Перейти к основному содержанию

Нехвядович А.И. ОСОБЕННОСТИ ГЕНОМА БЕЛОРУССКИХ ПЛОВЦОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ

1Нехвядович А.И., кандидат педагогических наук, доцент,

 

1Рыбина И.Л., кандидат биологических наук,

 

2Гилеп А.А., кандидат биологических наук, 2Синелев В.А.

1НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь

2Институт биоорганической химии НАН Беларуси

Аннотация. Проведен анализ полиморфизма 13 генов: ACE (I/D), BDKRB2 (+9/-9), NOS3 (a/b),  NOS3 (G894T), AGT (M235T), AGTR (+11166A>C), AGTN3 (R/X), HIF1A (С/Т), PPARА (g/c), PPARG (рro/ala), PPARG CIB (ala/рro), Hp (1/2), CYP (T/C у 17 спортсменов, специализирующихся в плавании на короткие, средние и длинные дистанции, в возрасте 16-29 лет, имеющих квалификацию МС и  МСМК.

Показано, что большинство белорусских пловцов имеют высокие возможности для повышения выносливости при выполнении аэробных нагрузок, проявления скоростно-силовых качеств при плавании на короткие дистанции. быстрого восстановления после высоко наприяженных тренировочных нагрузок в тренировочных и соревновательных условиях. 

PECULIAR FEATURES OF  ELITE BELARUSIAN SWIMMER GENOM

1Nekhvyadovich A.I., candidate of pedagogy, associate professor,

1Rybina I.L., candidate of biology,

2Gilep A.A., Sinelev V.A.

 

1Scientific Research Institute of Physical Culture and Sport of the Republic of Belarus

2Institute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus

 

Summary. Analysis of polymorphism of 13 genes: ACE (I/D), BDKRB2 (+9/-9), NOS3 (a/b),  NOS3 (G894T), AGT (M235T), AGTR (+11166A>C), AGTN3 (R/X), HIF1A (С), PPARА (g/c), PPARG (рro/ala), PPARG CIB (ala/рro), Hp (1/2), CYP (T/C) has been carried out in 17 athletes, specializing in short, middle and long-distance swimming, aged 16-29, having the titles of Masters of Sport, Masters of Sport International Class.

It is demonstrated that the majority of Belarusian swimmers have high potential for increasing their stamina under aerobic loads, demonstrating their speed-power gualities in short-distance swimming, fast recovery after intensive training loads under training and competitive conditions.

 

Введение. Актуальность генетических исследований в плавании обусловлена недостаточной результативностью соревновательной деятельности пловцов на международной арене. Это обстоятельство ставит под сомнение существующей системы отбора и подготовки пловцов и указывает на необходимость ее совершенствования. Предполагается, что изучение влияния генетической составляющей на предрасположенность к занятию плаванием позволит прогнозировать закономерности развития физических качеств спортсмена, определить подходы коррекции тренировочных программ спортсменов с учетом их генетического полиморфизма..

Считается, что проявление физических качеств у спортсменов во многом взаимосвязано с наличием полиморфных вариантов различных генов, являющихся маркерами физического развития и функциональных возможностей спортсменов, предрасположенности к работе различной направленности, устойчивости к физическим нагрузкам [1-13]. При этом, полученные в ходе исследований в области молекулярной генетики спорта данные, свидетельствуют о вовлечении в процесс спортивной деятельности множества полиморфных генов,  каждый из которых в отдельности вносит лишь небольшой вклад в общее развитие физических качеств человека [13]. На этом основании, молекулярно-генетическая диагностика в спорте должна применяться с использованием максимального числа маркеров и всего лишь как дополнение к уже существующим фенотипическим тестам, используемым в рамках медико-биологического обеспечения физической культуры и спорта.

