CC BY
0Дата публикации: 01.06.2024
Publication date: 01.06.2024 DOI: 10.24412/2588-0500-2024_08_02_2
UDC 575;796
DOI: 10.24412/2588-0500-2024_08_02_2 УДК 575;796
АССОЦИАЦИЯ ОДНОНУКЛЕОТИДНЫХ ВАРИАНТОВ КАНДИДАТНЫХ ГЕНОВ СЕМЕЙСТВА РРАR С СОРЕВНОВАТЕЛЬНОЙ ДИСТАНЦИЕЙ И СПОРТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИЕЙ СПОРТСМЕНОВ О.В. Балберова1, Е.В. Быков1, Н.А. Шнайдер2
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет физической культуры», г. Челябинск, Россия 2Национальный медицинский исследовательский институт психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева, г. Санкт-Петербург, Россия
Аннотация. Цель исследования - изучение частоты аллелей и генотипов однонуклеотид-ных вариантов генов рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом и их транскрипционным коактиватором, в зависимости от соревновательной дистанции (бег на короткие, средние и длинные дистанции) и спортивной квалификации у спортсменов циклических видов спорта (беговые дисциплины легкой атлетики, конькобежный спорт). Установлено, что носительство минорных аллелей С ге4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, и G ге18012825 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором гамма, может обеспечить преимущество для достижения высокой результативности в циклических видах спорта на коротких и средних дистанциях. Минорный аллель С и гомозиготный генотип СС ге4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, ассоциированы с соревновательной дистанцией у спортсменов, специализирующихся в беге на короткие и средние дистанции. Частота минорных аллелей С ге4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, и G ге18012825 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором гамма, ассоциируется с повышением квалификации у спортсменов-спринтеров.
Ключевые слова: спортивная генетика, циклические виды спорта, однонуклеотидный вариант, ге8192678 гена коактиватора 1а рецептора, активируемого пролифератором пе-роксисом, ге4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, ге18012825 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором гамма.
ASSOCIATION OF SINGLE NUCLEOTIDE VARIANTS OF THE PPAR FAMILY CANDIDATE GENES WITH COMPETITIVE DISTANCE AND QUALIFICATION OF ATHLETES
O.V. Balberova1, E.V. Bykov1, N.A. Shnayder2
:Ural State University of Physical Culture, Chelyabinsk, Russia
2V.M. Bekhterev National Medical Research Center for Psychiatry and Neurology, Saint Petersburg, Russia
Abstract. The objective of the study was to examine the frequency of alleles and genotypes of single nucleotide variants of receptor genes activated by the peroxisome proliferator and their transcriptional co-activator, depending on the competitive distance (short-, medium- and longdistance running) and qualifications of cyclic sports athletes (running in track-and-field, speed skating). We have found that minor alleles C rs4253778 of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha gene and G rsl8012825 of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma gene can provide an advantage for achieving high performance in cyclic sports over short and medium distances. The minor C allele and the homozygous CC rs4253778 genotype of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha gene associated with competitive distance in athletes specializing in short- and medium-distance running. The frequency of minor alleles C rs4253778 of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha gene and G rs18012825 of
СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ MODERN ISSUES OF БИОМЕДИЦИНЫ BIOMEDICINE 2024, T. 8 (2)_2024, Vol. 8 (2)
the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma gene is associated with advanced training in sprinters.
Keywords: sports genetics, cyclic sports, single nucleotide variant, rs8192678 of The Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1 Alpha gene, rs4253778 of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha gene, rs18012825 of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma gene.
Введение. Считается, что спортивный результат на избранной дистанции в циклических видах спорта в первую очередь определяется доступностью аденозинтри-фосфата (АТФ) для сократительной активности скелетных мышц [1]. Для поддержания оптимальной скорости ресинтеза АТФ, необходимой для преодоления соревновательной дистанции, должны быть активированы различные метаболические пути [2-3]. Расщепление креатинфосфата (КФ) и мышечного гликогена обеспечивает фосфорилирование на уровне субстрата без участия О2, а окислительное фосфорилиро-вание реализуется в митохондриях миоцитов с обязательным участием О2, где в качестве субстрата могут использоваться как углеводы и / или липиды [4]. Процесс митохондриального биогенеза АТФ сложен, поскольку расширение митохондриальной сети требует взаимодействия как ядерного, так и митохондриального геномов. Митохондрии содержат двухцепочечную кольцевую дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), которая кодирует менее 1% белков, необходимых для цепи переноса электронов и функции органелл миоцита [5]. Таким образом, митохондриальный биогенез АТФ в значительной степени зависит от экспрессии белков, кодируемых ядерной ДНК, которые обеспечивают надлежащую сборку и расширение митохондриального ретикулума. Этот эффект частично опосредован способностью коактиватора 1а рецептора, активируемого пролифератором
пероксисом (PPARGC1A (PGC-1a) - Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1 Alpha) коактивировать многие факторы транскрипции, которые связываются с промоторной областью генов, кодирующих митохондриальные белки [3]. В частности, установлено, что PGC-1a коактивирует семейство ядерных рецепторов, в частности рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом (PPAR - Peroxisome Proliferator Activated Receptor), которые представляют собой подсемейство рецепторов ядерных гормонов, регулирующих транскрипцию нескольких генов, участвующих в метаболизме липидов, глюкозы, утилизации и хранении энергии в миоцитах [3]. Эти рецепторы существуют в виде облигатного гетеродимера с ретиное-вым X-рецептором (RXR) и локализованы в ядре в нелигированном состоянии [6]. При связывании лиганда изменение конформа-ции рецепторов PPAR приводит к высвобождению корепрессора и связыванию коактиватора. Связывающий комплекс, вероятно, приводит к различным конформа-ционным изменениям рецепторов, которые, в свою очередь, регулируют кинетику сборки транскрипционного комплекса, а также сродство к специфическому элементу ответа PPAR на физическую нагрузку. После связывания лиганда и активации, гетеродимеры способны либо усиливать, либо подавлять экспрессию в промоторной области генов-мишеней, ответственных за ресинтез АТФ (рис. 1).
СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ MODERN ISSUES OF БИОМЕДИЦИНЫ BIOMEDICINE 2024, T. 8 (2)_2024, Vol. 8 (2)
Рис. 1. Взаимодействие ядерного и митохондриального геномов в процессе митохондриального биогенеза АТ Примечание: PPAR - рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом (Peroxisome Proliferator Activated Receptor); RXR - ретиноевый X-рецептор
Существуют три изоформы PPAR, включая PPARa (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Alpha), PPAR5 (Peroxisome proliferator-activated receptor delta) и PPARy (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma), кодируемые генами PPARA, PPARD и PPARG соответственно. Эти изоформы различаются по своему распределению в скелетных мышцах и выполняемой функции [3]. PPAR5 индуцирует экспрессию митохондриальных белков (например, субъединицы II и IV цитохром С-оксидазы (COX-II и COX-IV соответственно), которые важны для биогенеза АТФ в миоцитах. PPARy экспрессируется не только в скелетных мышцах, но и в бурой жировой ткани, миокарде и головном мозге, то есть в тех тканях, где происходит усиленный катаболизм жиров для получения большого количества энергетических субстратов (в частности, АТФ) и активации процессов энергообеспечения [7]. Основная функция этого рецептора заключается в регуляции липидного и углеводного обменов, а также энергетического гомеостаза, важного для поддержания оптимальной энергетической адаптации скелетных мышц. Кроме того, PPARy является центральным регулятором адипогенеза и переключения метаболизма с
углеводного на липидный [3]. PPARа экс-прессируется на высоком уровне в тканях, которые катаболизируют жирные кислоты (скелетные мышцы, миокард, печень). Ген PPARA, который кодирует этот рецептор, активируется в условиях энергетической депривации, способствуя поглощению, утилизации и катаболизму жирных кислот, участвует в иммунных реакциях организма [8].
Исследования последних лет продемонстрировали, что однонуклеотидные варианты (ОНВ) в исследуемых генах могут быть генетическими маркерами, детерминирующими предрасположенность к выполнению физических нагрузок разной метаболической направленности (бег на короткие, средние и длинные дистанции) [6, 9-13]. В то же время, носительство отдельного ОНВ кандидатного гена не может определять спортивный успех в той или иной дистанции. Более надежным подходом к прогнозированию успешности спортсмена является анализ аддитивного влияния групп аллелей, которые могут предрасполагать к лучшей спортивной результативности на избранной дистанции.
Целью настоящего исследования является изучение ассоциации аллельных
вариантов и генотипов ОНВ ге8192678 (С23815662Т) гена PPARGC1A, ОНВ ге4253778 (С46630634С) гена РРАЯА и ОНВ rs18012825 (С34G) гена PPARG с соревновательной дистанцией и квалификацией спортсменов циклических видов спорта.
Методы и организация исследования.
Исследование проводилось в рамках Государственного задания Министерства спорта Российской Федерации «Совершенствование технологий спортивного отбора и выбора спортивной специализации в циклических видах спорта (беговые дисциплины легкой атлетики, конькобежный спорт)» (регистрационный номер 1022060200098-23.3.11 от 06.10.2023 г.) и было одобрено локальным комитетом по этике Уральского государственного университета физической культуры (УралГУФК), протокол № 5 от 11.01.2023 г. Все участники подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Объем генеральной совокупности и сопоставимых групп рассчитывался с использованием номограммы Альтмана [14].
В исследование включены 173 участника, которые были рандомизированы согласно критериям включения и исключения на 2 группы: основная группа - 123 спортсмена (конькобежный спорт, беговые дисциплины легкой атлетики), включая подгруппу 1: 40 спортсменов-спринтеров (бег на короткие дистанции), подгруппу 2: 38 спортсменов (бег на средние дистанции) и подгруппу 3: 45 спортсменов-стайеров (бег на длинные дистанции), контрольная группа: 50 неспортсменов (добровольцы). Группы наблюдения были сопоставимы по объему образцов, полу и возрасту участников.
