Особенности адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант

Муженя, Дмитрий Витальевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант"

На правах рукописи

Муженя Дмитрий Витальевич

Особенности адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант

03.03.01 — Физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г о !

Майкоп-2013

005062129

Работа выполнена на кафедре физиологии ФГБОУ ВПО «Адыгейский государственный университет» в лабораториях «Физиология развития ребенка» и «Иммуногенетическая лаборатория»

Научный руководитель: Тугуз Аминат Рамазановна

доктор биологических наук

Официальные оппоненты:

Водолажская Маргарита Геннадьевна

доктор биологических наук, профессор, научный сотрудник, ФГБУ «НИИ Экспериментальной медицины» СЗО РАМН»

Почешхова Эльвира Аслановна

доктор медицинских наук, ГБОУ ВПО «КубГМУ», профессор кафедры биологии с курсом медицинской генетики

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Сочинский государственный университет»

Защита диссертации состоится «21» июня 2013г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 в Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Пионерская, 260, конференц-зал научной библиотеки АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Адыгейского государственного университета, с авторефератом на сайте ВАК http://www.vak.ed.gov.ru и на сайте Адыгейского государственного университета www.adygnet.ru.

Автореферат разослан «3.0» мая 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современный спорт высших достижений требует функционирования всех систем организма в зоне абсолютных физиологических пределов (A.B. Болотов, 2004; Н.И. Волков, 2005; Р.Г. Гаибов, 2005; A.B. Шаханова, 2008; А.А Кузьмин, 2011; С.С. Гречишкина, 2012; Т.Г.Петрова, 2012). Одной из важнейших функциональных систем организма, лимитирующей и определяющей физическую работоспособность, а так же интенсивность и длительность реакций целостного организма на спортивную физическую нагрузку, является кардиореспираторная система. Центральным вопросом физиологии современного спорта является адаптация кардиореспираторной системы к возрастающим физическим нагрузкам (Н.И. Иванова, 2003; Г.М. Маслова с соавт., 2009; В.Д. Сонькин с соавт., 2009; A.A. Кузьмин, 2011; С.С. Гречишкина, 2012; J.P. Boineau, 2007; В. Gutnik, М. Henneberg, 2009; N. Wolanski, 2009). Резервные возможности кардиореспираторной системы определяют функциональный и адаптационный потенциал организма, уровень его физической работоспособности в условиях тренировочной и соревновательной деятельности (A.B. Шаханова, 1998-2000; В.М. Шумихина, 2005; O.A. Бутова с соавт., 2006; Н.И. Шлык, 2010). Высокая физическая •работоспособность отражает потенциальные возможности достижения высоких результатов в избранном виде спорта.

Исследования механизмов адаптации кардиореспираторной системы спортсменов к физическим нагрузкам, основанные на системном многоуровневом подходе с использованием современных информативных наукоемких технологий, позволяют определять не только на функциональном, но и генетическом уровнях потенциальные возможности организма к различным видам спортивной деятельности, а также выявить степень сопряженности физической работоспособности с молекулярно-генетическими детерминантами развития адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов (В.А. Рогозкин и др., 2000-2005; И.И. Ахметов, 2006-2009; S. Roth et al., 2007; M.N. Weedon, T.M. Frayling, 2008; M.S. Bray et al., 2009).

В процессе реализации международной программы «Геном человека» идентифицированы молекулярно-генетические детерминанты,

ассоциированные с формированием и развитием адаптационных возможностей человека при выполнении интенсивных физических нагрузок (Т. Rankinen et al., 2006, M.S. Bray et al., 2009). В работах отечественных и зарубежных исследователей отмечена корреляция некоторых генов с физической деятельностью. (В.А. Спицын, 2004; В.А. Рогозкин и др., 20002005; И.И. Ахметов, 2006-2009; Е.А. Бондарева, 2011; Т. Rankinen et al., 20002006; М. Collins et a!., 2009). Одним из перспективных направлений современных исследований является изучение ассоциации полиморфизмов генов ренин-ангиотензиновой системы, фолатного цикла с адаптивными возможностями спортсменов в условиях интенсивных нагрузок

(И.И. Ахметов, 2011; H.Montgomery et al., 1998; I.V. Nazarov et al., 2001; M.N. Weedon, T.M. Frayling, 2008).

Вместе с тем, проведенные исследования фрагментарны, не обеспечивают целостного представления о механизмах развития функциональных возможностей и физической работоспособности организма, в реализации которых важная роль принадлежит регуляции экспрессии генов посредством широкого спектра мутаций (SNP, аллельных и инсерционно-делеционных вариантов генов). Необходимо учитывать варьирование фенотипических проявлений одних и тех же генетических систем в разных этнических популяциях (В.П. Пузырев, 2007). Это обуславливает необходимость региональных исследований по выявлению информативных молекулярно-генетических детерминант, ассоциированных с развитием и срывом механизмов адаптации кардиореспираторной системы у квалифицированных спортсменов в условиях спортивной гиперкинезии. Поэтому, в последние годы актуальным направлением исследований является также поиск маркеров донозологической диагностики наследственной предрасположенности к развитию профессиональных патологий у квалифицированных спортсменов с использованием современных молекулярно-генетических методов (Е.В. Линде, 2006-2007; Е.А. Дегтярева, 2006; G.G. Neri-Serneri et al., 2001; S.G. Myerson et al., 2001; A. Pellicia et al., 2001-2006). В России исследования по оценке прогностической значимости молекулярно-генетических предикторов немногочисленны и во многом противоречивы.

Установление спектра генов, вовлеченных в регуляцию кардиореспираторной системы и развитие физической работоспособности, актуально для современной физиологии спорта и будет способствовать разработке критериев оценки потенциальных функциональных возможностей организма человека, особенно при выполнении физических нагрузок скоростно-силового характера, что позволит существенно повысить эффективность отбора в спорте высоких достижений, а также снизить риск срыва механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы.

Цель диссертационного исследования: определить адаптивные возможности развития кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетические детерминант.

Задачи:

1. Исследовать влияние регулярных спортивных физических нагрузок на уровень общей работоспособности (PWC170) и общей выносливости (МГЖ) у квалифицированных футболистов, баскетболистов и легкоатлетов Республики Адыгея.

2. Проанализировать характер взаимосвязей полиморфизмов генов, участвующих в регуляции: работы сердечно-сосудистой системы АСЕ (I/D), AGT (Met235Thr), AGTR1 (А1166С), липидного обмена АРОЕ (Leu28Pro), фолатного цикла MTHFR (Ala222Val) с показателями PWC|70 и МПК в обследованных группах. Идентифицировать спектр информативных молекулярно-генетических маркеров адаптации

кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов.

3. Определить роль полиморфизмов гена аполипопротеина Е (АРОЕ) в регуляции липидного обмена и функционировании сердечно-сосудистой системы в условиях интенсивных физических нагрузок.

4. Выявить полиморфизмы генов, сопряженные с повышенным риском развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у квалифицированных спортсменов.

Теоретико-методологическая основа исследования.

Методологической основой исследования является системный комплексный подход, позволяющий использовать теоретические и эмпирические положения:

- об иерархии механизмов развития индивидуальной адаптации в повышении жизнедеятельности и биологической надежности (Э.М. Казин и др., 2000; Н.А. Агаджанян и др., 1994-2012; P.M. Баевский, 1979-2005);

- об эффективности использования генетических подходов для анализа физиологических функций организма (В.А. Рогозкин, 2000-2005; И.И. Ахметов, 2006-2009);

- о доминирующей роли наследственности в развитии потенциальных возможностей спортсменов и влияние среды на степень реализации этих возможностей (В.А. Рогозкин, 2000-2005; С. Bouchard et al., 1997; T. Rankinen et al., 2000-2006; M. Collins et al., 2009).

Теоретическую основу исследования составляют:

- научные идеи о доминирующей роли сердечно-сосудистой системы в процессах адаптации (В.В. Парин, 1962-1967; А.Г. Дембо, 1954-1990;

A.А. Виру, 1974-1990; В.Л. Карпман, 1964-1993; P.M. Баевский, 1980-2005; Н.А. Агаджанян и др., 1994-2003);

фундаментальные исследования генетических процессов, определяющих динамику и закономерности функционирования организма и отдельных функциональных систем в различных условиях жизнедеятельности (С. Bouchard et al., 1997; T. Rankinen et al., 2006; M. Collins et al., 2009; M.S. Bray et al., 2009);

международные исследования по изучению ассоциации полиморфизмов генов с морфофункциональными особенностями людей в ходе онтогенеза и возможностью донозологической диагностики наследственных и мультифакторных заболеваний (Health, Risk Factors, Exercise Training and Genetics, 1995; Human Gene Map for Performance and Health-Related Fitness Phenotypes, 1997-2006; The HuGeNET, 2002-2013);

- концептуальные положения теории подготовки квалифицированных спортсменов: футболистов (А.А. Сучилин 1997; З.Г. Орджоникидзе,

B.И.Павлов, 2008), баскетболистов (Ю.М. Портнова, 1997; В.М. Корягин, 1998) и легкоатлетов (В.В. Захарова, 2003; О.Ю.Жарова, 2000; Ф.А. Иорданская, 2006).