По данным литературы [3, 5, 6, 13] вероятность достижения высоких результатов в видах спорта,  в различной степени направленных на развитие выносливости либо быстроты и силы, повышается с увеличением носительства числа аллелей, ассоциированных с этими качествами. Индивиды с наличием 9  и более аллелей выносливости  (какие-либо из NFATC4 Gly160, PPARA rs4253778 G, PPARD rs2016520 C, PPARGC1A Gly482, PPARGC1B 203Pro, PPP3R1 5I, TFAM 12Thr, UCP2 55Val, UCP3 rs1800849 T и VEGFA rs2010963 C аллелей)  имеют шансы стать выдающимися стайерами в 3 раза больше, чем носители меньшего числа аллелей выносливости. Индивиды с наличием 3  и более аллелей быстроты/силы  (какие-либо из HIF1A 582Ser, PPARA rs4253778 С, PPARG 12Ala, PPARGC1B 203Pro аллелей) имеют шансы стать выдающимися спортсменами в видах спорта, направленных на развитие быстроты и силы в 2,4 раза больше, чем носители меньшего числа аллелей быстроты/силы.

В связи с этим целью исследования являлось оценить особенности полиморфизма генов, установить частоту аллельных вариантов генов у элитных белорусских пловцов для выявления наиболее информативных маркеров, определяющих адаптацию организма к физическим нагрузкам в плавании.

Методы и организация исследований. В исследовании приняли участие 17 пловцов (11 мужчин и 6 женщин) в возрасте 19-28 лет. На момент получения биоматериала для генотипирования 8 спортсменов являлись мастерами спорта международного класса (МСМК) и 9 – мастерами спорта (МС). В соответствии с характером метаболизма и продолжительностью соревновательной дистанции были выделены  3 группы спортсменов: 1 группа – спринтеры, специализирующиеся в плавании на короткие 50 и 100 м дистанциях. Общее время выполнения соревновательных упражнений составляет 22-50 сек. Вторую группу составили средневики (дистанция 200-400 м), где требуется скоростная выносливость, время выполнения упражнений 2-4 мин. Третью группу составляли стайеры – 800-1500 м, где преимущество принадлежит аэробной выносливости, время выполнения упражнений 8-15 мин. Контрольную группу составили 40 человек, не занимающихся спортом (врачи, сотрудники НИИ и их родственники, в возрасте 18-40 лет.

Забор биоматериала для выделения ДНК осуществлялся путем соскоба клеток ротовой полости с помощью стерильных аппликаторов (буккальный тест). Полиморфизм генов определялся с использованием двухпраймерной системы на базе ин-та биоорганической химии  (ИБОХ) НАН Республики Беларусь, где для гидролиза ампликонов применялись специфические эндонуклеазы рестрикции. Анализ длин рестрикционных фрагментов продуктов проводился путем электрофоретического разделения в 8 % полиакриламидном геле с последующей окраской бромистым этидием и визуализацией в проходящем ультрафиолетовом свете при помощи трансиллюминатора.

Статистический анализ данных проводили с помощью методов описательной статистики. Значимость различий в частоте аллелей сравниваемых выборок определяли с использованием точного теста Фишера (для малых выборок). Различия считали значимыми при Р<0.05.

В качестве маркеров предрасположенности пловцов к выносливости (стайерским дистанциям) использовались полиморфы генов ACTN3 (Х), PPARA (g), PPARG (pro), PPARG C1В (ala), HIF1A (С), ACE (I), BDKRB2 (-9), NOS3 (b), NOS3 (G) , AGT (M), AGTR1 (А), CYP17 (T), Hр (1). Соответственно в качестве маркеров предрасположенности пловцов к скоростно-силовой работе (спринтерским дистанциям) использовались полиморфизмы генов: ACTN3 (R), PPARA (с), PPARG (ala), PPARGC1B (ala), ACE (D), BDKRB2 (+9), NOS3 (а), NOS3 (T), AGT (T), AGTR1 (С), HIF1A (T), Hр (2), CYP (С).

Выбор генетических маркеров обусловливался их предполагаемым значением для проявления качеств выносливости, силы при выполнении плавательных дистанций. Важность исследования полиморфизма гена AСTN3 обусловлена тем, что он кодирует белок актинин-3, обеспечивающий быстрое сокращение мышечных волокон. В большей степени он экспрессируется в быстрых гликолитических мышечных волокнах (тип IId/x), чем в быстрых окислительных (тип IIa), и совсем не экспрессируется в медленных (тип I) мышечных волокнах. Наличие  R-аллеля свидетельствует о присутствии в скелетных мышцах белка актинина-3, что дает преимущество в проявлении скоростно-силовых физических качеств. Наличие Х-аллеля свидетельствует об отсутствии белка актинина-3 в скелетных мышцах и указывает на преобладающую роль при мышечной работе медленносокращающихся мышечных волокон, что дает преимущество при длительной работе [3, 5].

