Балберова О.В., Быков Е.В., Шнайдер Н.А. Ассоциация однонуклеотидных вариантов кандидатных генов семейства РРАR с соревновательной дистанцией и спортивной квалификацией спортсменов

Cкачать статью в pdf-формате

Дата публикации: 01.06.2024                     
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

¹Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет физической культуры», г. Челябинск, Россия

²Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Санкт-Петербург, Россия

Аннотация. Цель исследования – изучение частоты аллелей и генотипов однонуклеотидных 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 C rs4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, и G rs18012825 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 rs4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, ассоциированы с соревновательной дистанцией у спортсменов, специализирующихся в беге на короткие и средние дистанции. Частота минорных аллелей С rs4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, и G rs18012825 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором гамма, ассоциируется с повышением квалификации у спортсменов-спринтеров.

Ключевые слова: спортивная генетика, циклические виды спорта, однонуклеотидный вариант, rs8192678 гена коактиватора 1α рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, rs4253778 гена рецептора, активируемого пероксисомным пролифератором альфа, rs18012825 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

¹Ural 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 long-distance 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 rs18012825 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 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 аденозинтри­фосфата (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 фосфорилирование 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 1α рецептора, активируемого пролифератором перок­сисом (PPARGС1A (PGC-1α) – 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-1α 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 ретиноевым X-рецептором (RXR) и локализованы в ядре в нелигированном состоянии [6]. При связывании лиганда изменение конформации рецепторов PPAR приводит к высвобождению корепрессора и связыванию коактиватора. Связывающий комплекс, вероятно, приводит к различным конформационным 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).

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 PPARα (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Alpha), PPARδ (Peroxisome proliferator-activated receptor delta) и PPARγ (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]. PPARδ 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. PPARγ 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, PPARγ является центральным регулятором адипогенеза и переключения метаболизма с углеводного на липидный [3]. PPARα экспрессируется 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 rs8192678 (С23815662Т) гена PPARGC1A, ОНВ rs4253778 (G46630634C) гена PPARA 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 1022060200098-2-3.3.11 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 (С34G) 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 (χ²). Принятый уровень значимости соответствовал р<0,05. Ассоциацию носи­тельства минорных (вариативных) или мажорных (распространенных) аллелей и генотипов исследуемых генов-кандидатов у спортсменов циклических видов спорта с соревновательной дистанцией и спортивной квалификацией оценивали с использо­ванием отношения шансов (ОШ, 95% довери­тельного интервала (ДИ).

Результаты исследования и их обсуж­дение. Для оценки полученных результатов использованы мультипликативная (для оценки частоты аллелей) и аддитивная (для оценки частоты генотипов) модели (табл. 1).

Таблица 1

Частóты аллелей и распределение генотипов генов, кодирующих рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом и их транскрипционным коактиватором

Аллели, генотипы	Основная группа (n=123)	Контрольная группа (n=50)	χ2	P	OШ	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
GС	34 (27,6%)	14 (28,0%)			0,98	0,47-2,04
СС	7 (5,7%)	0 (0%)			6,5	0,36-116,03
rs18012825 гена PPARG
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
СС	85 (69,11%)	38 (76,0%)	1,72	0,42	0,71	0,33-1,50
СG	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
СС	54 (43,90%)	21 (42,0%)	1,07	0,96	1,08	0,56-2,10
СT	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 1α рецептора, активируемого пролифератором пероксисом

Не найдено статистически значимых межгрупповых различий частоты носи­тельства 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%. Распределениегенотипов 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 – χ²=1,47 (p=0,231); контрольная группа – χ²=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%, CG – 24,0%, GG – 0%. Распределение генотипов в основной группе составило: СС – 69,11%, CG – 28,45%, GG – 2,44%. Распределение аллелей и генотипов у спортсменов и лиц контрольной группы также согласовывалось с РХВ: основная группа – χ²=0,73 (p=0,787); контрольная группа – χ²=0,929 (p=0,335).

При исследовании носительства rs8192678 гена PPARGC1A не выявлено статистически значимых межгрупповых различий частоты носительства минорного аллеля T у спортсменов по сравнению с неспортсменами (36,18% против 38,0%, р=0,892). Распределение генотипов в контрольной группе составило: СС – 42,0%, СT – 42,0%, TT – 16,0%. Распределение генотипов в основной группе составило: СС – 43,90%, СT – 39,84%, TT – 16,26%. Распределение аллелей и генотипов у спортсменов и лиц контрольной группы соответствовало РХВ: основная группа – χ²=2,319 (p=0,127); контрольная группа – χ²=0,491 (p=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 rs4253778 гена PPARA 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 носительстве 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: 1,50-198,85]).

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 (n=40)	2 – средние дистанции (n=38)	3 – длинные дистанции (n=45)	4 – контрольная группа (n=50)	Р
rs8192678 (С23815662Т) гена PPARGC1A
C	49 (61,25%)	47 (61,84%)	61 (67,78%)	62 (62,0%)
T	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%)
СT	15 (37,5%)	15 (39,48%)	19 (42,22%)	21 (42,0%)
TT	8 (20,0%)	7 (18,42%)	5 (11,11%)	8 (16,0%)
rs4253778 (G46630634C) гена PPARA
G	63 (78,75%)	59 (77,63%)	76 (84,44)	84 (84,0%)	p1< 0,05
C	17 (21,25%)	17 (22,37%)	14 (15,6%)	16 (16,0%)	p2< 0,05
GG	24 (60,0%)	24 (63,16%)	32 (71,11%)	36 (72,0%)
GС	13 (32,5%)	11 (28,94%)	12 (26,67%)	14 (28,0%)
СС	3 (7,5%)	3 (7,9%)	1 (2,22%)	0 (0%)
rs18012825 (С34G) гена PPARG
C	63 (78,75%)	63 (82,90%)	77 (85,56%)	86 (86,0%)
G	17 (21,25%)	13 (17,10%)	13 (14,44%)	16 (16,0%)	p2< 0,05
СС	25 (62,50%)	26 (68,42%)	32 (71,11%)	36 (72,0%)
СG	13 (32,50%)	11 (28,94%)	13 (28,89%)	14 (28,0%)
GG	2 (5,0%)	1 (2,64%)	0 (0%)	0 (0%)

Примечание: р₁ – уровень статистической значимости межгрупповых различий носительства 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); PPARA – рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором альфа; PPARG – рецептор, активируемый пероксисомным пролифератором гамма; PPARGC1A – коактиватор 1α рецептора, активируемого пролифератором пероксисом

Анализ распределения аллелей / генотипов по rs18012825 гена PPARG и rs8192678 гена PPARGC1A среди спортсменов с различной соревновательной дистанцией и контрольной группой не выявил достоверных межгрупповых различий (р>0,05). Отмечена тенденция к снижению частоты минорного аллеля T rs8192678 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 C и минорного аллеля T rs8192678 гена PPARGC1A не имела статистически значимых межгрупповых различий (р>0,05).

Внутригрупповой анализ у спортсменов-спринтеров показал, что частота минорного аллеля С rs4253778 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 rs18012825 гена PPARG с квалификацией МСМК и МС (р≤0,05).

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 1α 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 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: 1,50-198,85]). 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 C rs4253778 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 rs18012825 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 rs18012825 гена PPARG среди спортсменов, тренирующихся со скоростно-силовым уклоном [9, 16, 17]. Аллельный вариант G rs1801282 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 C rs4253778 гена PPARA и G rs18012825 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 rs4253778 гена PPARA ассоциированы с соревновательной дистанцией у спортсменов, специализирующихся в беге на короткие и средние дистанции. Частота минорных аллелей С rs4253778 гена PPARA и G rs18012825 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] // – 2021. – № 12. – Р. 1682. DOI: 10.3390/genes12111682.
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: 10.1046/1440-1681.2000.03225.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 / S. Baker, M. C. McCormick, R. A. Robergs // Nature Metabolism. – 2020. – № 2. – Р. 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. – Р. 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: 3390/ijms21010162.
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. 155-165. 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., Pérusse 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-nucleotide 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] // – 2023. – № 14. – Р. 1512. DOI: 10.3390/genes14081512.
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- 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://medstatistic.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 meta-analysis / A. Mansoori, M. Amini, F. Kolahdooz, E. Seyedrezazadeh // Ann Nutr Metab. – 2015. – № 67 (2). – Р. 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). – Р. 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/genes12111682.
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 coactivator. International Journal of Molecular Sciences, 2020, no. 21 (1), p. 162. DOI: 10.3390/ijms21010162.
7. Meirhaeghe A., Crowley V., Lenaghan C., Lelliott 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., Pérusse 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., Jarjanazi 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/journal.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/genes14081512.
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://medstatistic.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., Seyedrezazadeh 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: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
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: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Наталья Алексеевна Шнайдер – доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник института персонализированной психиатрии и неврологии федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Санкт-Петербург, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

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: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
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: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
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: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..  

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