Научная новизна работы. На основе комплексного подхода с использованием физиологических и современных молекулярно-генетических

методов исследования адаптивных возможностей кардиореспираторной

системы впервые получены новые экспериментальные данные:

- о роли полиморфизмов генов АСЕ, АСГ, АвТЮ, МТНРЯ, 1Ь-17А в развитии адаптивных возможностей кардиореспираторной системы;

- характере тесных корреляционных взаимодействий у баскетболистов А1а222Уа1 генотипа МТНП1 с общей работоспособностью, а гена АСЕ с аэробными возможностями и их роли в развитии функциональных и адаптивных возможностей организма;

- по ассоциации 28Рго полиморфизма гена АРОЕ с наследственной предрасположенностью к нарушению липидного обмена и атерогенезу;

- по полиморфизмам генов АСГ, АОТШ, МТНРЯ, 1Ь-17А, повышающих риск развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у жителей Республики Адыгея.

Положения, выносимые на защиту:

1. Профессиональные занятия баскетболом оказывают существенное влияние на организацию энергетического и вегетативного обеспечения мышечной деятельности, увеличение общей работоспособности и аэробных возможностей организма квалифицированных баскетболистов, о чем свидетельствуют более высокие показатели РУ/Ст и МПК в сравнении с квалифицированными футболистами и легкоатлетами.

2. Полиморфизмы генов АСЕ и МТНРЯ ассоциированы с развитием функциональных и адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов Республики Адыгея.

3. У квалифицированных спортсменов Республики Адыгея доминирует ЭЭ генотип АСЕ, ассоциированный с развитием функциональных и адаптивных возможностей кардиореспираторной системы, что в условиях интенсивных физических нагрузок является основным фактором «отбора» профессиональных спортсменов.

4. Аллельные варианты генов АСТ (235Т), АОТШ (1166С), 1Ь-17А (С197) ассоциированы с нарушением механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы квалифицированных спортсменов Республики Адыгея.

Теоретическая значимость. Использование генетических подходов для анализа функций организма, их адаптационного потенциала позволит понять закономерности функционирования организма в целом и его отдельных систем; дополнить и расширить фундаментальные знания по теории адаптации, углубить представление о роли полиморфизмов генов в развитии функциональных возможностей кардиореспираторной системы спортсменов в процессе систематических спортивных нагрузок, позволит приблизиться к раскрытию механизмов индивидуальной адаптации, получить теоретическое обоснование дифференцированного подбора объема спортивных физических нагрузок для квалифицированных спортсменов с использованием физиологических и генетических подходов анализа кардиореспираторной функции организма.

Новые знания по выявлению региональных информативных молекулярно-генетических маркеров будут способствовать дальнейшему развитию методов донозологической диагностики и профилактики предпатологических состояний организма, связанных с профессиональной деятельностью спортсменов; послужат фундаментальной основой для выявления «групп риска» с последующей корректировкой тренировочного процесса.

Практическая значимость. Результаты исследования по распределению частот генов АСЕ, АРОЕ, АСТ, АйТИЛ, 1Ь-17А, МТНРЯ могут быть рекомендованы в медико-биологических исследованиях квалифицированных спортсменов для оценки потенциала развития физических качеств; в спортивной медицине для диагностики донозологического состояния кардиореспираторной системы спортсменов; в учебном процессе для разработки магистерских программ по специальности «Общая и спортивная физиология»; при преподавании дисциплин «Молекулярная биология», «Генетика человека» и «Спортивная медицина» в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы Доложены и отражены в материалах научно-практических конференций: 5 Международной научно-практической конференции «Ключевые вопросы современной науки» (София, 2011); 4 международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростов-на-Дону, 2011); VIII ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2012/- международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Наука. Образование. Молодежь» (Республика Адыгея, Майкоп, 2013).

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 6 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Внедрение результатов исследования. Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы, проводимой по заданию Минобразнауки РФ в 2012-2014 гг. (ЕЗН, код ГРНТИ 34.2341, 34.23.53, 34.13.37, № проекта 4.1334.2011, № гос. контракта 01201276009).

Материалы диссертационного исследования внедрены: в тренировочный процесс спортивных клубов «Динамо» и «Дружба», а так же Института физической культуры и дзюдо АГУ; в учебный процесс Адыгейского государственного университета и лечебного факультета Майкопского государственного технологического университета в рамках биологических и клинических дисциплин: нормальная физиология, медицинская генетика, иммунология для подготовки биологов и врачей общей практики.

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 03.03.01 - Физиология по нескольким областям исследований: п. 2 - Анализ механизмов нервной и гуморальной регуляции, генетических, молекулярных, биохимических процессов, определяющих динамику и взаимодействие физиологических функций; п. 8 - Изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным географическим, экологическим, трудовыми социальным условиям; п. 11 - изучение молекулярной и интегративной организации физиологических функций.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах компьютерного текста, содержит 74 таблицы, иллюстрирована 26 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя используемой литературы, включающего 139 отечественных и 140 иностранных источников.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В проспективное исследование включено 228 лиц мужского (п=144) и 'женского (п=84) пола, представленных этническими группами адыгов (п=111), русских (п=85) и других национальностей (п=22).

Группа квалифицированных спортсменов в возрасте 18-25 лет (средний возраст 22,7±3,45) (п=40) представлена футболистами клуба «Дружба» (п=20), баскетболистами команды «Динамо» г. Майкопа (п=10) и членами сборной РА по легкой атлетике (бег на средние дистанции, п=10) с квалификациями кандидат в мастера спорта (КМС - 16), мастер спорта (МС -6), первый взрослый разряд (18). На момент проведения эксперимента стаж тренировочно-соревновательной деятельности превышал 8 лет.

Контрольная группа, состоящая из 124 неродственных здоровых доноров (50 юношей и 65 девушек) в возрасте от 18 до 24 лет, подобрана эмпирически из четырех этнических групп, проживающих в РА: адыгов (п=67), русских (п=32), армян (п=16), чеченцев (п=9), не занимавшихся спортом, без клинических проявлений ССЗ.

Для определения прогностической значимости полиморфизмов генов АСЕ (1/Е>), АСТ(Ме1234ТЬг), АСТЯ1(А1166С), АРОЕ(Ьеи28Рго), МТНРЩА1а222Уа1) 1Ь-17А (С197А) в развитии функциональных отклонени" в работе сердечно-сосудистой системы подобрана группа сравнения из 6 человек в возрасте 47-60 лет (53,4 ± 5,7) с предгипертонией, синдромо кардиоалгии и др., развившимися на фоне атеросклеротических изменени" брахиоцефальных артерий, периферических сосудов нижних конечностей подтвержденных данными стандартных биохимических показателей кров (дислипидемия), неинвазивными скрининговыми и углубленным инструментальными исследованиями: ЭКГ, Холтеровского мониторировани ЭКГ, нагрузочных проб (велоэргометрии), ультразвуковой доплерометри

нижних конечностей, ультразвукового триплексного сканирования сосудов нижних конечностей и брахиоцефальных артерий, эхокардиографии (ЭХО-КС) в условиях структурных подразделений Адыгейской республиканской клинической больницы (АРКБ) (г. Майкоп, Республика Адыгея) врачом-кардиологом высшей квалификационной категории Т.М. Ашкановой.

Возрастные отличия между группой сравнения (47-60 лет), спортсменами и контролем были обусловлены тем, что в большинстве случаев манифестация функциональных отклонений в работе ССС развивается в более позднем возрасте. Кроме того, данные о неизменности полиморфизма генов в зависимости от возрастного фактора (B.R. Winkelmann et al., 1999; E. Buraczynska et al., 2003), позволяют включить в исследование, как группу сравнения, испытуемых данной возрастной категории.

Эксперимент осуществлен в кроссекциональном режиме с информированного согласия участников эксперимента. Оценка физической работоспособности (PWCpo, Вт, кгм/мин/кг) и общей выносливости (МПК, мл/мин/кг) квалифицированных спортсменов проведена на базе лаборатории «Физиология развития ребенка»; полиморфизмы генов исследованы в иммуногенетической лаборатории.

Методы исследования.

В оценку физической работоспособности и общей выносливости квалифицированных спортсменов входило:

• определение физической работоспособности в абсолютных и

относительных показателях по данным теста PWCi70(Bt, кгм/мин/кг);

• расчет максимального потребления кислорода (МПК мл/мин/кг).

Все исследования проведены в первой половине дня (9-12 часов), в условиях температуры комфорта (18-20°С).

Для определения PWC170 использовали аппаратно-программный комплекс «Поли-Спектр-Эрго» фирмы «НейроСофт» (г. Иваново). Нагрузка мощностью PWC170 моделировалась на велоэргометре под контролем ЭКГ (электрокардиограф «Поли-Спектр-12»). Для этого заданы две пятиминутные нагрузки с трехминутным отдыхом между ними, с постоянной частотой педалирования 60 оборотов в минуту. Нагрузку дозировали индивидуально в зависимости от массы тела испытуемого из расчета 1 Вт/кг для первой нагрузки и 2 Вт/кг для второй нагрузки.

МПК - наиболее объективный показатель общей выносливости организма, отражающий аэробные возможности организма. По показателям МПК с большой вероятностью прогнозируются спортивные результаты и состояние здоровья спортсменов (С.Б. Тихвинский, 1991; Г.Л. Апанасенко, 2000). МПК рассчитан программой «Поли-Спектр» («НейроСофт», г. Иваново) в автоматическом режиме.