Функции генов PPARА (G/С), PPARG (рro/ala) и PPARG CIB (Ala/Рro), вовлеченных в метаболизм мышечных тканей, в основном сходны и определяют обмен жиров и углеводов. У носителей G-аллеля  PPARА (GG гомозиготы) окисление жирных кислот в печени, миокарде, скелетных мышцах и других органах происходит намного интенсивнее, чем у носителей С-аллеля. Наличие Pro-аллели гена PPARG коррелирует с высокой активностью липолиза, а Аla-аллеля со снижением его активности. Вследствие подавления липолиза носители Ala-аллеля имеют больший индекс массы тела, чем гомозиготы Pro/Pro [9], труднее теряют вес при переходе на гипокалорийную диету и быстро набирают лишний вес после прекращения соблюдения диеты [5, 8, 10]. Указывается, что наличие аллеля Ala гена PPARG указывает на предрасположенность к скоростно-силовым видам спорта. Мышцы таких спортсменов в большей степени утилизируют глюкозу благодаря повышенной чувствительности к инсулину, который  обладает анаболическим действием на скелетные мышцы, что, возможно, способствует развитию и проявлению скоростно-силовых качеств у спортсменов. Наличие Ala/Ala аллелей PPARG CIB определяет и благоприятствует развитию и проявлению фенотипических признаков выносливости. Последнее подтверждается тем, что у высококвалифицированных стайеров наблюдается высокая частота Ala-аллеля PPARG CIB по сравнению с менее квалифицированными спортсменами.

Функция HIF1A заключается в регуляции экспрессии генов, ответственных за гликолиз и рост сосудов. Активация гена HIF1A происходит только в условиях гипоксии (высокогорье, интенсивные физические нагрузки анаэробного характера) [5, 6]. С-аллель важен в прогнозе развития выносливости. Среди стайеров более высокая частота генотипа СС. Носительство Т-аллеля снижает устойчивость  клеток к гипоксии (н-р, за счет экспрессии генов гликолиза). Т.е. при наличии Т-аллеля  происходит сдвиг в сторону анаэробного энергообеспечения, что может снизить аэробные возможности организма, но повышает адаптацию клеток к гипоксии.  У носителей Т-аллеля обнаружена взаимосвязь с содержанием быстрых мышечных волокон, в связи с чем, она является маркером предрасположенности к занятием видами спорта на развитие быстроты и силы. Обнаружена ассоциация Т-аллеля с низким приростом ПАНО и МПК.

При недостатке кислорода происходит активация гена HIF1A (С/Т), который в свою очередь  активирует запуск гипоксия зависимых генов:  ACE, NOS3, β2BDKRB2.

Наличие аллеля I гена АКФ ассоциируется с оптимальным сосудистым тонусом, лучшим доступом кислорода к мышцам, связано с аэробными возможностями, преобладанием медленных мышечных волокон и предрасположенностью к выносливости [5, 11].  Можно полагать, что для пловцов на средние дистанции наличие I-аллеля важно для быстрого срочного и отставленного постнагрузочного восстановления.  Аллель D ассоциирован с пониженной концентрацией ангиотензина II, повышенным сосудистым тонусом, сужением просвета сосудов, преобладанием быстросокращающихся мышечных волокон и предрасположенностью к проявлению скорости и силы. В то же время, поскольку аллель D является маркером риска развития инфаркта миокарда, гипертрофической кардиомиопатии и других заболеваний сердечно-сосудистой системы, то пловцы, имеющие гомозиготный генотип DD, составляют определенную группу риска, требующую повышенного медико-биологического контроля [5, 11]. 

Аллель b гена эндотелиальной NO-синтетазы (NOS3) – обуславливает более высокий уровень монооксида азота и лучшее кровоснабжение мышечной ткани в условиях длительных нагрузок, связан с высокой активностью эндотелиальной NO синтетазы, высокой мощностью ПАНО и благоприятен для работы на выносливость [12].  Наличие а-аллеля связано с низкой активностью эндотелиальной NO-синтетазы (в связи с быстрой деградацией белка), риском развития сердечно-сосудистых заболеваний (ишемической болезни), низкой мощностью ПАНО, высоким уровнем сердечного выброса при выполнении физических нагрузок средней интенсивности и является неблагоприятной для долгосрочной адаптации в условиях среднегорья. Носительство аллеля G гена эндотелиальной NO-синтетазы NOS3 (G894T) связано также с высокой активностью эндотелиальной NO синтетазы. Алель Т соответствует уменьшенной концентрации окиси азота в кровяном русле и, соответственно, уменьшенной вазодилатации. Для увеличения содержания NO спортсменам с а и Т аллелями рекомендуется использовать в соревновательный период комплексы для повышения уровня NO (биодобавки содержащие L-аргинин и т.п.).