Критерии включения в группу 1 (спортсмены): жители Южного Урала (город Челябинск и Челябинская область, Россия); европеоиды; мужской пол; возраст - от 17 до 21 года; стаж занятий циклическим видом спорта (конькобежный спорт, беговые дисциплины легкой атлетики) - 5
лет и более; подписанное добровольное информированное согласие.
Критерии включения в группу 2 (не спортсмены): жители Южного Урала (город Челябинск и Челябинская область, Россия); европеоиды; мужской пол; возраст - от 17 до 21 года; отсутствие стажа занятий спортом; подписанное добровольное информированное согласие.
Критерии исключения из исследования: жители других регионов России; азиаты и африканцы; женский пол; возраст <17 лет; отказ от выполнения протокола исследования; острые и хронические заболевания на период включения в исследование или на этапах проведения исследования.
Буккальный эпителий забирался из ротовой полости с помощью цервикальной щетки (цитощетки). Биообразцы были разделены путем центрифугирования и хранились в холодильнике при температуре -18°C. Геномная ДНК экстрагировалась по стандартному протоколу на базе клинико-диагностической лаборатории НИИ Олимпийского спорта (г. Челябинск) [15]. Аллельные варианты и генотипы ОНВ rs8192678 (С23815662Т) гена PPARGC1A, ОНВ rs4253778 (G46630634C) гена PPARA и ОНВ rs18012825 (C34G) гена PPARG определяли с помощью методики TagMan SNP Genotyping Assays (Applied Biosystems, США). Нами использовался прибор StepOne Real-Time PCR System (Applied Biosystems, США) для полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Статистическая обработка выполнена с помощью лицензионного пакета программ ISB SPSS версия 22.0 (SPSS Inc, США). Распределение генотипов по исследуемым аллельным вариантам проверяли на соответствие равновесию Харди-Вайнберга (РХВ). При попарном сравнении частот аллелей и генотипов использовали критерий хи-квадрат (х2). Принятый уровень значимости соответствовал р<0,05. Ассоциацию носи-тельства минорных (вариативных) или мажорных (распространенных) аллелей и генотипов исследуемых генов-кандидатов
у спортсменов циклических видов спорта с Результаты исследования и их обсуж-
соревновательной дистанцией и спортивной дение. Для оценки полученных результатов
квалификацией оценивали с использова- использованы мультипликативная (для
нием отношения шансов (ОШ, 95% довери- оценки частоты аллелей) и аддитивная (для
тельного интервала (ДИ). оценки частоты генотипов) модели (табл. 1).
Таблица 1
Частоты аллелей и распределение генотипов генов, кодирующих рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом и их транскрипционным коактиватором
Аллели, генотипы Основная группа (n=123) Контрольная группа (n=50) х2 P ОШ 95%
rs4253778 гена PPARA
G 203 (82,53%) 84 (84,0%) 1,47 0,23 0,67 0,35-1,28
C 43 (17,47%) 16 (16,0%) 1,49 0,78-2,84
GG 82 (66,7%) 36 (72,0%) 3,0 0,22 0,78 0,38-1,60
GC 34 (27,6%) 14 (28,0%) 0,98 0,47-2,04
CC 7 (5,7%) 0 (0%) 6,5 0,36116,03
rs 18012825 гена PPAR RG
C 205 (83,33%) 88 (88,0%) 1,19 0,27 0,68 0,34-1,36
G 41 (16,67%) 12 (12,0%) 1,47 0,74-2,92
CC 85 (69,11%) 38 (76,0%) 1,72 0,42 0,71 0,33-1,50
CG 35 (28,45%) 12 (24,0%) 1,26 0,59-2,69
GG 3 (2,44%) 0 (0%) 2,93 0,15-57,84
rs8192678 гена PPARGC1A
C 157 (63,82%) 62 (62,0%) 1,02 0,89 1,04 0,64-1,68
T 89 (36,18%) 38 (38,0%) 0,97 0,60-1,56
CC 54 (43,90%) 21 (42,0%) 1,07 0,96 1,08 0,56-2,10
CT 49 (39,84%) 21 (42,0%) 0,91 0,47-1,78
TT 20 (16,26%) 8 (16,0%) 1,02 0,42-2,49
Примечание: ОШ - отношение шансов; ДИ - доверительный интервал; PPARA - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором альфа; PPARG - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором гамма; PPARGC1A - коактиватор 1а рецептора, активируемого пролифератором пероксисом
Не найдено статистически значимых межгрупповых различий частоты носитель-ства вариативного аллеля С rs4253778 гена PPARA у спортсменов по сравнению с контрольной группой (17,47% против 16,0%, р=0,234). Распределение генотипов в контрольной группе составило: GG - 72,0%, GC - 28,0%, CC - 0%. Распределение генотипов в основной группе составило: GG - 66,7%, GC - 27,6 %, CC - 5,4%.