Содержание холестерина в образцах сыворотки крови определяли на полуавтоматическом анализаторе "BS3000P" (Китай), с набором реагентов

"Холестерин ФС" ЗАО Диакон ДС (Россия) для референтных значений 3,0-5,2 ммоль/л.

Полиморфизмы генов исследованы методом SNP (single nucleotide polymorphism - единичные нуклеотидные замены) на тест-системах «SNP-экспресс» НПФ «Литех» с электрофоретической детекцией результатов на геномной ДНК, выделенной из стабилизированной ЭДТА цельной периферической крови реагентом «ДНК-экспресс-кровь» (НПФ «Литех») с последующей амплификацией в программируемом термостате «Терцик» (ООО «ДНК-Технология»), Результаты исследований визуализированы УФ-облучением (длина волны 310 нм) в трансиллюминаторе «Gel Doc» («BioRad») с программным o6ecne4eHHeM«Quantity One» («BioRad»).

Качество геномной ДНК тестировано на спектрофотометре «NanoDrop 2000с» (Termo Scientific, USA). Поиск информации о нуклеотидных последовательностях осуществляли в базах данных сети Интернет: HuGENEt (wvm.hugenavigator.com), NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov), Ensembl (www.ensembl.org), Gencards (www.genecards.org).

Значимые различия (р<0,05) вычисляли с использованием непараметрического метода Фишера, у? (хи-квадрата) для таблиц сопряженности 2x2 с поправкой Иэйтса на непрерывность и расчетом отношения шансов (odds-ration или OR), 95% доверительного интервала (95% CI); корреляционный анализ проводили с использованием непараметрического метода Спирмена в программе SPSS Statistics 17.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов по данным PWCno и МПК. Для оценки функциональных и адаптивных возможностей организма и, в частности, кардиореспираторной системы спортсменов целесообразно использовать такие интегральные показатели, как PWC170 и МПК, наиболее точно характеризующие физическую работоспособность и аэробные возможности в условиях интенсивных физических нагрузок, позволяя своевременно проводить оценку состояния адаптационных механизмов организма квалифицированных спортсменов и при необходимости проведении оптимизации тренировочного процесса (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001; А.А. Кузьмин, 2011).

У квалифицированных спортсменов в сравнении с контрольной группой экспериментально установлено достоверное повышение показателей PWC170 (рис. 1). Значения нагрузочного тестирования PWC!70 в группе квалифицированных спортсменов составили (242,55 ± 32,27 Вт), что статистически (р<0,005) отличается от показателей, полученных для контрольной группы (175,40 ± 8,65 Вт). Это свидетельствуют о высокой общей работоспособности и хорошей физической форме спортсменов.

Вт

О Контроль (п= 10) В Спортсмены (п=3 0)

Рис.1. Показатели Р\УСпо(Вт) в контрольной группе и у спортсменов

Показатели физической работоспособности спортсменов исследованы в зависимости от их спортивной специализации (табл. 1).

Таблица 1

Обследованные группы М±ш Р

Баскетболисты (п=10) 261,71±15,55 -

Легкоатлеты (п=10) 244,43±8,84 ***0,05*

Футболисты (п=10) 220,90±32,30 0,01**

легкоатлетами, **- баскетболистами и футболистами,

-баскетболистами и легкоатлетами и футболистами

Достоверное повышение Р\УС170 отмечено у баскетболистов (261,71±15,55Вт) в сравнении с легкоатлетами (244,43±8,84 Вт, р<0,05) и футболистами (220,90±32,30 Вт, р<0,01), что может быть обусловлено более интенсивной мышечной деятельностью и особенностями тренировочного и соревновательного процесса, способствующего достижению высокого развития общей работоспособности.

Снижение средних показателей нагрузочного тестирования у футболистов в сравнении с баскетболистами (р<0,01) и легкоатлетами (р<0,05) (табл. 1) можно объяснить влиянием игрового амплуа футболистов на общее физическое состояние. Наиболее высокие показатели Р^/С^о были получены для нападающих и атакующих полузащитников (252,23± 15,03 Вт) по сравнению с защитниками (215,43±22,38 Вт, р<0,05) и вратарем (175,21±3,74 Вт, р<0,01), так как в игровом процессе им отводится значимая роль, требующая выполнения большего объема работы (А.И. Шамардин, 2000). С другой стороны, экспериментально доказано, что абсолютные показатели Р\¥С170 довольно тесно коррелируют с массой тела. Поэтому представлялось целесообразным провести оценку относительных показателей нагрузочного тестирования у квалифицированных спортсменов в расчете на 1 кг. Нами установлено статистически значимое повышение относительных

показателей PWC17o в группе баскетболистов (24,2±1,9 кгм/мин/кг) в сравнении с футболистами (20,7±1,2 кгм/мин/кг, р<0,05) и легкоатлетами (19,4±1,5 кгм/мин/кг, р<0,05), что свидетельствуют о высокой степени развития показателей общей работоспособности при выполнении интенсивных физических нагрузок.

Другим важным показателем работоспособности и аэробных возможностей является максимальное потребление кислорода (МПК), определяющее функциональные возможности организма в режиме интенсивной мышечной работы, состояния вегетативных систем, определяя тем самым целостную картину физической подготовленности спортсмена (С.П. Левушкин, 2005; И.А. Криволапчук, 2009; В.В. Колпакова, 2009; А.А.Кузьмин, 2011, Т.Г. Петрова, 2012). С этой позиции представлялось интересным оценить влияние регулярных спортивных нагрузок на развитие аэробной производительности организма и физической работоспособности по показателям МПК.

Анализ экспериментальных данных выявил статистически значимые различия по показателям МПК между контрольной группой и квалифицированными спортсменами. Так, при межгрупповом сравнении было установлено достоверное повышение показателей аэробных возможностей организма спортсменов (53,9±6,47 мл/мин/кг) в сравнении с контролем - не спортсменами (42,7±2,34 мл/мин/кг, р<0,01), что обуславливает положительное влияние физических нагрузок на аэробные показатели и развитие функциональных возможностей кардиореспираторной системы. Показатель МПК в контрольной группе составил 42,7±2,34 мл/мин/кг, что свидетельствует о снижении физической работоспособности на фоне недостаточной двигательной активности и большого объема учебных нагрузок.

Для оценки влияния тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов на аэробные возможности организма проанализированы значения МПК у обследованных спортсменов скоростно-силовой направленности: футболистов, баскетболистов и легкоатлетов. Согласно нашим данным, наиболее высокие значения МПК установлены у баскетболистов клуба «Динамо» (55,63±1,46 мл/мин/кг), что достоверно отличается от показателей, полученных для футболистов клуба «Дружба» (51,68±1,36 мл/мин/кг) и квалифицированных легкоатлетов (49,35±2,9 мл/мин/кг). Снижение значений МПК в группе футболистов и легкоатлетов может быть обусловлено рядом факторов. Так, в группе легкоатлетов выявлено достоверное повышение ИМТ (24,47±2,15) в сравнении с баскетболистами (21,87±1,37, р<0,05) и футболистами (21,63±1,36, р<0,05), что способствовало снижению показателей МПК и, как следствие, уменьшению работоспособности (рис. 2).

мл/мин/кг 70 -| 60 -

Я Контроль (п=10) В Спортсмены (п=30) □ Легкоатлеты (п=10) К Баскетболисты (п= 10) ■ Футболисты (п= 10)

Рис.2. Показатели МПК в группе квалифицированных спортсменов в зависимости от

специализации

У квалифицированных футболистов понижение показателей МПК 51,68±1,36 мл/мин/кг объясняется влиянием игрового амплуа футболистов на общее их физическое состояние. Нами установлено, что наименьшее значение МПК имели вратари 48,23±1,45 мл/мин/кг, так как в процессе игры их двигательная активность невысока по сравнению с полевыми игроками. Это согласуется с данными З.Г. Орджоникидзе (2008) о преобладании анаэробного типа энергообеспечения у вратарей. Наиболее высокие показатели аэробных возможностей в наших исследованиях отмечены у нападающих (53,43±1,47 мл/мин/кг), т.к. в силу своих игровых обязанностей они перемещаются на более высоких скоростях. По данным З.Г. Орджоникидзе (2008), нападающие больше, чем футболисты других амплуа, выполняют нагрузки с субмаксимальной мощностью. Такая особенность двигательной деятельности нападающих, видимо, и обусловила более высокие значения МПК у квалифицированных футболистов РА. Тем не менее, экспериментально нами установлено, что одним из ведущих факторов, отражающих уровень физической подготовленности спортсменов РА скоростно-силовой направленности, является аэробный компонент.

Корреляционные связи полиморфизмов генов АСЕ (ОБ), МТИРИ (А1а222Уа1) с результатами нагрузочного тестирования. Приоритетной задачей в современном спорте высших достижений является выявление генетических маркеров, ассоциированных с развитием адаптивных возможностей организма в условиях интенсивных физических нагрузок. С этой целью проанализирован спектр полиморфизмов генов - аллельных вариантов и генотипов АСЕ, МТИБЯ для установления ассоциации с развитием адаптивных возможностей кардиореспираторной системы. К основным факторам, непосредственно влияющим на производительность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, относят компоненты ренин-ангиотензиновой системы (РАС). АСЕ является ключевым ферментом РАС,

участвующим в регуляции артериального давления, поддержании водно-солевого баланса, а так же вазоконстрикции и вазодилятации и др. (Ю.А. Карпов, 2003; В.П. Пузырев, 2006).