Наличие одного или двух Т-аллелей ангиотензиногена (AGT M/T) AGT по 235-й позиции приводит к существенному повышению уровня ангиотензиногена в плазме, что ведет, в конечном счете, к увеличению содержания ангиотензина-II. По некоторым данным, Т-аллель ассоциирован с гипертрофией левого желудочка у атлетов с гипертрофией левого желудочка у спортсменов и предрасположенностью к спринтерским дисциплинам [1, 5].  

Для спортсменов благоприятным является носительство аллели С  и неблагоприятным аллелей АА  гена рецептора ангиотензина-II 1-го типа (AGTR11166). Последнее может приводить к более, выраженному гипертрофическому ответу клетки  в связи с повышенной вазоконстрикцией (сосудосужением) и ассоциировано со скоростно-силовой работой. В связи с этим для увеличения вазодилатации (расширения просвета сосудов) спортсменам с сочетанием Т-аллеля AGT, C-аллеля AGTR и D-аллеля ACE  рекомендуется использовать в соревновательный период комплексы содержащие природные (не входящие в состав запрещенных к применению WADA) ингибиторы ACE или антагонисты AGTR.

Кроме того, рассмотрен полиморфизм генов являющихся важными для пловцов СYP17 (C/T), который участвует в реакциях биосинтеза стероидных гормонов в мембранах эндоплазматического ретикулума и ряда стероидогенных органов и тканей [14,15], а также  гаптоглобина (HP1/HP2), который отражает способности связывать свободный гемоглобин и освобождать его.

Результаты исследований и их обсуждение. Изучены полиморфизмы 13 генов, регулирующих активность нескольких десятков генов, вовлеченных в энергообеспечение мышечной деятельности.  Показано, что частота аллелей выносливости преобладает у стайеров и имеет тенденцию к повышению по мере роста спортивной квалификации. Эти факты согласуются с генетической концепцией спортивного отбора и отражают феномен накопления благоприятных для определенной двигательной деятельности аллелей. Результаты исследований представлены в таблицах 1-3.

Индивидуальные данные распределения полиморфизма генов у обследованных пловцов представлены в таблице 1. Они визуально показывают особенности формирование групп аллелей выносливости либо быстроты/силы и позволяют выявлять суммарный вклад (аддитивный эффект) отдельных полиморфизмов генов в развитие и проявление физических качеств у спортсменов в плавании.

В таблице 2 представлены данные, полученные при анализе распределения полиморфизмам изучаемых генов у пловцов.

Рассмотрение полиморфозм генов первостепенной значимости, детерминирующих физические способности, показало, что из 17 обследованных пловцов только один явился носителем редкого гомозиготного XX-генотипа, что составило 5,88 %. 

9  спортсменов (52,94 %) оказались представителями гомозиготного RR-генотипа и еще 7 лиц (41,18 %) – гетерозиготного RX-генотипа гена AСTN3. Смещение распределения генотипов в сторону увеличения частоты генотипов RR, указывающего на наличие в мышечных волокнах II типа полноценного белка а-актинина 3, а вследствие этого и высокой частоты встречаемости гетерозиготного генотипа RX (41,18 %). Этот факт существенно повышает скоростно-силовые качества спортсменов. Следовательно, можно полагать, что высоких спортивных результатов в плавании добиваются спортсмены, имеющие генотипы RR и RX гена ACTN3, тогда как спортсмены с генотипом XX существенно ограничены в достижении высоких спортивных результатов. Следовательно, тестирование RR аллеля гена ACTN3, равно как и анализ на наличие генотипа XX гена ACTN3, можно рекомендовать в качестве прогностического теста на выявление предрасположенности  к скоростно-силовой работе.