Распределение аллелей и генотипов у спортсменов и лиц контрольной группы соответствовало РХВ: основная группа -Х2=1,47 (p=0,231); контрольная группа -Х2=1,325 (p=0,250).
При исследовании носительства rs18012825 гена PPARG не установлено статистически значимых межгрупповых различий частоты носительства минорного аллеля G у спортсменов по сравнению с
неспортсменами (16,67% против 12,0%, р=0,273). Распределение генотипов в контрольной группе составило: СС - 76,0%, СО - 24,0%, ОО - 0%. Распределение генотипов в основной группе составило: СС
- 69,11%, СО - 28,45%, ОО - 2,44%. Распределение аллелей и генотипов у спортсменов и лиц контрольной группы также согласовывалось с РХВ: основная группа - х2=0,73 (р=0,787); контрольная группа - х2=0,929 (Р=0,335).
При исследовании носительства ге8192678 гена РРАВ^С1А не выявлено статистически значимых межгрупповых различий частоты носительства минорного аллеля Т у спортсменов по сравнению с неспортсменами (36,18% против 38,0%, р=0,892). Распределение генотипов в контрольной группе составило: СС - 42,0%, СТ
- 42,0%, ТТ - 16,0%. Распределение генотипов в основной группе составило: СС -43,90%, СТ - 39,84%, ТТ - 16,26%. Распределение аллелей и генотипов у спортсменов и лиц контрольной группы соответствовало РХВ: основная группа - х2=2,319 (р=0,127); контрольная группа - х2=0,491 (р=0,489).
На следующем этапе исследования проанализировано распределение частот мажорной и минорной аллелей и генотипов исследуемых ОНВ кандидатных генов в зависимости от соревновательной дистанции участников основной группы (бег на короткие, средние и длинные дистанции). Полученные результаты представлены в таблице 2.
Минорный аллель С ге4253778 гена РРАЯА был статистически значимо ассоциирован с соревновательной дистанцией у спортсменов, специализирующихся в беге на короткие дистанции, по сравнению с контрольной группой (ОШ=1,91 [95 % ДИ 1,08-4,11]). Анализ распределения генотипов по исследуемому ОНВ также выявил статистически значимые различия в носи-тельстве гомозиготного генотипа СС у спортсменов-спринтеров, по сравнению с контрольной группой (р=0,05), ОШ=9,43 [95 % ДИ: 1,47-188,06]) и у спортсменов, специализирующихся в беге на средние дистанции, по сравнению с контрольной группой (р=0,04) ОШ=9,96 [95 % ДИ: 1,50198,85]).
Таблица 2
Частоты аллелей и распределение генотипов генов, кодирующих рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом и их транскрипционным коактиватором, у спортсменов циклических видов спорта в зависимости от соревновательной дистанции
Аллели, генотипы 1 - короткие дистанции (п=40) 2 - средние дистанции (п=38) 3 - длинные дистанции (п=45) 4 - контрольная группа (п=50) Р
ге8192678 (С23815662Т) гена РРАЯОС1А
С 49 (61,25%) 47 (61,84%) 61 (67,78%) 62 (62,0%)
Т 31 (38,75%) 29 (38,16%) 29 (32,22%) 38 (38,0%)
СС 17 (42,5%) 16 (42,10%) 21 (46,67%) 21 (42,0%)
СТ 15 (37,5%) 15 (39,48%) 19 (42,22%) 21 (42,0%)
ТТ 8 (20,0%) 7 (18,42%) 5 (11,11%) 8 (16,0%)
Г&4253778 (О46630634С) гена РРАЯА
О 63 (78,75%) 59 (77,63%) 76 (84,44) 84 (84,0%) Р1< 0,05
С 17 (21,25%) 17 (22,37%) 14 (15,6%) 16 (16,0%) Р2< 0,05
ОО 24 (60,0%) 24 (63,16%) 32 (71,11%) 36 (72,0%)
ОС 13 (32,5%) 11 (28,94%) 12 (26,67%) 14 (28,0%)
СС 3 (7,5%) 3 (7,9%) 1 (2,22%) 0 (0%)
Продолжение таблицы 2
ге18012825 (С34О) гена РРАКО
С 63 (78,75%) 63 (82,90%) 77 (85,56%) 86 (86,0%)
О 17 (21,25%) 13 (17,10%) 13 (14,44%) 16 (16,0%) Р2< 0,05
СС 25 (62,50%) 26 (68,42%) 32 (71,11%) 36 (72,0%)
СО 13 (32,50%) 11 (28,94%) 13 (28,89%) 14 (28,0%)
ОО 2 (5,0%) 1 (2,64%) 0 (0%) 0 (0%)
Примечание: р1 - уровень статистической значимости межгрупповых различий носитель-ства аллеля / генотипа между короткой дистанцией (спринтеры) и длинной дистанцией (стайеры); р2 - уровень статистической значимости межгрупповых различий носительства аллеля / генотипа между короткой дистанцией (спринтеры) и контрольной группой (неспортсмены); РРАКА - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором альфа; РРАК.О - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором гамма; РРАЯОС1А -коактиватор 1а рецептора, активируемого пролифератором пероксисом
Анализ распределения аллелей / генотипов по ге18012825 гена PPARG и ге8192678 гена РРАКДС1А среди спортсменов с различной соревновательной дистанцией и контрольной группой не выявил достоверных межгрупповых различий (р>0,05). Отмечена тенденция к снижению частоты минорного аллеля Т ге8192678 гена PPARGC1A у спортсменов-стайеров (32,22%) по сравнению с другими группами (от 38,0 до 38,75%), однако статистически значимых межгрупповых различий не было (р>0,05).