По гену АСЕ между БЭ генотипом и показателями МПК в контрольной группе установлена положительная корреляция (г=+0,83 при р<0,01). У лиц с БЭ генотипом МПК (43,3±0,7 мл/мин/кг) достоверно превышает показатели для ГО (41,5±0,91 мл/мин/кг) и II генотипов (39,2±1,01 мл/мин/кг) (табл. 2).

Таблица 2

Корреляция показателей МПК (мл/мин/кг) с генотипами АСЕ__

Контингенти обследованных М±ш Р' Частоты генотипов Р' г

II ID DD

Контроль(п=10) 42,74±2,34 - 0,300 0,100 0,600 - +0,86»

Спортсмены (п=23) 52,92±4,47 0,0005 0,040 0,040 0,920 0,03 +0,47

Легкоатлеты (п=6) 49,35±2,91 0,001 0 0 1,00 0,2 0,00

Баскетболисты (п=7) 53,63±3,56 0,0005 0 0 1,00 0,07 0,00

Футболисты (п=10) 51,68±5,76 0,0005 0,100 0,100 0,800 0,53 +0,69

Примечания: р* - значимые корреляционные зависимости (р<0,01); р'- достоверность различий между контролем и спортсменами

Несмотря на статистически значимые различия между спортсменами и контролем по частотам D аллеля гена АСЕ (соответственно 0,920 и 0,600) (х =12,19; р<0,005), определить коэффициент корреляции между показателями нагрузочного тестирования (PWCno! МПК) и полиморфными вариантами у квалифицированных спортсменов оказалось затруднительным, так как DD генотип является математической константой. Мы предполагаем, что, вероятнее всего, лица с другими генотипами в процессе профессионального становления «были отсеяны», не выдержав физических нагрузок, или под воздействием других каких-либо факторов. Это нашло подтверждение в исследованиях А.А. Кочергиной и И.И. Ахметова (2006), где показан механизм «естественного отбора» в спорте на примере отсеивания индивидов с «неблагоприятными» генотипами различных генов для занятий лыжным спортом. Нами также отмечено, что у футболистов с II, ID генотипами показатели МПК значительно ниже (соответственно 46 мл/мин/кг и 49 мл/мин/кг) в сравнении с гомозиготной (DD) делецией (54,4±2,2 мл/мин/кг).

Это обусловлено, по мнению ряда авторов тем, что DD генотип способствует увеличению содержания белка в крови в два раза по сравнению с II генотипом (Н. Montgomery et al., 1999; О. Amir et al., 2007; G. Lippni et al., 2009), приводит к росту концентрации ангиотензина-2 в плазме крови (М. Di Mauro et al., 2010), способствуя тем самым повышению тонуса периферических сосудов, более эффективной работе сердечно-сосудистой системы, а так же увеличению поступления кислорода к мышцам и развитию аэробных возможностей в условиях интенсивных физических нагрузках.

Поэтому, сравнивая результаты корреляционного анализа для контроля и спортсменов, можно предположить, что генотип DD оказывает положительное влияние на аэробные возможности организма и, в частности, развитие скоростно-силовых качеств у квалифицированных спортсменов при

выполнении интенсивных физических нагрузок, а также способствует повышению функциональных возможностей кардиореспираторной системы: мобилизации, экономизации и устойчивости.

Немаловажную роль в развитии функциональных возможностей организма спортсменов играет ген MTHFR, участвующий в метилировании ДНК и выполняющий ключевую роль в онтогенезе человека при дифференцировке и росте мышечных волокон (размеры, количество, тип мышечных волокон и т.д.) (P. Frosst,1997; I. Weisberg, 1998; О. Fletcher, 1998; T.J. Hassold, 2004; H. Olteanu, 2002; N. Ott, 2008). На этом основании мы предположили, что полиморфизм Ala222Val гена MTHFR может быть ассоциирован с повышением работоспособности у квалифицированных спортсменов Республики Адыгея в условиях интенсивных физических нагрузок.

Для подтверждения данной гипотезы проведен корреляционный анализ между показателями PWC170 и частотами генотипов MTHFR.

Анализ экспериментальных результатов проведенного исследования выявил в группе баскетболистов положительную корреляцию выше средней (г=+0,8б; р<0,05) между показателями нагрузочного тестирования и генотипами метилентетрагидрофолат редуктазы. У лиц с гетерозиготной формой генотипа Ala222Val установлены более высокие значения PWCj7o (274,14± 12,7 Вт) в сравнении с гомозиготным А1а222А1а генотипом (245,43±7,1 Вт) (табл. 3).

Таблица 3

Корреляционный анализ генотипов MTHFR с PWC|70 (Вт)_

Контингента М±ш Р' Частоты генотипов Р'

обследованных AlaAla AlaVal ValVal

Доноры (п=10) 175,40*8,65 0 0 0 - 0,00

Спортсмены (п=23) 242,55±32,27 0,001 0,470 0,530 0 0 +0,15

Легкоатлеты (п=6) 244,43±8,84 0,005 100 0 0 0 -0,41

Баскетболисты (п=7) 261,71±20,55 0,001 0,290 0,710 0 0 +0,86»

Футболисты (п=10) 220,90±32,30 0,001 0,500 0,500 0 0 +0,15

Примечания: р* - значимые корреляционные зависимости (р<0,05);

р'- достоверность различий между контролем и спортсменами

Наряду с этим, у квалифицированных баскетболистов также установлена положительная корреляция (г=+0,73; р<0,05) между генотипами

МТНРЯ и показателем индекса массы тела (ИМТ) (табл. 4).

Таблица 4

_Корреляционный анализ генотипов гена МТНРК с ИМТ_

Контингенти М±ш Р' Частоты генотипов Р'

обследованных AlaAla AlaVal ValVal

Доноры (п=10) 22,90±1,35 - 0 0 0 - 0,00

Спортсмены (п=23) 22,45±2,05 0,435 0,470 0,530 0 0 +0,27

Легкоатлеты (п=6) 24,47±2,15 0,231 1,00 0 0 0 0,00

Баскетболисты (п=7) 21,87±1,37 0,894 0,290 0,710 0 0 +0,78*

Футболисты (п=10) 21,63±1,36 0,888 0,500 0,500 0 0 +0,31

Примечания: р* - значимые корреляционные зависимости (р<0,05);

р'- достоверность различий между контролем и спортсменами

Так, у лиц с Ala222Val отмечена тенденция к увеличению значения ИМТ (23,21±0,94) в сравнении с нормальным гомозиготным А1а222А1а

генотипом (20,67±0,58) (р<0,05).

Полученные результаты согласуются с исследованиями И.И. Ахметова (2011), I. Terruzzi (2011), отражающими механизм влияния полиморфного варианта 222Val (Ala222Val и Val222Val генотипов) гена MTHFR на гипометилирование ДНК и активацию факторов пролиферации, дифференцировки миобластов, способствующих росту мышц и, как следствие, увеличению общей работоспособности.

Следовательно, в соответствии с приведенными выше данными, можно сделать вывод, что Ala222Val генотип ассоциирован с повышением работоспособности у квалифицированных баскетболистов РА.

Роль АРОЕ (аполипопротеина Е) в регуляции липидного обмена и работы сердечно-сосудистой системы. Основываясь на данных (E.N. Corder et al, 1993; A. Roses et al., 1997) о ключевой роли аполипопротениа Е в процессах метаболизма липопротеинов и холестерина, атак же его участии в иммунорегуляции, репарации и регенерации поврежденных тканей, исследована роль Leu28Pro полиморфизма гена АРОЕ в регуляции липидного обмена и его ассоциация с показателями физической работоспособности, а так же риском развития функциональных отклонений в работе сердечнососудистой системы у квалифицированных спортсменов.

Экспериментально нами установлены статистически значимые различия по частотам аллелей Leu28/Pro и Leu28Pro генотипов АРОЕ у обследованных контингентов. Так, в группе сравнения (с начальными этапами атерогенеза) выявлена достоверно более высокая частота Leu28Pro генотипа и 28Р аллеля по отношению к контролю (р=0,02; х =7,8; OR=19,27 и р=0,007; х2=7,19; OR=16,35) и спортсменам (р=0,03; х2=4>55; OR=5,27 и р=0,04; х2=4,14; OR=4,36) (табл. 5). «Мутантная» 28Рго аллель и Leu28Pro генотип гена АРОЕ у футболистов и баскетболистов не выявлены. В группе легкоатлетов прогностически неблагоприятный 28Рго полиморфизм и гетерозиготный Leu28Pro генотип регистрируется в 30% случаев, что достоверно отличается от обследованных нами спортсменов других

специализаций (х"=5,26; р=0,02 и i =4,99; р=0,03).

Частоты генотипов и L28/28P аллелей гена АРОЕ

Таблица 5

Группы Генотипы Аллели Р

L28L L28P Р28Р L28 28Р OR(95% CI)

Контроль (п=25) 100% 0% 0% 1,000 0 р'<0,05 OR1-19 27 р2<0,05 OR'=5,27 1,2-21,4 OR2=4,36 1,26-12,4 р3>0,05

Гр.сравнения (п=30) 73,3% 26,7% 0% 0,866 0,134 1,6-89,3 OR2-16,3 5 1,85-48,3

Спортсмены (п=39) 92,3% 7,7% 0% 0,962 0,038 К

1 фимсчанин. р- ди^ I о ршлп 11111 м-1" ---- "" " Г^------ ~ г ч "

спортсменов и группы сравнения (р2), контроля и спортсменов (р ); СЖ - относительный риск (для генотипов), (Ж2- относительный риск (для аллелей)

Таким образом, наличие Ьеи28Рго генотипа гена АРОЕ является прогностически неблагоприятным фактором, примерно в 16 раз повышающим риск развития отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у жителей Республики Адыгея.

Таблица 6

Контингента обследованных М±т Р' Частоты генотипов Р' г

ЬеиЬеи ЬеиРго РгоРго

Контроль (п=10) 22,90±1,35 - 1,00 0 0 - +0,15

Спортсмены (п=23) 22,45±2,05 0,435 0,870 0,130 0 0,49 +0,79*

Легкая атлетика (п=6) 24,47±2,15 0,231 0,500 0,500 0 0,05 +0,88«

Баскетбол (п=7) 21,87±1,37 0,894 1,00 0 0 0 0,00

Футбол (п=10) 21,63*1,36 0,888 1,00 0 0 0 0,00

р'- достоверность различий между контролем и спортсменами

Анализ экспериментальных данных выявил положительную корреляцию Ьеи28Рго генотипа гена АРОЕ с индексом массы тела у легкоатлетов (г=+0,88, при р<0,01). ИМТ достоверно выше (р<0,01) у носителей гетерозиготной формы генотипа Ьеи28Рго гена АРОЕ в сравнении ■ с гомозиготным Ьси28Ьеи (соответственно 26,5±1 и 22,5±0,9) (табл. 6).

В целях подтверждения роли Ьеи28Рго полиморфизмов гена АРОЕ в нарушении липидного обмена, нами исследованы сывороточные уровни холестерина у обследуемых контингентов (табл. 7).

Таблица 7

Контингент обследованных лиц М±т Р*

Группа сравнения (п=30) 6,02±3,3 -

Контроль(п=10) 4,6±0,76 0,05

Спортсмены (п=23) 3,8±0,84 0,01

Легкая атлетика (п=6) 4,9±0,75 0,05

Баскетбол (п=7) 4,4±0,52 0,05

Футбол (п=10) 3,5±0,80 0,01

Примечание: р*- статистически-значимые различия

В контроле и у спортсменов концентрации холестерина варьируют от 3,5 до 4,9 ммоль/л, не превышая физиологических значений (3,0-5,2 ммоль/л). В группе сравнения концентрация холестерина превысила нормативные показатели (6,02±2,3 ммоль/л), что достоверно отличается от данных, полученных для контроля и спортсменов (р <0,05).

Для подтверждения ассоциации полиморфизмов гена АРОЕ с нарушением липидного обмена и атерогенезом нами проведен корреляционный анализ в обследуемых группах (табл. 8). Между уровнем холестерина и носительством Ьеи28Рго генотипа в группе сравнения установлена положительная корреляция (г=+0,78;р<0,05).

Таблица 8

Корреляционный анализ генотипов АРОЕ с уровнем холестерина (ммоль/л)

Контингента обследованных М±т Р' Частоты генотипов Р' г

LeuLeu LeuPro ProPro

Группа сравнения(п=30) 6,02±3,3 - 0,723 0,273 0 +0,78*

Контроль (п=10) 4,6±0,76 0,05 1,00 0 0 0,03 0,00

Спортсмены (п=23) 3,8±0,84 0,01 0,870 0,130 0 0,05 +0,15

Легкая атлетика (п=6) 4,8±0,75 0,05 0,500 0,500 0 0,53 +0,23

Баскетболисты (п=7) 4,4±0,52 0,05 1,00 0 0 0,03 0,00

Футболисты (п=10) 3,5±0,80 0,01 1,00 0 0 0,03 0,00

Примечания: р'- статистически-значимые различия,*-значимые корреляционные зависимости (р<0,01);

Достоверно более высокая концентрация холестерина отмечена в сыворотке крови у лиц с гетерозиготным Leu28Pro генотипом АРОЕ (8,76±0,82 ммоль/л) по сравнению с «гомозиготным» Leu28Leu (5,12 ± 1,43 ммоль/л) (р<0,05).

Согласно исследованиям М. Orth et al. (1999), нуклеотидная замена, приводящая к замене лейцина на пролин в 28 кодоне пептидной цепи, влияет на структуру синтезируемого белка аполипопротеина Е, что ведет, в свою очередь, к нарушению механизмов метаболизма липопротеинов и холестерина.

Генотип Leu28Pro и аллель 28Рго являются прогностически неблагоприятным наследственным фактором риска нарушения липидного обмена и развития гиперхолестеринемии, что является одной из основных причин развития атеросклероза. Полученные экспериментальные данные в сочетании с дополнительными инструментальными исследованиями функционального состояния ССС могут быть использованы в предиктивной медицине для донозологической диагностики сердечно-сосудистых патологий.

Полиморфизмы генов AGT(235), AGTR1(1166) — предикторы функциональных нарушений в работе сердечно-сосудистой системы у квалифицированных спортсменов Республики Адыгея. Исследование распределения частот Met235/235Thr полиморфизмов гена AGT и А1166С AGTR1, генов - маркеров, ассоциированных с функциональными отклонениями ССС, имеет важное значение для выявления наследственной предрасположенности спортсменов РА к срыву механизмов адаптации кардиореспираторной системы в условиях интенсивных физических нагрузок. Статистически значимое повышение частот прогностически неблагоприятных полиморфизмов 235Thr (AGT), 1166С (AGTR1) и соответственно Thr235Thr/Cl 166С генотипов - предикторов ранних отклонений в работе ССС выявлены у мужчин в группе сравнения и среди спортсменов.

Ангиотензин-2 - мощный вазоконстриктор, играющий как ключевую роль в регуляции системного артериального давления, через который опосредуются все основные физиологические механизмы, направленные на

поддержание гомеостаза организма, так и участвующий в многочисленных процессах, ассоциированных с развитием функциональных отклонений в работе системы кровообращения (V.J. Dzau, 1987; В.П. Пузырев, 2003; Ю.А. Карпов, 2003). Это определяет необходимость исследования полиморфизмов AGT, определяющих фенотипические и индивидуальные различия в предрасположенности или устойчивости к нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы (табл. 9).

Таблица 9

Частоты М235/ 235Т аллелей и генотипов гена AGT

Группы Генотипы Аллели Р OR(95% СІ)

ММ МТ TT М Т

Контроль (п=45) 33,3% 50,0% 16,7% 0,555 0,445 р'<0,05 OR'= 4,34 1,8-12,19 (95% СІ) OR2= 2,5 1,2-5,19 (95% СІ) p'<0,05 OR'=3,89 1,63-9,38 (95% СІ) OR2= 2,41 1,11-5,25 (95% СІ) P3>0,05

Гр.сравнения (п=34) 11,7% 53,0% 36,3% 0,382 0,618

Спортсмены (п=37) .27,0% 51,4% 21,6% 0,527 0,473

Примечания: р- достоверность различий для контроля и группы сравнения (р1), спортсменов и группы сравнения (р2), контроля и спортсменов (р ); (Ж1- относительный риск (для генотипов), (Ж2- относительный риск (для аллелей)

ТЬг235ТЬг генотип и 235 ТЬг аллель гена АвТ достоверно повышены в группе сравнения при сопоставлении с контролем (р=0,05; у? =5,84/ р=0,01; х2 =6,2) и спортсменами (р=0,05; х2 =6,15/ р=0,02; х2 =5,04). ТЬг235ТЬг генотип повышает риск развития функциональных отклонений ССС в 4 раза, а «мутантный» 235ТЬг - в 2,5 раза.

Анализ частот и генотипов Ме1235ТЬг АвТ в группе адыгов и русских показал, что прогностическая значимость исследуемого полиморфизма этнически не детерминирована (табл. 10-11).

Таблица 10

Частоты М235/235Т аллелей и генотипов гена АвТ в группе этнических русских

Ген Генотипы/Аллель Частота аллелей P OR

Гр.сравнения (n=14) Спортсмены (n=26) (95% Cl)

M235M (MM) 14,2% 27,0% p>0,05

M235T (MT) 42,9% 50,0% OR=2,18 0,82-5,82 (95% Cl)

AGT T235T (TT) 42,9% 23,0%

Аллели

Met235 0,357 0,519 p"<0,05

235Thr 0,643 0,481

Примечания: р*- статистически-значимые различия; ОК- относительный риск (для аллелей)

Для этнических групп русских и адыгов, проживающих в РА, выявлено достоверное повышение 235ТЬг аллеля АвТ у лиц с атерогенезом в сравнении со спортсменами и контролем (х2 =3,92; р=0,05; (Ж= 2.18, 0,82-5,82 (95% С1)/х2=4,06; р=0,05; СЖ= 2.38, 1,02-5,91 (95% С1)) (табл. 10-11).