Преобладающими являлись полиморфизмы GG, Рro/Рro  и Аla/Аla генов PPARA, PPARG и PPARG CIB соответственно. Так, гомозиготный GG-полиморфизм гена PPARA выявлен у 11 обследованных (64,71 %), а гетерозиготный GС-полиморфизм обнаружен только у шести (35,29 %), т. е. почти в 1,5 раза было больше носителей GG генотипа гена PPARА. 80,0 % пловцов явились носителями Ala/Ala полиморфизма гена PPARG CIB.

Таблица 2 Распределение частоты полиморфизма генов у пловцов

Гены

Полиморфизм генов

Полиморфозм генов первостепенной значимости,

детерминирующих физические способности

AСTN3 (R/X)

Генотип

XX

RX

RR

%

5,88

41,18

52,9

PPARА (G/С)

Генотип

GG

GC

%

64,71

35,29

PPARG (рro/аla)

Генотип

рro/рro

рro/аla

%

64,71

35,29

PPARG CIB (аla/рro)

Генотип

аla/аla

аla/рro

%

80,00

20,00

HIF1A (С/Т)

Генотип

СС

СТ

%

88,23

11,77

Полиморфизм генов вторичной значимости, детерминирующих адаптацию к гипоксии

сердечно-сосудистой системы

ACE (I/D)

Генотип

II

ID

DD

%

5,88

58,82

35,29

BDKRB2 (+9/-9)

Генотип

-9/-9

+9/-9

+9/+9

%

23,53

52,94

23,53

NOS3 (a/b)

Генотип

b/b

a/b

%

52,94

47,06

NOS3 (G/T)

Генотип

GG

GT

%

82,35

17,65

AGT (M/T)

Генотип

MM

MT

TT

%

35,29

47,06

17,65

AGTR1 (A/C)

Генотип

AA

AC

%

70,59

29,41

CYP (T/C)

Генотип

ТТ

ТС

СС

%

22,22

33,33

44,45

HP (1/2)

Генотип

Hp1/Hp1

Hp1/Hp2

Hp2/Hp2

%

14,3

50,0

35,7

 

Кроме того, рассмотрен полиморфизм генов являющихся важными для пловцов СYP17 (C/T), который участвует в реакциях биосинтеза стероидных гормонов в мембранах эндоплазматического ретикулума и ряда стероидогенных органов и тканей [14,15], а также  гаптоглобина (HP1/HP2), который отражает способности связывать свободный гемоглобин и освобождать его.  Выявлено преобладание носителей С-аллели СYP17 и меньшая встречаемость носительства Т-аллели. По данным [16] выявляется взаимосвязь структурного полиморфизма гена CYP17 (C/T-34) с биохимическими и биоэнергетическими характеристиками человека.  В наших исследованиях имело место наличие достоверной корреляции уровня тестостерона, который в значительной мере определяется работой цитохрома Р450с17, с полиморфизмом гена СYP17A1 у мужчин. Уровни тестостерона у представителей трех генотипов достоверно различались друг с другом (Р<0,05). При переходе от ТТ полиморфизма гена СYP17A1 к СС полиморфизму наблюдалось увеличение уровня тестостерона у спортсменов. Очевидно, наличие С аллели, связанное с более высоким уровнем тестостерона, обладающим анаболическим действием, ассоциировано с преобладанием процессов анаболической направленности. На этом основании можно полагать, что для плавания на дистанциях 50-100 м может быть наиболее благоприятным наличие ТТ-генотипа, характеризующегося большими показателями тестостерона а на средние и длинные соответственно СТ- и СС-генотипов..

У 50,0 % обследованных пловцов преобладал генотип HP1/HP2, в 35,71 % случаев имел место неблагоприятный генотип HP2/HP2 гена HP (1/2). Только 22,22 % пловцов являлись носителями благоприятного генотипа HP1/HP1. Так как Hp1 обладает более высокой способностью связывать свободный гемоглобин и освобождать его, то спортсмены такого генотипа обладают лучшими возможностями снижать уровень окислительного стресса после гипернагрузок [5]. В связи с этим носители HP1/HP2 генотипа обладают средними, а носители HP2/HP2 низкими возможностями снижать уровень окислительного стресса. Однако, у обследованных пловцов преобладала встречаемость неблагоприятного HP2-аллеля, что, вероятно, является одним из сдерживающих факторов скорости восстановления спортсменов после выполнения высокоинтенсивных тренировочных нагрузок.

При этом, как видно из таблицы 3, наблюдалась общая тенденция к снижению частоты этих аллелей с уменьшением компонента выносливости: чем короче дистанция на которой спортсмен тренируется, тем ниже частота аллелей выносливости.

 

Таблица 3 – Распределение частот аллелей генов у пловцов различных групп (специализации) и в контрольной группе

Аллели

Группа пловцов

Контроль

50-100 м

200-400 м

 800-1500 м

 

ACE I

91,9

94,4

95,8

91,4

PPARA G

77,4

79,6

86,5

83,5

PPARD С

9,7

14,8

20,8

14,5

PPARG alla

16,1

18,0

11,7

15,2

Все аллели выносливости

64,1

62,5

69,3*

63,9

Все аллели скорости/силы

15,6

14,5

9,8*

13,4

Примечание: * Р<0.05, статистически значимые различия между контрольной и группой пловцовов  

 

В группе спортсменов, занимающихся плаванием с преимущественным проявлением быстроты и силы (50-100 м, спринтеры), обнаружена высокая частота аллелей скорости/силы по сравнению с контрольной группой (РPARA C аллель: 22,6 % против 16,5 %; PPARG alla аллель:16,1 % против 15,2 %. Вместе с тем суммарная частота аллелей скорости/силы повышается с увеличением анаэробного компонента: у спринтеров она максимальная (15,6 %), а у стайеров – минимальная (9,8 % против 13,4 % (контрольная группа), Р<0.05. При этом необходимо отметить увеличение суммарной частоты аллелей скорости/силы в группе спринтеров с ростом квалификации: у МСМК она почти в два раза выше, чем у МС (21,4  % против 11,1 %). В группе пловцов, тренирующих как быстроту и силу, так и выносливость (200-400 м, средневики) частоты аллелей выносливости и скорости/силы в основном занимают промежуточное положение между спринтерами и стайерами.

В таблице 4 представлены рекомендуемые дистанции и способ плавания в соответствии с генотипическими особенностями обследованных пловцов.

 

Таблица 4 – Рекомендуемые дистанции и способ плавания в соответствии с генотипическими особенностями обследованных пловцов

Спорт-смен

Используемые на

момент обследования

Рекомендуемые в соответствии

с генетической  предрасположенностью

Дистан-ция, м

Способ плава-ния

Дистанция, м /способ плавания

1

50-200

в/с

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с; 4) 400 к-с, 800-1500 в/с; 5) более 1500 в/с

2

100-200

в/с

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с; 4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

3

50

бр

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

4

50

в/с

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с;

4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

5

1500

в/с

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с, 400 в/с;

4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

6

100

бр

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с 3

7

200

в/с

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с, 400 в/с;

4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

8

50

н/сп

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

9

400

в/с

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

10

100

в/с

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

11

50

в/с

2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с; 3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с, 400 в/с

4) 400 к-с, 800 и 1500 в/с

12

100-200

н/сп

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

13

100

в/с

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

14

100

батт

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

15

400

к-с

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

16

50

в/с

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

17

50

н/сп

1) 50 в/с, брасс, батт., н/сп; 2) 100 в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и 200 в/с;

3) 200 брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с

 

Таким образом, показана возможность использования комбинационного подхода (учет генотипов и групп аллелей) при анализе генотипических данных у спортсменов различных специализаций. На основании сочетаний генотипов разных генов существует возможность определения генетических маркеров (самые частые либо уникальные комбинации генотипов), ассоциированных с двигательной деятельностью. С другой стороны, формирование групп аллелей выносливости либо быстроты/силы позволяет выявлять суммарный вклад (аддитивный эффект) отдельных полиморфизмов генов в развитие и проявление физических качеств спортсменов в плавании.

Прогнозирование аэробных и анаэробных возможностей начинающих спортсменов может осуществляться приближенно и только в результате комплексной оценки всей совокупности определенных признаков. Опыт изучения в постгеномный период генетики комплексных признаков, к которым относятся физические качества, свидетельствует о надежности использования молекулярно-генетических маркеров для прогноза физической работоспособности спортсменов. С целью повышения эффективности такого прогноза  возникает необходимоть создания диагностического комплекса, включающего весь спектр биохимических, физиологических  и антропометрических методов, а также полногеномный скрининг локусов, ассоциированных с развитием и проявлением различных физических качеств.

Между тем, выявление генетических маркеров, ассоциированных с физической деятельностью, все еще является трудноразрешимой проблемой генетики человека. Основная сложность при решении этой проблемы связана с вовлечением в процесс мышечной деятельности множества полиморфных генов, каждый из которых в отдельности вносит лиши небольшой вклад в общее развитие физических качеств. В результате многочисленных исследований в области молекулярной генетики физической активности к настоящему моменту выявлено свыше 50 ДНК-локусов, сцепленных с показателями аэробной и анаэробной энергетических систем.

Изучение у пловцов и в контрольной группе полиморфизма 13 генов, регулирующих активность нескольких десятков генов, вовлеченных в энергообеспечение мышечной деятельности, показало, что частоты аллелей выносливости преобладают у стайеров, и достигают максимальных значений у высококвалифицированных  спортсменов и имеют тенденцию к повышению по мере роста спортивной квалификации. Эти факты согласуются с генетической концепцией спортивного отбора и отражают феномен накопления благоприятных для определенной двигательной деятельности аллелей.

Следует отметить, что анализ отдельно взятых полиморфизмов генов редко позволяет обнаруживать ассоциации с проявлением физических качеств человека, что подтверждает явление множественного характера наследуемости комплексных признаков с преимущественно аддитивным характером действия генов.

Результаты проведенного исследования указывают на возможность создания диагностических комплексов на основе ДНК-технологий для выявления индивидуальной наследственной предрасположенности к занятиям плаванием.

По особенностям энергообеспечения и генетическим характеристикам все виды соревновательных программ плавания можно выделить 5 групп специализации:

1) плавание на 50 м способом в/с, брасс, батт., н/сп, к-с;

2) плавание на 100 м способом в/с, брасс, батт., н/сп, к-с и плавание на 200 м в/с;

3) плавание на 200 м брасс, батт., н/сп, к-с и 400 в/с;

4) плавание на 400 м к-с и 400-1500 способом в/с.

5) на дистанции более 1500 м.

Выводы.

  1. В плавании достаточно большое количество спортсменов имеют гетерозиготные варианты полиморфизма генов, который определяет оптимальное развитие анаэробной и аэробной выносливости.
  2. Высоких спортивных результатов в скоростно-силовых видах спорта добиваются спортсмены, имеющие генотипы RR и RX гена ACTN3, тогда как спортсмены с генотипом XX будут существенно ограничены в достижении высоких спортивных результатов. Следовательно, тестирование RR аллеля гена ACTN3, равно как и анализ на наличие генотипа XX гена ACTN3, уже сегодня можно рекомендовать в качестве прогностического теста на выявление предрасположенности  к скоростно-силовой работе.
  3. Полученные данные о полиморфизме генов, ассоциированных с выносливостью и скоростно-силовыми качествами у спортсменов в плавании целесообразно использовать при отборе начинающих спортсменов.  
  4. Анализ отдельно взятых полиморфизмов генов редко позволяет обнаруживать ассоциации с проявлением физических качеств человека, что подтверждает явление множественного характера наследуемости комплексных признаков с преимущественно аддитивным характером действия генов.
  5. Одним из наиболее перспективных подходов оценки ассоциации нескольких генов и их взаимосвязи с физической работоспособностью является выявление наиболее часто встречающихся комбинаций генотипов.
  6. Важным направлением в спортивной генетике является совершенствование  спортивного мастерства: уточнение специализации в выбранном  виде спорта, коррекция тренировочных нагрузок, сохранение здоровья спортсменов в процессе адаптации к нагрузкам.
  7. Знание генотипических особенностей спортсменов дает возможность тренерам применять дифференцированный подход к организации и проведению тренировочного процесса с учетом генетической предрасположенности спортсмена к выполнению различных физических нагрузок.

 

Список использованных источников

 

1. Рогозкин, В.А. Генетическая предрасположенность человека к выполнению физических нагрузок / В.А. Рогозкин // Генетические, психофизиологические и педагогические технологии подготовки спортсменов: Сб. научных трудов. – СПб, 2006. – С. 28-42.

  1. Гены-маркеры предрасположенности к скоростно-силовым видам спорта / В.А. Рогозкин,  И.И. Астратенкова, А.М. Дружевская,  О.Н. Федотовская // Теория и практика физ. культуры. – 2005. – 1.  – С. 2-4.
  2. Проблемы и перспективы развития молекулярной генетики физической активности  / В.Н. Ильин, С.Б. Дроздовская // Спортивная медицина. – Киев, 2007. – № 2. – С. 10-19.
  3. Анализ комбинаций генетических маркеров мышечной деятельности / И.И. Ахметов, И.И. Астратенкова,  А.М. Дружевская и др. // Генетические, психофизиологические и педагогические технологии подготовки спортсменов: Сб. научных трудов. – СПб, 2006. – С. 95-103.
  4. Ахметов, И.И. Молекулярная генетика спорта : монография / И.И. Ахметов. – М. : Советский спорт, 2009. – 268 с.
  5. Рогозкин, В.А. Генетические маркеры физической работоспособности человека /  В.А.  Рогозкин,  И.Б.  Назаров,  В.И.  Казаков //  Теория и практика физической культуры. – 2000. – № 12. – С. 34-36.
  6. Анализ полиморфизма гена PPARGC1B у спортсменов / И.И. Ахметов, Д.В. Попов, С.С. Миссина, О.Л. Виноградова, В.А. Рогозкин // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2009. – T. 95. – № 11. – С. 1247–1253. (а)
  7. Генетическая предрасположенность к физической работоспособности у спортсменов-гребцов / А.С. Глотов, О.С. Глотов, М.В. Москаленко, Т.Э. Иващенко, М.Г. Петров, В.А. Рогозкин, В.С. Баранов // в сб. Медико-биологические технологии повышения работоспособности в условиях напряжённых физических нагрузок. – OOO “Анита Пресс”, 2006. – Вып. 2,  – С. 39-51.
  8. Masud S., S. Ye Effect of the peroxisome proliferator-activated receptor-γ gene Pro12Ala variant on body mass index: a meta-analysis / // Journal of medical genetics. – 2003. - V.40. – P.773-780.
  9. Nicklas B.J. , E.F. van Rossum, D.M. Berman, A.S. Ryan, K.E. Dennis, A.R. Shuldiner Genetic variation in the peroxisome proliferator-activated receptor-gamma2 gene (Pro12Ala) affects metabolic responses to weight loss and subsequent weight regain //  Diabetes. – 2001. – V.50(9). – P.2172-6.
  10. Глотов А.С., Глотов О.С., Москаленко М.В., Рогозкин В.А., Иващенко Т.Э., Баранов В.С. Анализ полиморфизма генов ренин-ангиотензиновой системы в популяции Северо-западного региона России, у атлетов и у долгожителей // Экологическая генетика. 2004. В. 4. Стр. 40-43
  11. Астратенкова И.В. Полиморфизм гена эндотелиальной NO-синтазы и физическая активность // Генетические, психофизические и педагогические технологии подготовки спортсменов. Сб. науч. тр. – СПб. – 2006. – C.45-57.
  12. Ахметов И.И. Влияние полиморфизмов генов ACE и BDKRB2 на                     аэробные возможности спортсменов. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, 2010, №3 (16)
  13. Hanukoglu, I. Steroidogenic enzymes: structure, function, and role in regulation of steroid hormone biosynthesis / I.   Hanukoglu // J.Steroid Biochem.Molec.Biol. – 1992. – Vol. 43, –№ 8. – P. 779-804.
  14. NF-1C, Sp1, and Sp3 are essential for transcription of the human gene for P450c17 (steroid 17alpha-hydroxylase/17,20 lyase) in human adrenal NCI-H295A cells / C. J. Lin, J. W. Martens, W. L. Miller // Mol. Endocrinol. – 2001. – Vol. 15. – № 8. – P. 1277-1293.
  15. Структура и функция стероид 17a-гидроксилазы/17,20-лиазы / А.А Гилеп, С.А. Усанов // Биорегуляторы: исследования и применение: под редакцией Лахвича Ф.А..  – 2009. – Вып. 2. – С. 192-211.

Публикации сотрудников отдела

Горячая линия

Номер телефона +375 17 327 72 56 (каждый четверг 9.00-15.00)

Партнеры