Учитывая, что спортсмены с разной спецификой тренировок имели разную спортивную квалификацию, было дополнительно изучено распределение частот алеллей и генотипов исследуемых ОНВ кандидатных генов у спортсменов циклических видов спорта в зависимости от их квалификации (рис. 2). Частота мажорного аллеля С и минорного аллеля Т ге8192678
гена PPARGC1A не имела статистически значимых межгрупповых различий (р>0,05).
Внутригрупповой анализ у спортсменов-спринтеров показал, что частота минорного аллеля С ге4253778 гена PPARA увеличивается в зависимости от их квалификации: 26,0% - у спортсменов с квалификацией мастер спорта международного класса (МСМК) и мастер спорта (МС); 20,0% - у спортсменов с квалификацией кандидат в мастера спорта (КМС); 14,29% -у спортсменов с I спортивным разрядом. При этом частота гомозиготного генотипа СС среди высококвалифицированных спринтеров (МСМК и МС) была выше, чем среди спортсменов с более низкой квалификацией (15,38% против 5,0%, р<0,05). В этой же подгруппе спортсменов выявлена статистически значимая ассоциация минорного аллеля G ге18012825 гена PPARG с квалификацией МСМК и МС (р<0,05).
rl
I разряд
KMC
VK V1K , MC
14,29% 7,14%
20% 20%
1
I разряд
KMC
26,92%
31%
MCMK, MC
У
16,67% 11,11%
20% 18%
33,33% 28%
аллель С rs4253778 гена PPARA аллель G (Ala) rsl8012825 гена PPARG Бег на короткие дистанции
аллель С rs4253778 гена PPARA аллель G (Ala) rsl8012825 гена PPARG
Бег на средние дистанции
12,50% 17% |Р
/
■ аллель С rs4253778 гена PPARA аллель G (Ala) i s 18012825 гена PPARG
Бег на длинные дистанции
Рис. 2. Частота аллелей и распределение генотипов генов рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом и их транскрипционным коактиватором, у спортсменов с разной квалификацией Примечание: КМС - кандидат в мастера спорта; МСМК - мастер спорта международного класса; МС - мастер спорта; PPARA - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором альфа; PPARG - рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором гамма; PPARGC1A - коактиватор 1а рецептора, активируемого пролифератором пероксисом
Внутригрупповой анализ у спортсменов, специализирующихся в беге на средние дистанции, выявил, что частота минорного аллеля С и гомозиготного генотипа СС rs4253778 гена PPARA имела тенденцию к увеличению с повышением их квалификации, но достоверных межгрупповых различий не найдено (р>0,05). Так, в группе спортсменов с квалификациями МСМК и МС частота аллеля С составила 33,33%, а гомозиготного генотипа СС - 11,11%, с квалификацией КМС - 20,0% и 5,0%, а с I спортивным разрядом - 16,6% и 0% соответственно. Аналогичная ситуация прослеживалась при анализе частоты
минорного аллеля G rs18012825 гена PPARG у спортсменов данной группы: она имела тенденцию к увеличению у высококвалифицированных спортсменов: 27,78% -у спортсменов с квалификацией МСМК и МС, 17,50% - с квалификацией КМС, и 11,11% - с I спортивным разрядом.
Заключение. В настоящем исследовании выявлена статистически значимая ассоциация аллелей и генотипов ОНВ rs4253778 гена PPARA с соревновательной дистанцией. В частности, у спортсменов-спринтеров минорный аллель С был статистически значимо ассоциирован с соревновательной дистанцией по
СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ
MODERN ISSUES OF
БИОМЕДИЦИНЫ 2024, T. 8 (2)
сравнению с контрольной группой (ОШ=1,91 [95% ДИ: 1,08-4,11]) и у спортсменов, специализирующихся в беге на средние дистанции по сравнению с контрольной группой, ОШ=9,96 [95% ДИ: 1,50198,85]). Поскольку результативность спортсменов в беге на короткие и средние дистанции в значительной степени зависит от баланса между липидно-углеводным обменом и оптимальным использованием метаболических субстратов, носительство аллеля С ге4253778 гена PPARA может быть сопряжено с молекулярными механизмами, необходимыми для поддержания высоких анаэробных тренировочных нагрузок [3].
Внутригрупповой анализ у спортсменов-спринтеров показал, что частота минорного аллеля G ге18012825 гена PPARG статистически значимо выше у высококвалифицированных атлетов (с квалификацией МСМК и МС) по сравнению с менее квалифицированными атлетами (30,77% (МСМК и МС), 20,0% (КМС) и 14,29% (I спортивный разряд)). Можно предположить, что по крайней мере одна копия аллеля G этого гена может считаться потенциально благоприятной генетической вариацией, позволяющей спортсменам преуспевать в спринтерских дисциплинах.
Полученные результаты согласуются с исследованиями других авторов, где установлена самая высокая частота аллеля G ге!8012825 гена PPARG среди спортсменов,
BIOMEDICINE 2024, Vol. 8 (2)
тренирующихся со скоростно-силовым уклоном [9, 16, 17]. Аллельный вариант G ге1801282 гена PPARG ассоциирован с повышенной чувствительностью к инсулину и более высокими показателями поглощения глюкозы скелетными мышцами [18], лучшей реакцией гликемии на физические нагрузки и большей площадью поперечного сечения мышечных волокон [3], что может быть одной из причин их превосходства в беговых спринтерских видах. Кроме этого, анаэробные тренировки сопровождаются повышением маркеров воспаления, которые регулируются PPAR, и требуют восстановления тканей после частых тренировок [6].
Таким образом, настоящее исследование существенно дополняет проведенные ранее исследования зарубежных авторов.
Носительство минорных аллелей С ^4253778 гена PPARA и G ге18012825 гена PPARG может обеспечить преимущество для достижения высокой результативности в циклических видах спорта на коротких и средних дистанциях. Минорный аллель С и гомозиготный генотип СС ге4253778 гена PPARA ассоциированы с соревновательной дистанцией у спортсменов, специализирующихся в беге на короткие и средние дистанции. Частота минорных аллелей С ^4253778 гена PPARA и G ге18012825 гена PPARG ассоциируется с повышением квалификации у спортсменов-спринтеров.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Candidate genes of regulation of skeletal muscle energy metabolism in athletes / Balberova O. V., Bykov E. V., Medvedev G. V. [et al] // Genes. -2021. - № 12. - Р. 1682. DOI: 10.3390/genes 12111682.
2. Hargreaves, M. Skeletal muscle metabolism during exercise in humans / M. Hargreaves // Clinical and experimental pharmacology and physiology. -2000. - № 27 (3). - Р. 225-228. DOI: 10.1046/ j .1440-1681.2000.03225.x.
3. Спортивная генетика: монография / кол. авторов; под редакцией Н. А. Шнайдер, О. В. Балберовой. - Москва: РУСАЙНС, 2023. - 340 с.
4. Baker, S. Interaction among skeletal muscle metabolic energy systems during intense exercise /
5. Baker, M. C. McCormick, R. A. Robergs // Nature Metabolism. - 2020. - № 2. - P. 817-828. DOI: 10.1155/2010/905612.
5. Cross-talk between PPARgamma and insulin signaling and modulation of insulin sensitivity / Leonardini A., Laviola L., Perrini S. [et al] // PPAR Res. - 2009. - № 2009. - P. 818945. DOI: 10.1155/2009/818945.
6. Association of elite sports status with gene variants of peroxisome proliferator activated receptors and their transcriptional coactivator / Petr M., Maciejewska-Skrendo A., Zajac A. [et al] //
International Journal of Molecular Sciences. -2020. - Vol. 21 (1). - Р. 162. DOI: 10.3390/ijms 21010162.
7. Characterization of the human, mouse and rat PGC1 beta (peroxisome-proliferator-activated receptor-gamma co-activator 1 beta) gene in vitro and in vivo / Meirhaeghe A., Crowley V., Lenaghan C. [et al] // Biochem J. - 2003. - № 373 (Pt 1). -Р. 155-65. DOI: 10.1042/BJ20030200.
8. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2006-2007 update / Bray M. S., Hagberg J.M., Perusse L. [et al] // Med Sci Sports Exerc. - 2009. - № 41 (1).
- Р. 35-73. DOI: 10.1249/mss.0b013e3181844179.
9. PPARalpha gene variation and physical performance in Russian athletes / Ahmetov I. I., Mozhayskaya I. A., Flavell D. M. [et al] // Eur J Appl Physiol. - 2006. - № 97 (1). - Р. 103-108. DOI: 10.1007/s00421-006-0154-4.
10. Tharabenjasin, P. Association of PPARGC1A Gly428Ser (rs8192678) polymorphism with potential for athletic ability and sports performance: A meta-analysis / P. Tharabenjasin, N. Pabalan, H. Jarjanazi // PLoS One. - 2019. - № 14 (1). -Р. e0200967. DOI: 10.1371/journal.pone.0200967.
11. Association of the ACTN3 gene's single-nucle-otide variant rs1815739 (R577X) with Sports qualification and competitive distance in caucasian athletes of the Southern Urals / Balberova O. V., Shnayder N. A., Bykov E. V. [et al] // Genes. -2023. - № 14. - Р. 1512. DOI: 10.3390/genes 14081512.
12. Ахметов, И. И. Молекулярная диагностика в системе спортивного отбора и ориентации / И. И. Ахметов // Инновационные технологии в подготовке спортсменов: Материалы научно-практической конференции, 27 ноября 2013 г. -Москва, 2013. - С. 158-159. URL: http://www. sportmedicine.ru/cstsk-sport-conf-2013. (дата обращения: 01.09.2022).
13. Genes and athletic performance: an update / I. I. Ahmetov, E. S. Egorova, L. J. Gabdrakhmanova, O. N. Fedotovskaya // Med Sport Sci. - 2016. - № 61.
- Р. 41-54. DOI: 10.1159/000445240.
14. Медицинская статистика. URL: https://med statistic.ru/ (дата обращения: 01.09.2022).
15. WMA. URL: https://www.wma.net/ (дата обращения: 01.09.2022).
16. Илютик, А. Взаимосвязь полиморфизмов генов с развитием физических качеств у спортсменов (на материале конькобежного спорта) / А. Илютик, И. Гилеп // Наука в Олимпийских видах спорта. - 2017. - № 3. - С. 51-57.
17. Obesity and Pro12Ala polymorphism of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma gene in healthy adults: a systematic review and metaanalysis / A. Mansoori, M. Amini, F. Kolahdooz, E. Seyedrezazadeh // Ann Nutr Metab. - 2015. -№ 67 (2). - P. 104-118. DOI: 10.1159/000439285.
18. PPARgamma gene polymorphism is associated with exercise-mediated changes of insulin resistance in healthy men / Kahara T., Takamura T., Hayakawa T. [et al] // Metabolism. - 2003. - № 52 (2). - P. 209-212. DOI: 10.1053/meta.2003.50038.
REFERENCES
1. Balberova O.V., Bykov E.V., Medvedev G.V., Zhogina M.A., Petrov K.V., Petrova M.M., Al-Zamil M., Trefilova V.V., Goncharova P.S., Shnayder N.A. Candidate genes of regulation of skeletal muscle energy metabolism in athletes. Genes, 2021, no. 12, p. 1682. DOI: 10.3390/genes 12111682.
2. Hargreaves M. Skeletal muscle metabolism during exercise in humans. Clinical and experimental pharmacology and physiology, 2000, no. 27 (3), pp. 225-228. DOI: 10.1046/j.1440-1681.2000.03225.x.
3. Sports genetics: a monograph. Shnayder N.A., Balberova O.V. ed. Moscow: RUSCIENCE, 2023. 340 p. (in Russ.)
4. Baker S., McCormick M.C., Robergs R.A. Interaction among skeletal muscle metabolic energy systems during intense exercise. Nature Metabolism, 2020, no. 2, pp. 817-828. DOI: 10.1155/2010/ 905612.
5. Leonardini A., Laviola L., Perrini S., Natalicchio A., Giorgino F. Cross-talk between PPARgamma and insulin signaling and modulation of insulin sensitivity. PPAR Res, 2009, no. 2009, p. 818945. DOI: 10.1155/2009/818945.
6. Petr M., Maciejewska-Skrendo A., Zajac A., Chycki J., Stastny P. Association of elite sports status with gene variants of peroxisome proliferator activated receptors and their transcriptional coacti-vator. International Journal of Molecular Sciences, 2020, no. 21 (1), p. 162. DOI: 10.3390/ijms2101 0162.
7. Meirhaeghe A., Crowley V., Lenaghan C., Lel-liott C., Green K., Stewart A., Hart K., Schinner S., Sethi J.K., Yeo G., et al. Characterization of the human, mouse and rat PGC1 beta (peroxisome-proliferator-activated receptor-gamma co-activator 1 beta) gene in vitro and in vivo. Biochem J, 2003, no. 373 (Pt 1), pp. 155-165. DOI: 10.1042/ BJ20030200.
8. Bray M.S., Hagberg J.M., Perusse L., Rankinen T., Roth S.M., Wolfarth B., Bouchard C. The human
gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2006-2007 update. Med Sci Sports Exerc, 2009, no. 41 (1), pp. 35-73. DOI: 10.1249/ mss.0b013e3181844179.
9. Ahmetov I.I., Mozhayskaya I.A., Flavell D.M., Astratenkova I.V., Komkova A.I., Lyubaeva E.V., Tarakin P.P., Shenkman B.S., Vdovina A.B., Netreba A.I., Popov D.V., Vinogradova O.L., Montgomery H.E., Rogozkin V.A. PPARalpha gene variation and physical performance in Russian athletes. Eur J Appl Physiol, 2006, no. 97 (1), pp. 103-108. DOI: 10.1007/s00421-006-0154-4.
10. Tharabenjasin P., Pabalan N., Jaijanazi H. Association of PPARGC1A Gly428Ser (rs8192678) polymorphism with potential for athletic ability and sports performance: A meta-analysis. PLoS One, 2019, no. 14 (1), p. e0200967. DOI: 10.1371/jour-nal.pone.0200967.
11. Balberova O.V., Shnayder N.A., Bykov E.V., Zakaryukin Y.E., Petrova M.M., Soloveva I.A., Narodova E.A., Chumakova G.A., Al-Zamil M., Asadullin A.R., Vaiman E.E., Trefilova V.V., Nasyrova R.F. Association of the ACTN3 gene's single-nucleotide variant rs1815739 (R577X) with Sports qualification and competitive distance in Caucasian athletes of the Southern Urals. Genes, 2023, no. 14, p. 1512. DOI: 10.3390/genes1408 1512.
12. Akhmetov I.I. Molecular diagnosis in the system of sports selection and orienting. Cutting-edge
technology in the training of athletes: Materials of the Scientific and Practical Conference. Moscow, 2013. pp. 158-159. Available at: http://www. sportmedicine.ru/cstsk-sport-conf-2013. (accessed 01.09.2022). (in Russ.)
13. Ahmetov I.I., Egorova E.S., Gabdrakhmanova L.J., Fedotovskaya O.N. Genes and athletic performance: an update. Med Sport Sci, 2016, no. 61, pp. 41-54. DOI: 10.1159/000445240.
14.Medical statistics. Available at: https://medsta tistic.ru/ (accessed 01.09.24).
15.WMA. Available at: https://www.wma.net/ (accessed 01.09.24).
16. Ilyutik A., Gilep I. Relationship of gene polymorphisms with development of physical qualities of athletes (in the case of speed skating). Science in Olympic Sport, 2017, no. 3, pp. 51-57. (in Russ.)
17. Mansoori A., Amini M., Kolahdooz F., Seyedre-zazadeh E. Obesity and Pro12Ala polymorphism of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma gene in healthy adults: a systematic review and meta-analysis. Ann Nutr Metab, 2015, no. 67 (2), pp. 104-118. DOI: 10.1159/000439285.
18. Kahara T., Takamura T., Hayakawa T., Nagai Y., Yamaguchi H., Katsuki T., Katsuki K., Katsuki M., Kobayashi K. PPARgamma gene polymorphism is associated with exercise-mediated changes of insulin resistance in healthy men. Metabolism, 2003, no. 52 (2), pp. 209-212. DOI: 10.1053/meta. 2003.50038.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Ольга Владиславовна Балберова - кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник НИИ Олимпийского спорта Уральского государственного университета физической культуры, Челябинск, e-mail: olga-balberova@mail.ru.
Евгений Витальевич Быков - доктор медицинских наук, профессор, проректор по научно-исследовательской работе, заведующий кафедрой спортивной медицины и физической реабилитации, Уральский государственный университет физической культуры, Челябинск, e-mail: bev58@yandex.ru.
Наталья Алексеевна Шнайдер - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник института персонализированной психиатрии и неврологии федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский институт психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Санкт-Петербург, e-mail: naschnaider@yandex.ru.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:
Ol'ga V. Balberova - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Senior Researcher of the Research Institute of Olympic Sports, Ural State University of Physical Culture, Chelyabinsk, e-mail: olga-balberova@mail.ru.
Evgenij V. Bykov - Doctor of Medical Sciences, Professor, Vice-Rector for Research, Head of the Department of Sports Medicine and Physical Rehabilitation, Ural State University of Physical Culture, Chelyabinsk, e-mail: bev58@yandex.ru.
Natal'ya A. Shnayder - Doctor of Medical Sciences, Professor, Leading Researcher at the Institute of Personalized Psychiatry and Neurology, V.M. Bekhterev National Medical Research Institute of Psychiatry and Neurology, Saint Petersburg, e-mail: naschnaider@yandex.ru.
Для цитирования: Балберова, О. В. Ассоциация однонуклеотидных вариантов кандидатных генов семейства РРАR с соревновательной дистанцией и спортивной квалификацией спортсменов / О. В. Балберова, Е. В. Быков, Н. А. Шнайдер // Современные вопросы биомедицины. - 2024. - Т. 8. - № 2. DOI: 10.24412/2588-0500-2024_08_02_2
For citation: Balberova O.V., Bykov E.V., Shnayder N.A. Association of single nucleotide variants of the PPAR family candidate genes with competitive distance and qualification of athletes. Modern Issues of Biomedicine, 2024, vol. 8, no. 2. DOI: 10.24412/2588-0500-2024_08_02_2