Таблица 11

Частоты М235/235Т аллелей и генотипов гена АСТ в группе этнических адыгов

Ген Генотипы/Аллель Частота аллелей Р OR (95% CI)

Гр.сравнения (п=16) Контроль (п=25)

AGT М235М (ММ) 12,5% 44,0% р>0,05 OR= 2,38 1,02-5,91 (95% CI)

М235Т (МТ) 56,3% 36,0%

Т235Т (TT) 31,2% 20,0%

Аллели р*<0,05

Met235 0,406 0,620

235Thr 0,594 0,380

Примечания: р*- статистически-значимые различия;

OR- относительный риск (для аллелей)

Экспериментально установлено, что 235Thr аллель и Thr235Thr генотип AGT повышают риск развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у лиц мужского пола вне зависимости от их этнической принадлежности. Согласно A.A. Sethi et al., (2001) это связано с заменой метионина на треонин в 235 ко доне, что может приводить к нарушению структуры синтезируемого белка и, как следствие, изменению концентрации ангиотензиногена в плазме крови, повышающего риск развития нарушений в работе ССС.

Рецептор AGTR1 является ключевым звеном в регуляции сердечнососудистой системы, опосредуя все физиологические эффекты ангиотензина-2. Изменение структуры гена AGTR1 в результате точечных мутаций (полиморфизмов) может привести к нарушениям в регуляции сосудистого тонуса, пролиферации элементов сосудистой стенки. Следовательно, полиморфизм А1166С AGTR1 рассматривается как один из «генов-кандидатов», связанных с дисфункциональными изменениями в сердечнососудистой системе. Повышение частот аллелей и генотипов гена рецептора 1 типа ангиотензина-2 А1166С в группе сравнения (х2=16,65; р=0,002/ х=3,92; р=0,05) позволяет использовать его в качестве предиктора развития функциональных нарушений в работе сердечно-сосудистой системы. У мужчин с генотипом С1166С AGTR1 риск развития функциональных отклонений возрастает в 9,38 раз (табл. 12).

Таблица 12

Частоты генотипов и AI 166/1166С аллелей reHaAGTRl_

Группы Генотипы Аллели Р OR(95% CI)

АА АС СС А С

Контроль(n=52) 67,2% 29,3% 3,5% 0,818 0,182 р <0,05 OR1= 9,38 1,89-43,52 (95% CI) OR2=l,87 1,03-3,5 (95% CI) p2>0,05 p3>0,05

Гр. сравнения (п=33) 48,5% 18,2% 33,3% 0,575 0,425

Спортсмены (п=23) 56,6% 25,0% 17,4% 0,700 0,300

Примечания: р- достоверность различий для контроля и группы сравнения (р ), спортсменов и группы сравнения (р2), контроля и спортсменов (р ); ОЯ1- относительный риск (для генотипов), ОЯ2- относительный риск (для аллелей)

Это имеет важное значение для донозологичеекой диагностики профессиональных заболеваний у квалифицированных спортсменов. Прогностическая значимость А1166С полиморфизма гена АОТЯ1 не имеет этногенетической детерминированности (табл. 13-14).

У этнических русских и адыгов установлена ассоциация 1166С аллели (соответственно х2=3,86; р=0,05; СЖ=1.87, 1,15-3,5 (95% С1) и х2=4,02; р=0,05; (Ж=2.44, 1,01-5,92 (95% СI)) и С1166С генотипа АСТЮ (*2=9,74; р=0,008; (Ж=9.8, 1,89-43,52(95%С1)) с повышенным риском развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы.

Таблица 13

Частоты генотипов и А1166/1166С аллелей гена АО'ГШ в группе этнических русских

Группы Генотипы Аллели Р

АА АС сс А С (Ж(95% СІ)

Контроль(п=10) 70,0% 20,0% 10,0% 0,800 0,200 р'<0,05 (Ж-1,87 1,15-3,5 (95% СІ) р2>0,05 р'>0,05

Гр. сравнения (п= 13) 38,5% 30,8% 30,7% 0,538 0,462

Спортсмены (п=15) 46,6% 33,4% 20,0% 0,633 0,367

Примечания: р- достоверность различий для контроля и группы сравнения (р ), спортсменов и группы сравнения (р2), контроля и спортсменов (р ); (Ж- относительный

риск (для аллелей)

Таблица 14

Частоты генотипов и А1166/1166С аллелей гена АвТК! в группе этнических адыгов

Группы Генотипы Аллели Р (Ж(95% С1)

АА АС СС А С

Контроль (п=30) 53,3% 40,0% 6,7% 0,733 0,267 р'<0,05 СЖ'= 9, 8 2,03-54,43 (95% СІ) (Ж =2,44 1,01-5,92 (95% СІ) р2<0,05 (Жг=5,25 1,3-21,1 (95% С1) р3>0,05

Гр. сравнения (п=17) 47,0% 11,8% 41,2% 0,529 0,471

Спортсмены (п=8) 75,0% 12,5% 12,5% 0,821 0,179

Примечания: р- достоверность различий для контроля и группы сравнения (р1), спортсменов и группы сравнения(р2), контроля и спортсменов (р ); СЖ1- относительный риск (для генотипов), (Ж2- относительный риск (для аллелей)

А1166С БЫР полиморфизм гена АОТШ, обусловленный нуклеотидной заменой в 1166 позиции (А>С), оказывает существенное влияние на экспрессию гена, что приводит к изменению функциональной активности рецептора, и как следствие, нарушению механизмов регуляции сердечнососудистой системы (З.Н. Калакуток, 2002; Д.А. Затейщиков, 2007; В.И. Целуйко, 2008; А. Копорка й а1., 2011; Я. Каиг е1 а1., 2012). Следовательно, 1166С аллель и С1166С генотип гена АОТЯ1 способствуют нарушению механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы в условиях интенсивных физических нагрузок.

Ассоциация в197А полиморфизмов гена 1Ь-17А с риском развития функциональных нарушении в работе сердечно-сосудистой системы у квалифицированных спортсменов. Изучение проблемы формирования иммунодефицитных состояний у квалифицированных спортсменов является актуальным направлением в спортивной медицине. 1Ь-17А - ключевой

медиатор иммунной системы с иммуномодулирующими свойствами, участвует в гемопоэзе, стимулирует пролиферацию эндотелиоцитов, мезенхимальных клеток (В. А£гаП е1 а!., 2007; М. 1уос1а е1 а1., 2010). Поэтому нами исследована ассоциированность С197А полиморфизмов гена триггерного провоспалительного цитокина 1Ь-17А с риском развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у квалифицированных спортсменов (табл. 15).

Таблица 15

Частоты генотипов и 0197/197А аллелей гена 1Ь-17А

Группы Генотипы Аллели Р 011(9 5% С1)

во СА АА А

Контроль(п=11) 27,3% 18,2% 54,5% 0,364 0,636 р'<0,05 01^=7,8 1,45-21,58 (95% С1) СЖ2 =5,25 1,84-14,96 (95% С1) р2>0,05 р3<0,05

Гр. сравнения (п=30) 63,3% 23,3% 13,4% 0,750 0,250

Спортсмены (п=16) 62,5% 31,3% 6,2% 0,781 0,219

Примечания: р- достоверность различий для контроля и группы сравнения (р1), спортсменов и группы сравнения (р2), контроля и спортсменов (р ); (Ж1- относительный риск (для генотипов), ОЙ.2- относительный риск (для аллелей)

У здорового контингента (контроль) и группы сравнения (табл. 15) установлены достоверные различия (соответственно р=0,006; =7,56 и р=0,001; =10,51) по частоте в 197 аллеля гена 1Ь-17А. Независимо от этнической принадлежности, риск развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у носителей генотипа в 1910 увеличивается в 7,8 раз и в 5,25 раз - при наличии 0197 аллели.

Нуклеотидная замена гуанина на аденин в позиции 197 изменяет экспрессию гена 1Ь-17А и, как следствие, вызывает нарушение в механизмах регуляции биологических эффектов, а также развитие иммунодефицитных состояний (В. АСгаН й а1., 2007; М. 1уос1а й а1., 2010).

Таким образом, повышение частоты в 197 аллеля в группе квалифицированных спортсменов является прогностически неблагоприятным фактором срыва адаптационных механизмов.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что регулярные спортивные нагрузки в процессе тренировочной и соревновательной деятельности способствуют наиболее значительному повышению у квалифицированных баскетболистов уровня РМ'Спо (24,2±1,9 кгм/мин/кг против 20,7±1,2 кгм/мин/кг и 19,4±1,5 кгм/мин/кг у футболистов и легкоатлетов соответственно) и МПК (55,63±1,46 мл/мин/кг против 51,68±1,36 мл/мин/кг и 49,35±2,9 мл/мин/кг у футболистов и легкоатлетов соответственно).

2. Определен спектр молекулярно-генетических детерминант адаптации кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов: с

показателями Р\УС|70, ассоциирован А1а222\'а1 генотип гена метилентетрагидрофолат редуктазы (г=+0,78; р<0,05), с МГЖ коррелирует ОБ генотип гена АСЕ (г=+0,86; р<0,01). Молекулярно-генетическим маркером физической работоспособности является А1а222Уа1 генотип метилентетрагидрофолат редуктазы (МТНР11), а аэробных возможностей организма спортсменов - БЭ генотип гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ).

3. Выявлено, что носительство Ьеи28Рго генотипа и 28Рго полиморфизма гена аполипопротеина Е (АРОЕ) является прогностически неблагоприятным фактором наследственной предрасположенности к нарушениям липидного обмена и функционирования сердечнососудистой системы у квалифицированных легкоатлетов.

4. Показано, что полиморфизмы 1166С (АСТЮ), 235Т{1г (АСГ), в197 (1Ь-17А), ассоциированные с развитием функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы, повышают риск развития профессиональных патологий у квалифицированных спортсменов в условиях интенсивных спортивных физических нагрузок.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Муженя, Д.В. Ассоциация Ме1235 ТЬг полиморфизма гена ангиотензиногена (АСГ) и А1166С аллели рецептора I типа ангиотензиногена-2 (АОТ2Ш) с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) у жителей Республики Адыгея / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, Т.М. Ашканова [и др.] // Вестник АГУ. Сер. естественно-математических и технических наук.-2010,- Выпуск 3 (62).- С. 102-111 (1,3 п/л, личный вклад 60 %).

2. Муженя, Д.В. Экологические и генетические факторы предрасположенности населения Республики Адыгея к сердечнососудистым заболеваниям: частоты Ме1235ТЬг, ТЬг174Ме1 полиморфизмов генов ангиотензиногена АвТ и А1166С аллели рецептора I типа ангиотензиногена-2 АСТ2Ш / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, С.П. Лысенков, Р.Ш. Ожева [и др.] // Вестник АГУ. Сер. естественно-математических и технических наук.- 2011.- Выпуск 2 (67).- С. 60-74с (1,8 п/л, личный вклад 50 %.)

3. Муженя, Д.В. Патофизиологическая роль и прогностическая значимость М235Т полиморфизма гена ангиотензиногена (АОТ) при болезнях сердечного континуума (БСК) / Д.В. Муженя // Вестник АГУ. Сер. естественно-математических и технических наук.- 2012.- Выпуск 1 (93) 2012,- С. 66-79 (1,3 п/л, личный вклад 100 %).

4. Муженя, Д.В. Полиморфизмы ангиотезиногена и рецептора I типа ангиотензиногена в подростковых группах / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, Е.Н. Анохина, И.В. Смольков [и др.] // Вестник АГУ. Сер. естественно-

математических и технических наук,- 2012 Выпуск 4 (93).- С. 152-163 (1,4 п/л, личный вклад 40 %).

5. Муженя, Д.В. Ассоциация G197 полиморфизма гена основного провоспалительного цитокина IL-17A с периферическим атеросклерозом / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, A.C. Дорошенко, E.H. Анохина [и др.] // Проблемы современной биологии.- 2012г.- №2.- С. 75-78. (0,22 п/л, личный вклад 60 %).

6. Муженя, Д.В. Распределение I/D полиморфизмов ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ) и их роли в процессах адаптации сердечно-сосудистой системы у квалифицированных спортсменов Республики Адыгея / Д.В. Муженя, Тугуз А. Р., Е. Н.Анохина [и др.] // Вестник АГУ. Сер. естественно-математических и технических наук.- 2012 Выпуск 4 (110).- С. 114-124 (1,3 п/л, личный вклад 60 %).

Работы, опубликованные в других изданиях

7. Муженя, Д.В. Частота Met235Thr полиморфизма гена ангиотензиногена (AGT) в подростковых группах населения Республики Адыгея / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, С.П. Лысенков, Р.Ш. Ожева [и др.] // Материалы 5 международной научно-практической конференции «Ключевые вопросы современной науки 2011»; София. Из-во Бял-ГРАД - БГ.- Т. 33,- С. 92-97 (0,33 п/л, личный вклад 60 %).

8. Муженя, Д.В. Распределение Met235Thr, Thrl74Met полиморфизмов гена ангиотензиногена (AGT) и А1166С аллеля рецептора 1-типа ангиотензиногена-2 в этнических группах населения г.Майкопа Республики Адыгея / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, Р.Ш. Ожева, С.П. Лысенков [и др.] // Материалы 4 международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины 2011» Ростов-на-Дону.-2011.- С.70-71 (0,11 п/л, личный вклад 50 %).

9. Муженя, Д.В. Распределение М235/235Т, Т174/174М полиморфизмов гена ангиотензиногена в этнических группах подростков г. Майкопа / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, Р.Ш. Ожева, С.П. Лысенков [и др.] // Социально-гуманитарные и экологические проблемы развития современной Адыгеи. Сборник научных статей: Изд-во ЮНЦ РАН г. Ростов-на-Дону,- 2012. С.552-562 (0,61 п/л, личный вклад 40 %).

Ю.Муженя, Д.В. Перспективы использования G197/197A полиморфизмов гена ключевого провоспалительного цитокина IL-17A в спортивной медицине / Д.В. Муженя, А.Р. Тугуз, A.C. Дорошенко, E.H. Анохина [и др.] // Медицинский академический журнал. Сборник материалов конференции, г. Санкт- Петербург. - 2012.- С.187-189 (0,11 п/л, личный вклад 60 %).

Список сокращений

ИМТ- индекс массы тела ССС- сердечно-сосудистая система ССЗ- сердечно-сосудистые заболевания МПК - максимальное потребление кислорода РА - Республика Адыгея

PWC,7o- значение мощности физической нагрузки

ЭДТА- Этилендиаминтетрауксусная кислота

АСЕ - ангиотензин-превращающий фермент

АРОЕ- аполипопротенин Е

AGT - ангиотензиноген

AGTR1 - рецептор I типа ангиотензиногена-2

IL-17A - провоспалительный цитокин

MTHFR- метилентетрагидрофолат редуктаза

Ala - аланин

А -аденин

D - делеция

С - цитозин

G - гуанин

I - инсерция

Leu - лейцин

Met - метионин

Pro - пролин

Т-тимин

Val - валин

Thr - треонин

SNP - single nucleotide polymorphism (единичные нуклеотидные замены)

Муженя Дмитрий Витальевич

Особенности адаптивных возможностей кардиореспираториой системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 16.05.2013. Бумага типографская № 1. Формат бумаги 60x84/16. Гарнитура Times New Roman. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 036.

Отпечатано на участке оперативной полиграфии Адыгейского государственного университета: 385000, г.Майкоп, ул.Первомайская, 208.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Муженя, Дмитрий Витальевич, Майкоп

ФГБОУ ВПО «Адыгейский государственный университет»

НЛ

на правах рукописи

04201359491

Муженя Дмитрий Витальевич

ОСОБЕННОСТИ АДАПТИВНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ С УЧЕТОМ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ

ДЕТЕРМИНАНТ

03.03.01 - Физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук Тугуз А.Р.

Майкоп 2013

Оглавление

Список сокращений.................................................................................................4

Введение...................................................................................................................5

Глава I. Обзор литературы. Современные методы оценки адаптивных возможностей кардиореспираторной системы в условиях интенсивных физических нагрузок.............................................................................................13

1.1. Физическая работоспособность - интегральный показатель адаптивных возможностей кардиореспираторной системы...............................................13

1.2. Гены-кандидаты и их полиморфные варианты, вовлеченные в регуляцию работы сердечно-сосудистой системы.........................................18

Глава И. Организация и методы исследования..................................................47

2.1 Контингент обследованных лиц.................................................................47

2.2. Методы исследования................................................................................49

Глава III. Результаты исследований. Характеристика адаптивных возможностей кардиореспираторной системы спортсменов по данным

PWCno и МПК.......................................................................................................57

Глава IV. Распределение полиморфных вариантов генов AGT (Met235Thr), AGTR1(A1166С), АСЕ (I/D), MTHFR (Ala222Val), IL-17A (G197A) в обследованных группах........................................................................................62

4.1 Анализ частот аллелей Met235/235Thr и генотипов гена AGT................62

4.2. Распределение полиморфизмов гена AGTR1............................................70

4.3. Исследование инсерционо-делеционного полиморфизма гена АСЕ.....78

4.4. Ala222/222Val полиморфизмы гена MTHFR.............................................85

4.5. Частоты аллелей и генотипов гена IL-17A................................................88

Глава V. Роль Leu28Pro полиморфизмов гена АРОЕ в регуляции липидного

обмена и работы сердечно-сосудистой системы...............................................93

Глава VI. Ассоциация PWC170 и МПК квалифицированных спортсменов с генотипами AGT(Met235Thr), AGTR1(A1166С), АСЕ (I/D),

MTHFR(Ala222Val).............................................................................................100

Обсуждение..........................................................................................................108

Выводы:................................................................................................................123

Практические рекомендации:............................................................................124

Список литературы.............................................................................................125

Список сокращений

ИМТ - Индекс массы тела

МПК - максимальное потребление кислорода

КС - кардиореспираторная система

РА - Республика Адыгея

ССС - сердечно-сосудистая система

PWCi7o- значение мощности физической нагрузки

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭДТА - Этилендиаминтетрауксусная кислота

ПЦР - полимеразно - цепная реакция

ФР - физическая работоспособность

АСЕ - ангиотензин-превращающий фермент

АРОЕ - аполипопротенин Е

AGT - ангиотензиноген

AGTR1 - рецептор I типа ангиотензиногена-2

IL-17А - провоспалительный цитокин

MTHFR - метилентетрагидрофолат редуктаза

Ala - аланин

А -аденин

D - делеция

С - цитозин

G - гуанин

I - инсерция

Т - тимин

Leu - лейцин

Met - метионин

Pro - пролин

Val - валин

Thr- треонин

SNP - single nucleotide polymorphism (единичные нуклеотидные замены)

Введение

Актуальность исследования. Современный спорт высших достижений требует функционирования всех систем организма в зоне абсолютных физиологических пределов (A.B. Болотов, 2004; Н.И. Волков, 2005; Р.Г. Гаибов, 2005; A.B. Шаханова, 2008; А.А Кузьмин, 2011; С.С. Гречишкина, 2012; Т.Г. Петрова, 2012). Одной из важнейших функциональных систем организма, лимитирующей и определяющей физическую работоспособность, а так же интенсивность и длительность реакций целостного организма на спортивную физическую нагрузку, является кардиореспираторная система. Центральным вопросом физиологии современного спорта является адаптация кардиореспираторной системы к возрастающим физическим нагрузкам (Н.И. Иванова, 2003; Г.М. Маслова с соавт., 2009; В.Д. Сонькин с соавт., 2009; A.A. Кузьмин, 2011; С.С. Гречишкина, 2012; J.P. Boineau, 2007; В. Gutnik, М. Henneberg, 2009; N. Wolanski, 2009). Резервные возможности кардиореспираторной системы определяют функциональный и адаптационный потенциал организма, уровень его физической работоспособности в условиях тренировочной и соревновательной деятельности (A.B. Шаханова, 1998-2000; В.М. Шумихина, 2005; O.A. Бутова с соавт., 2006; Н.И. Шлык, 2010). Высокая физическая работоспособность отражает потенциальные возможности достижения высоких результатов в избранном виде спорта.

кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов (В.А. Рогозкин и др., 2000-2005; И.И. Ахметов, 2006-2009; S. Roth et al., 2007; M.N. Weedon, T.M. Frayling, 2008; M.S. Bray et al., 2009).

ассоциированные с формированием и развитием адаптационных возможностей человека при выполнении интенсивных физических нагрузок (Т. Rankinen et al., 2006, M.S. Bray et al., 2009). В работах отечественных и зарубежных исследователей отмечена корреляция некоторых генов с физической деятельностью. (В.А. Спицын, 2004; В.А. Рогозкин и др., 20002005; И.И. Ахметов, 2006-2009; Е.А. Бондарева, 2011; Т. Rankinen et al., 20002006; М. Collins et al., 2009). Одним из перспективных направлений современных исследований является изучение ассоциации полиморфизмов генов ренин-ангиотензиновой системы, фолатного цикла с адаптивными возможностями спортсменов в условиях интенсивных нагрузок (И.И. Ахметов, 2011; H.Montgomery et al., 1998; I.V. Nazarov et al., 2001; M.N. Weedon, T.M. Frayling, 2008).

также поиск маркеров донозологической диагностики наследственной предрасположенности к развитию профессиональных патологий у квалифицированных спортсменов с использованием современных молекулярно-генетических методов (Е.В. Линде, 2006-2007; Е.А. Дегтярева, 2006; О-в. №п-8егпеп & а1., 2001; 8.О. Муегеоп а1., 2001; А. РеШма с* а1., 2001-2006). В России исследования по оценке прогностической значимости молекулярно-генетических предикторов немногочисленны и во многом противоречивы.

Установление спектра генов, вовлеченных в регуляцию кардиореспираторной системы и развитие физической работоспособности актуально для современной физиологии спорта и будет способствовать разработке критериев оценки потенциальных функциональных возможностей организма человека, особенно при выполнении физических нагрузок скоростно-силового характера, что позволит существенно повысить эффективность отбора в спорте высоких достижений, а также снизить риск срыва механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы.

Задачи:

1. Исследовать влияние регулярных спортивных физических нагрузок на уровень общей работоспособности (Р\УС17о) и общей выносливости (МГЖ) у квалифицированных футболистов, баскетболистов и легкоатлетов Республики Адыгея.

2. Проанализировать характер взаимосвязей полиморфизмов генов, участвующих в регуляции: работы сердечно-сосудистой системы АСЕ (Щ), АОТ (Мег235Т11г), АвТЮ (А1166С), липидного обмена АРОЕ (Ьеи28Рго), фолатного цикла МТЫБЯ (А1а222Уа1) с показателями Р\¥С]7о и МГЖ в обследованных группах. Идентифицировать спектр информативных молекулярно-генетических маркеров адаптации

кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов.

Теоретико-методологическая основа исследования. Методологической основой исследования является системный комплексный подход, позволяющий использовать теоретические и эмпирические положения:

- об иерархии механизмов развития индивидуальной адаптации в повышении жизнедеятельности и биологической надежности (Э.М. Казин и др., 2000; H.A. Агаджанян и др., 1994-2012; P.M. Баевский, 1979-2005);

- о доминирующей роли наследственности в развитии потенциальных возможностей спортсменов и влияние среды на степень реализации этих возможностей (В.А. Рогозкин, 2000-2005; С. Bouchard et al., 1997; Т. Rankinen et al., 2000-2006; M. Collins et al., 2009).

Теоретическую основу исследования составляют:

- научные идеи о доминирующей роли сердечно-сосудистой системы в процессах адаптации (В.В. Ларин, 1962-1967; А.Г. Дембо, 1954-1990; A.A. Виру, 1974-1990; В.Л. Карпман, 1964-1993; P.M. Баевский, 1980-2005; H.A. Агаджанян и др., 1994-2003);

жизнедеятельности (С. Bouchard et al., 1997; T. Rankinen et al., 2006; M. Collins et al., 2009; M.S. Bray et al., 2009);

- концептуальные положения теории подготовки квалифицированных спортсменов: футболистов (А.А. Сучилин 1997; З.Г. Орджоникидзе, В.И.Павлов, 2008), баскетболистов (Ю.М. Портнова, 1997; В.М. Корягин, 1998) и легкоатлетов (В.В. Захарова, 2003; О.Ю.Жарова, 2000; Ф.А. Иорданская, 2006).

Научная новизна работы. На основе комплексного подхода с использованием физиологических и современных молекулярно-генетических методов исследования адаптивных возможностей кардиореспираторной системы впервые получены новые экспериментальные данные:

- о роли полиморфизмов генов АСЕ, AGT, AGTR1, MTHFR, IL-17A в развитии адаптивных возможностей кардиореспираторной системы;

- характере тесных корреляционных взаимодействий у баскетболистов Ala222Val генотипа MTHFR с общей работоспособностью, а гена АСЕ с аэробными возможностями, и их роли в развитии функциональных и адаптивных возможностей организма;

- по полиморфизмам генов AGT, AGTR1, MTHFR, IL-17 А, повышающих риск развития функциональных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы у жителей Республики Адыгея.

Положения, выносимые на защиту:

1. Профессиональные занятия баскетболом оказывают существенное влияние на организацию энергетического и вегетативного обеспечения мышечной деятельности, увеличение общей работоспособности и аэробных возможностей организма квалифицированных баскетболистов, о чем свидетельствуют более высокие показатели Р'ЭД^Спо и МПК в сравнении с квалифицированными футболистами и легкоатлетами.

3. У квалифицированных спортсменов Республики Адыгея доминирует ББ генотип АСЕ, ассоциированный с развитием функциональных и адаптивных возможностей кардиореспираторной системы, что в условиях интенсивных физических нагрузок является основным фактором «отбора» профессиональных спортсменов.

4. Аллельные варианты генов АОТ (235Т), АвТЮ (1166С), 1Ь-17А (0197) ассоциированы с нарушением механизмов адаптации сердечнососудистой системы квалифицированных спортсменов Республики Адыгея.

спортсменов с использованием физиологических и генетических подходов анализа кардиореспираторной функции организма.

Практическая значимость. Результаты исследования по распределению частот генов АСЕ, АРОЕ, AGT, AGTR1, IL-17A, MTHFR могут быть рекомендованы в медико-биологических исследованиях квалифицированных спортсменов для оценки потенциала развития физических качеств; в спортивной медицине для диагностики донозологического состояния кардиореспираторной системы спортсменов; в учебном процессе для разработки магистерских программ по специальности «Общая и спортивная физиология»; при преподавании дисциплин «Молекулярная биология», «Генетика человека» и «Спортивная медицина» в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и отражены в материалах научно-практических конференций: 5 Международной научно-практической конференции «Ключевые вопросы современной науки»-(София, 2011); 4 международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростов-на-Дону, 2011); VIII ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2012.); международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Наука. Образование. Молодежь» (Республика Адыгея, Майкоп, 2013).

Материалы диссертационного исследования внедрены: в тренировочный процесс спортивных клубов «Динамо» и «Дружба», а также Института физической культуры и дзюдо АГУ; в учебный процесс Адыгейского государственного университета и лечебного факультета Майкопского государственного технологического университета в рамках биологических и клинических дисциплин: нормальная физиология, медицинская генетика, иммунология для подготовки биологов и врачей общей практики.

Информация о работе

Муженя, Дмитрий Витальевич
кандидата биологических наук
Майкоп, 2013
ВАК 03.03.01

Диссертация

Особенности адаптивных возможностей кардиореспираторной системы квалифицированных спортсменов с учетом молекулярно-генетических детерминант - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы