представителей изученных групп видов спорта друг от друга. Для спортсменов, представляющих игровые и циклические виды спорта: ACTN3*CT, GH1 *АА, HIF1A*CT, ACE*DI, FTO*AA, СКМ*ТТ. Для спортсменов ацикликов: ACTN3*TT, GHi*AT, ACE*DD. И для кластера, объединившего сотрудников ОСН: ACE*II, EPAS1*AA, FTO*TT, GHRHR*GG. Таким образом, наиболее близкими по набору генотипов изученных генов оказались спортсмены, специализирующиеся в игровых и циклических видах спорта, сотрудники ОСН ФСКН и ВДВ. Контрольная группа и подгруппа ациклических видов спорта демонстрируют своеобразие генетического отбора,

отличающее их как от спортсменов-цикликов и игровиков, так и от сотрудников ОСН силовых ведомств.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для защиты диссертаций:

1. Бондарева Э.А. Молекулярно-генетические маркеры спортивной успешности. // Биотехнология, 2008. № 4. С. 3—21 (в соавт. с: Ростовцева Е.В., Шебанова A.C., Агапов И.И.).

2. Бондарева Э.А. Молекулярно-генетические аспекты индивидуальных различий в болеощущении и терморегуляции. // Физиология человека, 2009. Т. 35. № 1. С. 130-140 (в соавт. с: Ростовцева Е.В., Агапов И.И.).

3. Бондарева Э.А. Ассоциации четырех полиморфных генетических систем (АСЕ, ЕР ASI, ACTN3 И NOS3) со спортивной успешностью в борьбе самбо. // Весгник Московского университета. Серия XXIII, Антропология, № 1, 2010. С. 36-45 (в соавт. с: Шиян В.В., Спицьш В.А., Година Е.З.).

4. Бондарева Э.А. 'Г/А полиморфизм гена FTO ассоциирован с избыточным весом // Вестник Московского университета. Серия ХХ1П. Антропология, № 4,2010. С. 65-69. Материалы конференций:

5. Бондарева Э.А. Молекулярно-генетические маркеры аэробной и анаэробной выносливости. // Мат. XV Междунар. научной конф. студ., аспир. и молодых ученых «Ломоносов», Москва. 2008. С. 27 (в соавт. с: Шебанова A.C., Ростовцева Е.В., Агапов И.И., Трофимов Д.Ю., Тоневицкий А.Г.).

6. Бондарева Э.А. Молекулярно-генетические маркеры успешности спортсменов, занимающихся единоборствами. // Сб. научных работ молодых ученых. Москва. 2009. С.47-58 (в соавт. с: Шиян В.В., Година Е.З.).

Отпечатано в копицентре « СТ ПРИНТ » Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус, e-mail: globus9393338@yandex.ru тел.: 939-33-38 Тираж 100 экз. Подписано в печать 17.03.2011 г.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бондарева, Эльвира Александровна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Молекулярно-генетические маркеры спортивной 13 успешности.

1.1.1 Полиморфные генетические системы, ассоциированные с 14 физической работоспособностью спортсменов. а-АКТИНИН 3 (ACTN3, - а-ACTININ 3)

АНГИОТЕНЗИН I - ПРЕВРАЩАЮЩИЙ ФЕРМЕНТ 16 {АСЕ, - ANGIOTENSIN I-CONVERTING ENZYME)

КРЕАТИНКИНАЗА МЫШЦ (СО/, - CREATINE KINASE 18 MUSCLE)

ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЙ PAS ДОМЕН БЕЛКА 1 (EPAS1, - 19 ENDOTHELIAL PAS-DOMAIN PROTEIN 1)

ФАКТОР, ИНДУЦИРУЕМЫЙ ГИПОКСИЕЙ 1 АЛЬФА 19 (HIF1-ALFA, - HYPOXIA INDUCIBLE FACTOR 1 ALFA)

1.1.2 Полиморфные генетические системы, ассоциированные с 20 морфологическими характеристиками спортсменов.

ГОРМОН РОСТА 1 (GH1, - GROWTH HORMONE 1)

РЕЦЕПТОР СОМАТОЛИБЕРИНА (GHRHR,, - GROWTH 24 HORMONE RELEASING RECEPTOR)

FTO (Fat mass and obesity associated)

1.2 Физическая работоспособность

1.2.1 Энергетический метаболизм мышечного сокращения

Физиологическая интерпретация результатов тестирования 30 аэробной работоспособности.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Общая характеристика исследованной выборки

2.2. Методы морфофункционального исследования

2.2.1. Методика антропологического обследования

2.2.2. Определение максимальных аэробных возможностей

2.2.3. Определение максимальных анаэробных возможностей

2.3. Забор биологического материала у донора для выделения 42 геномной ДНК

2.4. Методы молекулярной диагностики 43 2.4.1. Выделение геномной ДНК

2.4.2. Определение генотипа образцов биологического материала

Глава 3. Частоты встречаемости генотипов 8 полиморфных 47 генетических систем в исследованной выборке

Глава 4. Ассоциации семи полиморфных генетических систем 62 {АСЕ, ЕРАБ1, АСШЗ, N083, АвТ5, АМРЭ1 и СКМ) со спортивной и соревновательной успешностью в борьбе самбо

Глава 5. Анализ ассоциаций полиморфных генетических систем с 83 функциональными характеристиками исследованной выборки

Глава 6. Анализ ассоциаций полиморфных генетических систем с 102 морфологическими характеристиками исследованной выборки

6.1. Общая характеристика исследованных групп

6.2. Ассоциации полиморфных генетических систем с 115 продольными размерами тела

6.3. Ассоциации полиморфных генетических систем с массой и 115 составом тела.

6.4. Ассоциации полиморфных генетических систем с 119 диаметрами тела и костных эпифизов, а также с обхватными размерами тела

Глава 7. Комплексный анализ исследованных полиморфных 123 генетических систем

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами"

Развитие и проявление физических качеств человека зависит в различном соотношении как от генетических, так и средовых факторов [Капктеп е1 а1., 2000, 2003]. На сегодняшний день известно более сотни молекулярно-генетических маркеров спортивной успешности [Капктеп е1 а1., 2000, 2004, 2006], которые представляют собой полиморфные генетические системы генома человека (однонуклеотидные замены, инсерции и делеции, различные повторы). Последние данные, полученные в ходе молекулярно-генетических исследований в области спорта, открыли новые возможности в разработке и применении диагностических комплексов, направленных на решение проблем медико-генетического отбора в спорте, а также на оптимизацию тренировочного процесса [Капктеп е1 а1., 2004, 2006]. В работах отечественных и зарубежных исследователей продемонстрирована высокая степень наследуемости морфологических и функциональных особенностей человека [Спицын, 2004; Шсо-Эапг ег а1., 2003; \Уо1ГаП:Ь ег а1., 2005]. Однако в большинстве работ, посвященных поиску генетических детерминант спортивной успешности исследователи, с одной стороны, ограничиваются одной или двумя полиморфными системами, в качестве фенотипа используют спортивную или соревновательную успешность, но не конкретные морфофункциональные признаки спортсменов, а с другой, - изучают в основном представителей циклических видов спорта. Также крайне мало работ по поиску ассоциаций морфологических особенностей высококвалифицированных спортсменов с различными полиморфными генетическими системами. Генетические маркеры, определяющие предрасположенность к развитию и проявлению физических качеств, характеризуют так называемый генотип успешного спортсмена. Перспективность данного научного направления для спортивной практики не вызывает сомнения. Принцип индивидуального генетического отбора, сложившийся в современной спортивной генетике, может быть применен также для формирования отрядов специального назначения (ОСН) различных силовых ведомств, так как к сотрудникам подобных подразделений предъявляются крайне высокие требования физической подготовленности. Генетические факторы, предопределяющие эффективность двигательной деятельности в экстремальных условиях, характерных, для профессиональной деятельности сотрудников силовых ведомств, могут быть приняты во внимание при формировании подобного рода подразделений.

Научная гипотеза.

Предполагается, что генетические факторы оказывают существенное влияние на изменчивость морфофункциональных характеристик высококвалифицированных спортсменов и сотрудников силовых ведомств РФ (ОСН), а также на успешность в выбранном виде спорта.

Объектом исследования является изучение влияния генетических факторов на морфофункциональные особенности людей с повышенной двигательной активностью, а также на профессиональную успешность в выбранном виде спорта.

Задачи исследования:

1. Изучить морфологические и функциональные характеристики высококвалифицированных спортсменов-мужчин, специализирующихся в различных видах спорта, сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ и контрольной группы.

2. Определить генотип образцов геномной ДНК обследованных по следующим полиморфным генетическим системам: ACE (rs4646994), ACTN3 (rsl815739), СКМ (rs8111989), EPAS1 (rsl867785), FTO (rs9939609), GH1 (rs2665802), GHRHR (rs4988496), HIFIA (rsl 1549465).

Научная новизна.

В работе были изучены полиморфные генетические системы генов АСЕ, EPAS1, ACTN3, HIFI A, GH1, GHRHR и СКМ в свете их ассоциаций с комплексом морфофункциональных характеристик спортсменов высокой квалификации, представляющих различные виды спорта, а также сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ. Частоты встречаемости генотипов полиморфных генетических систем ACTN3, EPAS1, СКМ и GHRHR в экспериментальной выборке достоверно отличаются от таковых в контрольной выборке. Получены новые сведения об ассоциациях полиморфизмов изученных генов с морфологическими и функциональными особенностями людей с повышенной двигательной активностью. Показано, что генотип СС гена СКМ ассоциирован с пониженными скоростно-силовыми возможностями, а наличие в геноме I-аллеля гена АСЕ и А-аллеля гена ЕР ASI ассоциировано с повышенными аэробными возможностями. Исследование ассоциаций изученных генов с комплексом морфологических и функциональных показателей выявило следующие закономерности: мутантные аллели генов FT О и ACTN3 детерминируют повышенное накопление жира, что обусловливает большие значения толщины подкожных жировых складок и обхватных размеров у носителей гомозиготного генотипа, по сравнению с носителями хотя бы одного исходного аллеля. Для С/Т полиморфизма гена ACTN3 ассоциации с повышенным жироотложением показаны впервые. Впервые проведено комплексное исследование генетических и морфофункциональных особенностей сотрудников ОСН различных силовых ведомств РФ и выявлены молекулярно-генетические маркеры, отличающие данную группу от спортсменов высокой квалификации. Так, для сотрудников ОСН характерно следующее сочетание генотипов: ACE*II, EPAS1*AA, FTO*TT, GHRHR*GG. Также выявлены сочетания генотипов, характерные для неспортсменов: HIF1A*TT, ACE*II, EPAS1*GG; спортсменов, представляющих игровые и циклические виды спорта: АСШЗ*СТ, GH1 *АА, HIF1A*CT, ACE*DI, FTO*AA,

СКМ*ТТ, и для спортсменов ацикликов: ACTN3*TT, GH1*AT, ACE*DD. Впервые проведено исследование влияния генетических особенностей спортсменов на их спортивную и соревновательную успешность на примере борцов-самбистов. Показано, что высококвалифицированные борцы самбо по частотам встречаемости изученных генов статистически достоверно отличаются от контрольной группы, за исключением системы АСЕ. Однако отсутствие значимых различий между борцами в процессе роста их спортивного мастерства свидетельствует о наличии отбора носителей определенных генотипов на начальном этапе спортивной карьеры. Впервые показано, что полиморфная генетическая система гена АСЕ не оказывает влияния на успешность в борьбе самбо, в отличие от циклических видов спорта.

Теоретическая значимость исследования.

Впервые показано, что в целом исследованная группа людей с повышенной двигательной активностью демонстрирует наличие двух, одновременных направлений генетического отбора: предрасположенность к скоростно-силовой физической деятельности и к работе на выносливость, что свидетельствует о необходимости наличия «базовой» генетической предрасположенности к развитию силы и выносливости. Полиморфные системы генов АСЕ, ЕР ASI и СКМ ассоциированы с характеристиками физической работоспособности. Впервые для различных групп видов спорта удалось выделить набор генотипов изученных генов, отличающих данные группы видов спорта друг от друга.

Практическая значимость исследования.

Анализ полиморфизмов генов ACE, EPAS1, ACTN3, HIFI A, GH1, GHRHR и СКМ может быть рекомендован в качестве диагностического комплекса медико-генетического обеспечения в спорте высоких достижений для оценки предрасположенности к определенному виду физической деятельности, а также для оценки предполагаемой успешности в выбранном виде спорта и учета морфологических особенностей. Данные диссертационного исследования об ассоциациях полиморфных генетических систем с морфофункциональными особенностями высококвалифицированных спортсменов используются при чтении лекций на кафедре анатомии и биологической антропологии РГУФКСиТ.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Существуют достоверные различия в частотах встречаемости генотипов генов ACE, EPAS1, ACTN3, HIFI A, GH1, GHRHR и СКМ в группах спортсменов, сотрудников ОСН и неспортсменов.

3. Генотипы генов АСЕ, ЕР ASI, ACTN3, HIFI A, GH1, GHRHR и СКМ ассоциированы с морфологическими и функциональными характеристиками высококвалифицированных спортсменов.

4. Спортсмены с различной спортивной и соревновательной успешностью достоверно различаются по частотам встречаемости генотипов генов АСЕ, EPAS1, ACTN3, HIFI A, GH1, GHRHR и СКМ.

Заключение Диссертация по теме "Антропология", Бондарева, Эльвира Александровна

выводы

1. Частоты встречаемости генотипов полиморфных генетических систем ACTN3, ЕР ASI, СКМ и GHRHR в экспериментальной выборке достоверно отличаются от таковых в контрольной выборке. По полиморфным генетическим системам ACTN3 и СКМ происходит отбор скоростно-силовой направленности; по системе EPAS1 — отбор аллеля выносливости; по системе GHRHR - носителей гетерозиготного генотипа, ассоциированного с большими длиннотными размерами тела. Таким образом, в целом исследованная группа спортсменов демонстрирует различные направления генетического отбора: предрасположенность спортсменов и к скоростно-силовой физической деятельности, и к работе на выносливость свидетельствует о необходимости наличия «базовой» генетической предрасположенности к развитию силы и выносливости для занятий спортом.

2. Выявлены генетически обусловленные различия между высококвалифицированными борцами самбо и неспортсменами по большинству изученных полиморфных систем, но отсутствие различий между самими спортсменами в процессе роста их спортивного мастерства подчеркивает роль изначального отбора индивидов в данном виде спорта в зависимости от наследственных особенностей. Такой отбор имеет место уже на ранних стадиях специализации спортсменов в отно^шении борьбы самбо. Также не было найдено генетических маркеров соревно-вательной успешности в борьбе самбо.

3. Полиморфная генетическая система СКМ ассоциирована с характеристиками анаэробной работоспособности: средней мощностью и средней работой, продемонстрированной в тесте МАМ. Носители генотипа ТТ демонстрируют наилучшие скоростно-силовые способности в тесте МАМ, а наличие в генотипе I-аллеля гена АСЕ, АА генотипа гена ЕР ASI и СС генотипа СКМ дает преимущество к работе на выносливость. Не обнаружено ассоциаций изученных генов со значением максимального потребления кислорода

4. Полиморфные генетические системы ACTN3 и FTO ассоциированы с морфологическими характеристиками высококвалифицированных спортсменов: носители TT генотипа гена ACTN3 и АА генотипа гена FTO демонстрируют большую толщину подкожных жировых складок, а также обхватных размеров тела по сравнению с носителями хотя бы одного исходного аллеля. Полиморфизмы иссле^дованных полиморфных генетических систем не ассоциированы с про-дольными размерами тела,

5. Полиморфные генетические системы ACE, СКМ, GH1, HIFI А и ЕР ASI не ассоциированы с морфологическими характеристиками высококвалифицированных спортсменов и сотрудников ОСН силовых ведомств РФ.

6. Выделен набор генотипов, отличающих представителей изученных групп видов спорта друг от друга. Для спортсменов, представляющих игровые и цикли-ческие виды спорта: ACTN3*CT, GH1 *АА, HIF1A*CT, АСЕЮ1, FTO*AA, СКМ*ТТ. Для спортсменов ацикликов: ACTN3*TT, GH1*AT, ACE*DD. И для кластера, объединившего сотрудников OCH: ACE*II, EPAS1*AA, FTO*TT, GHRHR*GG. Таким образом, наиболее близкими по набору генотипов изученных генов ока зались спортсмены, специализирующиеся в игровых и циклических видах спорта, сотрудники ОСН ФСКН и ВДВ. Контрольная группа и подгруппа ациклических видов спорта демонстрируют своеобразие генетического отбора, отличающее их как от спортсменов-цикликов и игровиков, так и от сотрудников ОСН силовых ведомств.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бондарева, Эльвира Александровна, Москва

1. Абрамова Т.Ф. Пальцевая дерматоглифика и физические способности: Дис. . д-ра биол. наук, М., 2003

2. Бондарева Э.А., Ростовцева Е.В., Шебанова A.C., Агапов И.И. Молекулярно-генетические маркеры спортивной успешности // Биотехнология. 2008. № 4. С. 3-21.

3. Бондарева Э.А. Т/А полиморфизм гена FTO ассоциирован с избыточным весом // Вестник Московского университета. Серия XXIII. Антропология, № 4, 2010. С. 65-69.

4. Бунак В.В. Антропометрия. М.: Учпедгиз, 1941. - 368 с.

5. Волков Н. И. Физическая работоспособность человека. В книге «Современное естествознание»: Энциклопедия, том 2, Общая биология. М.:Флинта-Наука, 1999, с.260-266.

6. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко A.A., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. Киев: Олимпийская литература, 2000, с. 370-379.

7. Лутовинова Н.Ю., Уткина М.И. Материал, методика его разработки и интерпретация // Строение тела и спорт. М.: МГУ, 1968. - С.56-71.

8. Мартиросов Э.Г., Николаев Д.В. Руднев С.Г. Технологии и методы определения состава тела человека. М.:Наука, 2006.

9. Ю.Матвеев Л.П. Основы общей теории спорта и системы подготовки спортсменов. М., 1999

10. П.Ростовцева Е.В., Бондарева Э.А., Агапов И.И. Молекулярно-генетические аспекты индивидуальных различий в болеощущении и терморегуляции. Физиология человека. 2009. Т. 35. № 1. С. 130-140.

11. Сергеев В.А. Характеристика физического развития спортсменов высших разрядов // Врачебные наблюдения за спортсменами во время тренировки: Сб. науч. тр. — М.: ФиС, 1963.-С. 18-29.

12. Спицын В.А. Проблемы современной антропологии. Сборник, посвященный 70-летию со дня рождения профессора Б.А. Никитюка / Под ред. В.В. Кузина, О.В. Матыцына, Е.З. Годиной. М.: Флинта, Наука, 2004. С. 113-128.

13. Adamo К. В.; Sigal R. G.; Williams К.; Kenny G.; Prud'homme D.; Tesson F. Influence of Pro 12Ala peroxisome proliferators-activated receptor y2 polymorphism on glucose response to exercise training in type 2 diabetes. Diabetologia 2005 48:1503-1509.

14. Arai H.; Myiyamoto K.; Taketani Y., et al. A vitamin D receptor gene polymorphism in the translation initiation codon: effect on protein activity and relation to bone mineral density in Japanese women. J Bone Miner Res. 1997 12:915-921.

15. Atha J. Strengthening muscle //Exercise and Sport Science Reviews, 1981, v. 9, p. 173.

16. Baltzoponlos V., Brodie P. A. Isokinetic dynamometry: Applications and limitations //Sports Medicine, 1989, v.8, p.101-116.

17. Bottinelli R., Reggiani C. Human skeletal muscle fibres: Molecular and functional diversity// Progress in Biophysics and Molecular Biology, 2000, v. 73, p. 195-262.

18. Bottinelli R.; Canepari M.; Pellegrino M. A., and Reggiani C. Force-velocity properties of human skeletal muscle fibres: myosin heavy chain isoform and temperature dependence. J Physiol 1996 495: 573-586 .

19. Brodde OE and Michel MC. Adrenergic and muscarinic receptors in the human heart. Pharmacol Rev 51: 651-690, 1999.

20. Bustamante M.; Nogues X.; Enjuanes A.; Elosua R.; Garcia-Giralt N.; Perez-Edo L.; Caceres E.; Carreras R.; Mellibovsky L.; Balcells S.; Diez-Perez A., and Grinberg D.

21. COL1A1, ESR1, VDR and TGFB1 polymorphisms and haplotypes in relation to BMD in Spanish postmenopausal women. Osteoporos Int. 2007 18(2):235-43.

22. Carter JB, Banister EW, and Blaber AP. The effect of age and gender on heart rate variability after endurance training. Med Sci Sports Exerc 35: 1333-1340, 2003.

23. Corbalan et al. The 27Glu polymorphism of the b2-adrenergic receptor gene interacts with physical activity influencing obesity risk among female subjects. Clin Genet 2002 61:305-307.

24. Crabtree GR. Generic signals and specific outcomes: signaling through Ca2+, calcineurin, andNF-AT. Cell 1999;96:611 -4.

25. De Windt L J, Lim HW, Bueno OF, et al. Targeted inhibition of calcineurin attenuates cardiac hypertrophy in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A 2001;98:3322 -7.

26. Dennison E. M.; Syddall H. E.; Rodriguez S.; Voropanov A.; Day I. N., and Cooper

27. C. Polymorphism in the growth hormone gene, weight in infancy, and adult bone mass. J Clin Endocrinol Metab. 2004 89(10):4898-903

28. Devaney J. M.; Hoffman E. P.; Gordish-Dressman H.; Kearns A.; Zambraski E., and Clarkson, P. M. IGF-II Gene Region Polymorphisms Related to Exertional Muscle Damage. J Appl Physiol. 2007 8.

29. Eisenach J. H.; McGuire A. M.; Schwingler R. M.; Turner S. T.; Joyner M. J. The Argl6/Gly beta2-adrenergic receptor polymorphism is associated with altered cardiovascular responses to isometric exercise. Physiol Genomics 2004 16:323-328.

30. Eisenberg B. R. Quantitative ultrastructure of mammalian skeletal muscle. — In: L.

31. D. Peachey, R. H. Adrian, S. R. Geyn (eds). "Handbook of Physiology", Sect. 10, Skeletal muscle, Be thesda: Am. Physiol. Society, 1983, p. 7-112.

32. Engeli S, Negrel R, Sharma AM (2000) Physiology and pathophysiology of the adipose tissue renin-angiotensin system. Hypertension 35:1270-1277.

33. Enoksson S.; Talbot M.; Rife F.; Tamborlane W. V.; Sherwin R. S.; Caprio S. Impaired in vivo stimulation of lipolysis in adipose tissue by selective beta-2-adrenergec agonist in obese adolescent girls. Diabetes 2000 49:2149-53.

34. Eto Y, Yonekura K, Sonoda M, et al. Calcineurin is activated in rat hearts with physiological left ventricular hypertrophy induced by voluntary exercise training. Circulation 2000; 101:2134 -7.

35. Ferrell R. E.; Conte V.; Lawrence E. C.; Roth S. M.; Hagberg J. M., and Hurley B. F. Frequent sequence variation in the human myostatin (GDF8) gene as a marker for analysis of muscle-related phenotypes. Genomics. 1999 162(2):203-7.

36. Fisher H.; Esbjornsson M.; Sabina R. L.; Stromberg A.; Peyrard-Janvid M., and Norman B. AMP deaminase deficiency is associated with lower sprint cycling performance in healthy subjects. J Appl Physiol 2007 103:315-322.

37. Forger N.G.; Roberts S.L.; Wong V., and Breedlove S.M. Ciliary neurotrophic factor maintains motoneuron and their target muscles in developing rats. J Neurosci 2000 88:1623-1630.

38. Fukuda N.; Sasaki D.; Ishiwata S.; and Kurihara S. Length dependence of tension generation in rat skinned cardiac muscle: role of titin in the Frank-Starling mechanism of the heart. Circulation 2001 104:1639-1645.

39. Gaunt T. R.; Cooper J. A.; Miller G. J.; Day I. N., and O'Dell S. D. Positive associations between single nucleotide polymorphisms in the IGF2 gene region and body mass index in adult males. Hum Mol Genet. 2001 1 10(14):1491-501.

40. Gayagay G.; Yu B.; Hambly B. et al. Elite endurance athletes and the ACE I allele: the role af genes in athletic performance. Hum Genet 1998 103:48-50.

41. Gaylinn BP. Growth hormone releasing hormone receptor. Receptors Channels. 2002;8(3-4): 155-62.

42. Gladden L. B. Lactate Metabolism during Exercise. — In: J. R. Poortmans (ed.) Principles of Exercise Biochemistry, 3rd., rev. ed. — Medicine and Sport Science, v.46 Basel: Karger, 2004, p. 152-196.

43. Gomez-Gallego F, Santiago C, Gonzalez-Freire M, Yvert T, Muniesa CA, Seiratosa L, Altmae S, Ruiz JR, Lucia A The C allele of the AGT Met235Thr polymorphism is associated with power sports performance. Appl Physiol Nutr Metab. 2009 Dec;34(6):l 108-11.

44. Green S.; Turki J.; Innis M.; Ligget S. B. Amino-terminal polymorphism of the human b2-adrenergic receptor impact distinct agonist-promoted regulatory properties. Biochemistry 1994 33:9414-9419.

45. Han S. W.; Kim G. W.; Seo J. S.; Kim S. J.; Sa K. H.; Park J. Y.; Lee J.; Kim S. Y.; Goronzy J. J.; Weyand C. M., and Kang Y. M. VEGF gene polymorphisms and susceptibility to rheumatoid arthritis. Rheumatology (Oxford). 2004 43(9): 1173-7.

46. Hand B. D., McCole S. D., Brown M. D., Park J. J., Ferrell R. E., Huberty A., Douglass L. W., Hagberg J. M. NOS3 Gene Polymorphisms and Exercise Hemodynamics in Postmenopausal Women Int J Sports Med 2006; 27(12): 951-958

47. Hao SC, Chai A, and Kligfield P. Heart rate recovery response to symptom-limited treadmill exercise after cardiac rehabilitation in patients with coronary artery disease with and without recent events. Am J Cardiol 90: 763-765,2002.

48. Hautala AJ, Makikallio TH, Kiviniemi A, Laukkanen RT, Nissila S, Huikuri HV, and Tulppo MP. Heart rate dynamics after controlled training followed by a home-based exercise program. Eur JAppl Physiol 92: 289-297, 2004.

49. Hennes MM, O'Shaughnessy IM, Kelly TM, LaBelle P, Egan BM, Kissebah AH (1996) Insulin-resistant lipolysis in abdominally obese hypertensive individuals. Role of the renin-angiotensin system. Hypertension 28:120-126.

50. Hill A. V. Trails and Trials in Physiology — Baltimore: Williams and Wilkins, 1965, p. 147.

51. Hochachka P. W. Muscles as Molecular and Metabolic Machines — Boca Raton: CRC Press, 1994, p.158.

52. Hubacek JA, Pikhart H, Peasey A, Kubinova R, Bobak M. FTO variant, energy intake, physical activity and basal metabolic rate in Caucasians. The HAPIEE study. Physiol Res. 2010.

53. Hultman E., Sjoholm H. Energy metabolism and contraction force of human skeletal muscle in suty // Physiol. (London), 1983, v. 345, p. 525-539.

54. Jowett JB, Curran JE, Johnson MP, Carless MA, Goring HH, Dyer TP, Cole SA, Comuzzie AG, MacCluer JW, Moses EK, Blangero J. Genetic variation at the FTO locus influences RBL2 gene expression. Diabetes. 2010 Mar;59(3):726-32.

55. Kanazawa H.; Hirata K.; Toshikawa J. Effects of captopril administration on pulmonary haemodynamics and tissue oxygenation during exercise in ACE gene subtypes in patients with COPD: s preliminary study. Thorax 2003 58:629-631.

56. Kaprio, J., Rimpel, A.,Winter, T., Viken, R.J., Rimpela, M., and Rose, R.J. (1995). Common genetic influences on BMI and age at menarche. Hum. Biol. 67, 739-753; Lettre, G. (2009). Genetic regulation of adult stature. Curr. Opin. Pediatr. 21, 515— 522

57. Katch V., Weltman A., Martin R., Gray L.Optimal test characteristics for maximal anaerobic work on the bicycle ergometer // Res. Quarterly, 1977, v. 43, p. 319-326.

58. Klee CB, Draetta GF, Hubbard MJ. Calcineurin. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol 1988;61:149-200.

59. Komi P. V. (eds.) Strength and Power in Sport. — Oxford, Blackwell Scientific, 1992, p. 193.

60. Krizanova O.; Koska J.; Vigas M., and Kvetnansky R. Correlation of M235T DNA polymorphism with cardiovascular and endocrine responses during physical exercise in healthy subjects. Physiol Res. 1998; 47(2):81-8.

61. Kulig K., Andrews J., Hag J. G. Human strength curves// Exercise and Sports Science Reviews, 1984, v.12, p.417-466.

62. Langdahl B. L.; Stenkjaer L.; Carstens M.; Tofteng C. L., and Eriksen E. F. A CAG repeat polymorphism in the androgen receptor gene is associated with reduced bone mass and increased risk of osteoporotic fractures. Calcif Tissue Int. 2003 73(3):237-43.

63. Lim HW, De Windt L J, Steinberg L, et al. Calcineurin expression, activation, and function in cardiac pressure-overload hypertrophy.Circulation 2000;101:2431 -7.

64. Long J. R.; Liu P. Y.; Lu Y.; Dvornyk V.; Xiong D. H.; Zhao L. J., and Deng H. W. Tests of linkage and/or association of TGF-betal and COL1A1 genes with bone mass. Osteoporos Int. 2005 16(l):86-92.

65. Lorentzon M.; Lorentzon R., and Nordstrom P. Vitamin D receptor gene polymorphism is related to bone density, circulating osteocalcin, and parathyroid hormone in healthy adolescent girls. J Bone Miner Metab. 2001 19(5):302-7.

66. Lucia A.; Gomez-Gallego F.; Santiago C.; Bandres F.; Earnest C.; Rabadan M.; Alonso J. M.; Hoyos J.; Cordova A.; Villa G., and Foster C. ACTN3 genotype in professional endurance cyclists. Int J Sports Med. 2006 27(11):880-4.

67. Lucia A.; Martin M. A.; Esteve-Lando J.; San Juan A. F.; Rubio J. C.; Olivan J.; Arenas J. C34T mutation of the AMPD1 gene in an elite white runner. Br J Sports Med 2006 40:7-.

68. Lucia A.; Olivan J.; Gomez-Gallego F.; Santiago C.; Montil M., and Foster C. Citius and longius (faster and longer) with no alpha- actinin-3 in skeletal muscles? Br J Sports Med. 2007 8.

69. Lung C. C.; Chan E. K.; and Zuraw B. L. Analysis of an exon 1 polymorphism of the B2 bradykinin receptor gene and its transcript in normal subjects and patients with CI inhibitor defieciency. J Allergy Clin Immunol 1997 99:134-146.

70. Macho-Azcarate T.; Marti A.; Calabuig J.; Martinez J. A. Basal fat oxidation and after a peak oxygen consumption test in obese women with a b2 adrenoreceptor gene polymorphism. J of Nutritional Biochemistry 2003 14:275-279.

71. Macho-Azcarate T.; Marti A.; Gonzalez A.; Martinez J. A.; Ibanez J. Gln27Glu polymorphism in the beta2adrenergetic receptor gene and lipid metabolism during exercise in obese woman. Int J of Obesity 2002 26:1434-1441.

72. Marban E, Kitakaze M, Kusuoka H, et al. Intracellular free calcium concentration measured with 19F NMR spectroscopy in intact ferret hearts. Proc Natl Acad Sci U S A 1987;84:6005 -9.

73. Marques M. J. and Neto H. S. Ciliary neurotrophic factor stimulates in vivo myotube formation in mice. Neurosci Lett. 1997 26 234(l):43-6.

74. Masu Y.; Wolf E.; Holtmann B.; Sendtner M.; Brem G., and Thoenen H. Disruption of the CNTF gene results in motor neuron degeneration. Nature. 1993 365(6441):27-32.

75. McCole S. D.; Brown M. D.; Moore G. E.; Ferrell R. E.; Wilund K. R.; Huberty A.; Douglass L. W., and Hagberg J. M. Angiotensinogen M235T polymorphism associates with exercise hemodynamics in postmenopausal women. Physiol Genomics. 2002 14 10(2):63-9.

76. McNally E. M. Powerful genes—myostatin regulation of human muscle mass. N Engl J Med. 2004 24 350(26):2642-4.

77. Montgomery H. E.; Marshall R.; Hemingway H. et al. Human gene for physical performance. Nature 1998 393:221-222.

78. Moore G. E.; Shuldiner A. R.; Zmuda J. M.; Ferrell R. E.; McCole S. D., and Hagberg J. M. Obesity gene variant and elite endurance performance. Metabolism 2001 50:1391-1392.

79. Myerson S.; Hemingway H.; Budget R.; Martin J.; Humphries S., and Montgomery H. Human angiotensin I-converting enzyme gene and endurance performance. J Appl Physiol. 1999 87(4): 1313-6.

80. Nakamura O.; Ishii T.; Ando Y.; Amagai H.; Oto M.; Imafuji T., and Tokuyama K. Potential role of vitamin D receptor gene polymorphism in determining bone phenotype in young male athletes. J Appl Physiol. 2002 93(6): 1973-9.

81. Nazarov I. B.; Woods D. R.; Montgomery H. E.; Shneider O.V.; Kazakov V. I.; Tomilin N. V.; and Rogozkin V. A. The angiotensin-converting enzyme I/D polymorphism in Russian athletes. Eur J of Hum Genet 2001 9:797-801.

82. Norman Barbara, Nygren Anders T, Nowak Jacek, Sabina Richard L. The effect of AMPD1 genotype on blood flow response to sprint Exercise Eur J Appl Physiol (2008) 103:173-180.

83. Okasha, M., Gunnell, D., Holly, J., and Davey Smith, G.2002. Childhood growth and adult cancer. Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 16, 225-241.

84. Peroulakis M. E. and Forger N. G. Ciliary neurotrophic factor increases muscle fiber number in the developing levator ani muscle of female rats. Neurosci Lett. 2000 22 296(2-3):73-6.

85. Ponsonby AL, Blizzard L, Pezic A, Cochrane JA, Ellis JA, Morley R, Dickinson JL, Sale MM, Richards SM, Dwyer T. Obesity (Silver Spring). 2008 Sep;16(9):2141-7.

86. Rankinen T. Rice T, Teran-Garcia M. Rao DC, Bouchard C. FTO genotype is associated with exercise training-induced changes in body composition. Obesity (Silver Spring). 2010 Feb: 18(2^322-6.

87. Rankinen T.; Bray M. S.; Hagberg J. M.; Perusse L.; Roth S. M.; Wolfarth B., and Bouchard C. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2005 update. Med Sci Sports Exerc. 2006 38(11):1863-88.

88. Rankinen T.; Perusse L.; Rauramaa R.; Rivera M. A.; Wolfarth B., and Bouchard C. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2003 update. Med Sci Sports Exerc. 2004 36(9): 1451-69.

89. Rankinen T.; Rice T.; Boudreau A.; Leon A. S.; Skinner J. S.; Wilmore J. H.; Rao D. C., and Bouchard C. Titin is a candidate gene for stroke volume response to endurance training: the HERITAGE Family Study. Physiol Genomics. 2003 29 15(l):27-33.

90. Rauramaa R.; Kuhanen R.; Lakka T. A.; Vaisanen S. B.; Halonen P.; Alen M.; Rankinen T., and Bouchard C. Physical exercise and blood pressure with reference to the angiotensinogen M235T polymorphism. Physiol Genomics. 2002 14 10(2):71-7.

91. Riechman S. E.; Balasekaran G.; Roth S. M.; and Ferrell R. E. Association of interleukin-15 protein and interleukin-15 receptor genetic variation with resistance exercise training responses. J Appl Physiol 2004 97: 2214-2219.

92. Roth S. M.; Metter E. J.; Lee M. R.; Hurley B. F., and Ferrell R. E. C174T polymorphism in the CNTF receptor gene is associated with fat-free mass in men and women. J Appl Physiol. 2003 95(4): 1425-30.

93. Roth S. M.; Schrager M. A.; Ferrel R. E.; Riechman S. E.; Metter E. J.; Lynch N. A.; Lindle R. S.; Hurley B. F. CNTF genotype is associated with muscular strength and quality in humans across the adult age span. J Appl Physiol 2001 90:1205-1210.

94. Rothermel BA, McKinsey TA, Vega RB, et al. Myocyte-enriched calcineurin-interacting protein, MCIP1, inhibits cardiac hypertrophy in vivo. Proc Natl Acad Sci USA 2001;98:3328- 33.

95. Sadoshima J, Izumo S. Signal transduction pathways of angiotensin II-induced c-fos gene expression in cardiac myocytes in vitro. Roles of phospholipid-derived second messengers. Circ Res 1993; 73:424 38.

96. Sahlin K.High-Energy Phosphates and Muscle Energetics. — In: Poortmans J. R. (ed.), Principles of Exercise Biochemistry, third, rev. ed.; Med. Sport Science, v. 46 Basel: Karger, 2004, p.87-107.

97. Sargeant A. J. Neuromuscular determinants of human performance. In: B. J. Whipp, A. J. Sargeant (eds) Physiological Determinants of Exercise Tolerance in Humans. — London: Portland Press, p. 13-28.

98. Sayer A. A.; Syddall H.; O'Dell S. D.; Chen X. H.; Briggs P. J.; Briggs R.; Day I. N., and Cooper C. Polymorphism of the IGF2 gene, birth weight and grip strength in adult men. Age Ageing. 2002 31(6):468-70.

99. Seongwon Cha, Imhoi Koo, Byung L. Park, Sangkyun Jeong, Sun M. Choi, Kil S. Kim, Hyoung D. Shin and Jong Y. Kim Genetic Effects of FTO and MC4R Polymorphisms on Body Mass in Constitutional Types eCAM 2009;P 1 -8.

100. Silventoinen, K., Pietilainen, K.H., Tynelius, P., S0rensen, T.I., Kaprio, J., and Rasmussen, F. (2008). Genetic regulation of growth from birth to 18 years of age: The Swedish young male twins study. Am. J. Hum. Biol. 20, 292-298.

101. Singh JP, Larson MG, O'Donnell CJ, Tsuji H, Corey D, and Levy D. Genome scan linkage results for heart rate variability (the Framingham Heart Study). Am J Cardiol 90: 1290-1293, 2002.

102. Spurway N. C.Muscle In; Basic and Applied Sciences for Sports Medicine, Ed. by R. J. Mongen, — Oxford; Bufferworth and Heinemann, 1999, p. 1-47.

103. Squire J.M. Architecture and function in the muscle sarcomer. Curr Opin Struct Biol 1997 7:247-257.

104. Stienen G. J.; Kiers J. L.; Bottinelli R.,and Reggiani C. Myofibrillar ATPase activity in skinned human skeletal muscle fibres: fibre type and temperature dependence. J Physiol 1996 493: 299-307.

105. Strazzullo P, Iacone R, Iacoviello L, Russo O, Barba G, Russo P, D'Orazio A, Barbato A, Cappuccio FP, Farinaro E, Siani A; Olivetti Prospective Heart Study. Ann Intern Med. 2003 Jan 7;138(l):17-23.

106. Takahashi R.; Yokoji H.; Misawa H.; Hu J.; and Deguchi T. A null mutation in the human CNTF gene is not causally related to neurological diseases. Nat Genet 7:79-84.

107. Tee J.C.; Bosch A. N., and Lambert M. I. Metabolic consequences of exercise induced muscle damage. Sport Med. 2007 37(10):827-836.

108. Tilkeridis C.; Bei T.; Garantziotis S.; Stratakis C.A. Association of a COL1A1 polymorphisn with lumbar disk disease in young military recruits. J Med Genet 2005 42:e44.

109. Vidal-Puig A. J.; Considine R. V.; Jimenez-Linan M. et al. Peroxisome proliferators-activated receptor gene expression in human tissues. Effects of obesity, weight loss, and regulation by insulin and glucocorticoids. J Clin Invest 197 99:241622.

110. Walsh S.; Zmuda J. M.; Cauley J. A.; Shea P. R.; Metter E. J.; Hurley B. F.; Ferrell R. E., and Roth S. M. Androgen receptor CAG repeat polymorphism is associated with fat-free mass in men. J Appl Physiol. 2005 98(1): 132-7.

111. Weedon, M.N., and Frayling, T.M. 2008. Reaching new heights: Insights into the genetics of human stature. Trends Genet. 24, 595-603.

112. Wilkins BJ, Molkentin JD. Calcineurin and cardiac hypertrophy: where have we been? Where are we going? J Physiol 2002;541:1 — 8.

113. Williams A. G.; Dhamrait S. S.; Wootton P. T. E.; Day S. H.; Hawe E.; Payne J. R.; Myerson S. G.; World M.; Budgett R.; Humphries S. E.; Montgomery H. E. Bradykinin receptor gene variant and human physical performance. J Appl Physiol 2004 96:938-942.

114. Willis W. T., Jackman M. R. Mitochondrial function during heavy exercise // Med. Science in Sport and Exercise, 1994, v. 26, p.1347-1353.

115. Woledge R. C., Curtin N. A., Homsher E. Energetic Aspects of Muscular Contraction. — London: Academic Press, 1983, p. 304.

116. Wolfarth B.; Bray M. S.; Hagberg J. M.; Perusse L.; Rauramaa R.; Rivera M. A.; Roth S. M.; Rankinen T., and Bouchard C. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2004 update. Med Sci Sports Exerc. 200537(6):881-903.

117. Yang N.; MacArthur D. G.; Gulbin J. P.; Hahn A. G.; Beggs A. H.; Easteal S., and North K. ACTN3 genotype is associated with human elite athletic performance. Am J Hum Genet. 2003 73(3):627-31.

118. Zhank B.; Tanaka H.; Shono N.; Miura S.; Kiyonaga A.; Shindo M.; Saku K. The I allele of the angiotensin-converting enzyme is associated with an increased percentage of slow-twitch type I fibers in human skeletal muscle. Clin Genet 2003 63: 139-144.

119. Zhou D. Q.; Hu Y.; Liu G.; L Gong, Xi Y.; Wen L. Muscle-specific creatine kinase gene polymorphism and running economy responses to an 18-week 5000-m training programme. Br J Sports Med 2006; 40:988-991.

120. Zitzmann M.; Brune M.; Kornmann B.; Gromoll J.; Junker R.; Nieschlag E. The CAG repeat polymorphism in the androgen receptor gene affects bone density and bone metabolism in healthy males. Clin Endocrinol (Oxf). 2001 55(5):649-57.

Информация о работе

Бондарева, Эльвира Александровна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.03.02

Диссертация

Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Морфофункциональные особенности высококвалифицированных спортсменов и их ассоциации с полиморфными генетическими системами - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы