Содержание к диссертации
Введение
Глава I Обзор литературы 9
1.1. Морфофизиологические и конституционные показатели физических способностей человека 9
1.2. Метод пальцевой дерматоглифики 16
1.3. Генетические методы определения физических способностей человека IS
1.3.1. Полиморфизм генов, определяющих работу сердечно-сосудистой системы 24
1.3.1.1. Полиморфизм гена ангиотензин-конвертирующего фермента (АСЕ)24
1.3.1.2. 1903G/A полиморфизм гена химазы (СМА1/В) 26
1.3.1.3. Полиморфизм гена аполипопротеина Е (АроЕ) 28
1.4. Полиморфизм генов, определяющих работу нейромедиаторной системы 1.4.1. Полиморфизм генов, определяющих работу серотонинергической системы 30
1.4.2. Полиморфизм генов, определяющих работу дофаминергической системы 34
1.4.3. Полиморфизм гена рецептора витамина D (VDR) 36
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 39
2.1 Объект исследования 39
2.2 Методы исследования 39
2.2.1 Молекулярно-генетические методы 39
2.2.1.1 Метод выделения ДНК 39
2.2.1.2 Метод полимеразной цепной реакции 40
2.2.1.3 Проведение электрофореза в полиакриламидномгеле (ПААГ) 41
2.2.1.4 ПДРФ-анализ 46
2.2.2 Методы тестирования физической работоспособности 53
2.2.2.1 Организация и проведение метода определения общей физической работоспособности (ОФР) з
2.2.2.2 Организация и проведение метода определения максимального потребления кислорода (МПК) 55
2.2.3.2 Методика определения суммарного гребневого счета (СГС) и дельтового индекса (Дю) 58
2.3. Методы статистического анализа полученных результатов 59
ГЛАВА 3. Результаты исследования и их обсуждение 62
3.1. Наследуемость физических показателей: общая физическая работоспособность и максимальное потребление кислорода 62
3.2. Наследуемость признака «пальцевая дерматоглифика» 63
3.3. Результаты молекулярно-генетических исследований вариантов генов, регулирующих работу сердечно-сосудистой и нейромедиаторной системы человека
3.3.1. Молекулярно-генетический анализ влияния полиморфных аллелей гена ангиотензин-конвертирующего фермента на физические показатели человека 74
3.3.2. Исследование физиологической роли полиморфизма в гене химазы (СМА1/В) в регуляции работы сердечно-сосудистой системы у человека 79
3.3.3. Молекулярно-генетический анализ влияния полиморфных аллелей гена аполипопротеина Е (АроЕ) на физические способности человека 84
3.3.4. Изучение влияния полиморфных вариантов генов переносчиков: серотонина (SLC6A4 - 5HTTVNTR и 5HTTLPR полиморфизма) и дофамина (SLC6A3 - 5HTTVNTR полиморфизм) на уровень потребления кислорода 88
3.3.5. Изучение влияния полиморфных вариантов генов рецептора серотонина (5HTR2A - A1438G полиморфизма) и рецептора дофамина (DRD3 - Bal полиморфизма) на уровень потребления кислорода 99
3.3.6. Изучение влияния полиморфизма Fokl гена рецептора витамина D (VDR) на физические показатели человека 105
3.3.7. Исследование последствий сцепленного наследования генов, расположенных в 17 хромосоме (переносчик серотонина - 5HTTLPR SLC6A4 и ангиотензин-превращающего фермента - АСЕ) 109
Заключение
Выводы 112
Практические рекомендации 113
Список литературы
- Полиморфизм генов, определяющих работу сердечно-сосудистой системы
- Проведение электрофореза в полиакриламидномгеле (ПААГ)
- Результаты молекулярно-генетических исследований вариантов генов, регулирующих работу сердечно-сосудистой и нейромедиаторной системы человека
- Изучение влияния полиморфных вариантов генов рецептора серотонина (5HTR2A - A1438G полиморфизма) и рецептора дофамина (DRD3 - Bal полиморфизма) на уровень потребления кислорода
Введение к работе
з
Актуальность проблемы
Одним из интенсивно развивающихся направлений современной генетики является разработка молекулярно-генетических подходов, позволяющих определить предрасположенность человека к различным видам деятельности. Так, в частности, в последние годы проводится поиск молекулярно-генетических маркеров, определяющих способность человека к выполнению высоких спортивных нагрузок (Montgomery, 2000; Рогозкин, 2004), что определяется необходимостью обоснования системы отбора людей для занятия спортом и коррекции тренировочного процесса.
Этот подход является наиболее перспективным, поскольку позволяет определить генетическую предрасположенность к вьтолнению больших физических нагрузок и осуществить целенаправленный дифференцированный отбор детей для занятия спортом на самых ранних этапах их спортивной деятельности.
Следует отметить, что в 2000 году была создана генетическая карта человека, в которую внесены гены, которые хотя бы в одном исследовании выявили ассоциации с физическими показателями и/или влияли на здоровье человека (Rankinen, Bray et al, 2006).
В ранней версии 2000 года карта включала 29 генов. Версия 2005 года, 6-ая -дополненная, включает 165 аутосомных генов, 5 - расположенных на X хромосоме, а также 17 митохондриальных генов.
На сегодняшний день работы подобного рода ведутся только в пяти странах: США, Великобритании, Австралии, России (Научно-исследовательский институт физической культуры - под руководством д.б.н., профессора Рогозкина В.А.; лаборатория молекулярно-генетических исследований кафедры генетики при Башкирском государственном педагогическом университете - под руководством д.б.н., профессора Горбуновой В.Ю.) и Казахстане. На сайте
4 - реестра ведущих научных учреждений, лаборатория молекулярно-генетических исследований кафедры генетики БГПУ включена в список групп, занимающихся поиском генетических маркеров, определяющих предрасположенность людей к спортивной деятельности.
Цель исследования: поиск молекулярно-генетических маркеров, обусловливающих физические способности человека.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. Собрать банк ДНК спортивной элиты.
2. Осуществить тестирование физических способностей испытуемых по
показателям:
общей физической работоспособности (ОФР);
максимального потребления кислорода (МІЖ).
Изучить наследуемость данных показателей близнецовым методом.
Провести сравнительные исследования встречаемости аллелей и генотипов в контроле и в группе спортсменов по генам:
определяющим работу сердечно-сосудистой системы: ангиотензин-конвертирующего фермента (АСЕ), химазы (СМА І/В), аполипопротеина Е (АроЕ);
- характеризующим состояние нейромедиаторной системы: переносчика
серотонина (SLC6A4); рецептора серотонина (5НТ2А); переносчика дофамина
(SLC6A3); рецептора дофамина (DRD3);
- рецептора витамина D (VDR).
5. Провести анализ ассоциации изученных генов с показателями физической
работоспособности.
Научная новизна исследования
Разработаны критерии выбора новых генов-кандидатов, определяющих физические способности человека
5 Создана коллекция ДНК спортивной элиты (кандидатов в мастера и мастеров спорта) и в этой группе проведено исследование распределения полиморфных аллелей гена химазы (СМА 1/В), определяющей работу сердечнососудистой системы. Впервые осуществлено молекулярно-генетическое исследование группы спортсменов по встречаемости ДНК-локусов, определяющих работу серотонин- и дофаминергических нейромедиаторных систем (SLC6A4, HTR2A, SLC6A3, DRD3). Рассчитаны частоты аллелей и генотипов вышеперечисленных генов и проведен анализ ассоциаций частот аллелей и генотипов гена химазы, генов нейромедиаторной системы с показателями физических способностей человека. Практическая значимость Определены новые гены-кандидаты, обусловливающие физические способности человека и позволяющие осуществлять целенаправленный дифференцированный отбор по видам физической нагрузки и предрасположенности к занятиям определенными видами спорта. Результаты исследования используются в системе организации профильного обучения в школах Орджонекидзевского района г. Уфы (Башкортостан) с целью дифференциации учащихся в соответствии с их возможностями переносить большие физические нагрузки, а также при чтении курса лекций и спецкурсов в Башгоспедуниверситете на специальностях «физическая культура» и «генетика».
Положения, выносимые на защиту
1. Признаки «максимальное потребление кислорода» и «общая физическая
работоспособность» имеют высокую генетическую детерминацию (ОФР,
Н=0,82 и МІЖ, Н=0,72), а наследуемость рисунка папиллярных линий низка
(от 0,04 до 0,11).
2. Гаплотип SLC6A4*L/*S - ACE*D/*D приводит к снижению физической
работоспособности.
Сочетание генотипов СМА*А/*А - ACE*D/*D достоверно ниже встречается среди спортсменов.
Аллель G гена химазы (CMAI/B) достоверно чаще встречается у лиц, занимающихся спортом.
Сочетание генотипов CMA*G/*G - ACE*I/*I достоверно указывает на то, что их обладатели могут выдерживать высокие физические нагрузки.
Комплементация полиморфных участков гена-переносчика серотонина (SLC6A4), находящихся; в промоторе (*L/*L) и 2 интроне (*10/*10), определяют способность к выполнению повышенной физической работы.
Апробация результатов диссертации
Материалы диссертационной работы были представлены на Международной конференции, посвященной 115-летию со дня рождения Н.И.Вавилова «Вавилов и современная генетика» (Уфа, 2004); на 5-ом съезде Российского общества медицинских генетиков (Уфа, 2005); Девятой всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 22 апреля 2006); European Human Genetics Conference «European Meeting on Psychosocial Aspects of Genetics» (6-9 May 2006, Amsterdam, Netherlands); Human Genome Meeting (May .31-June 3, 2006, Helsinki, Finland); Международной конференции «Генетика в России и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН (28 июня-2 июля 2006, Москва), а также на семинаре лаборатории генетики животных Биофака МГУ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, из них -2 в изданиях, рекомендованных ВАК и 6 тезисов в трудах Международных и Российских конференций.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания
Полиморфизм генов, определяющих работу сердечно-сосудистой системы
Дальнейшее рассмотрение критериев спортивного отбора, выявляющих наследственную обусловленность признаков организма, стала возможна с момента, когда стало возможным использовать методы генетики.
Следует отметить, что главная заслуга в привлечении внимания к проблемам генетики в спорте принадлежит работникам Российской Государственной Академией Физической культуры (РГАФКа). Именно в лабораториях В.М. Зациорского и Б.А.Никитюка были возобновлены после длительного исторического перерыва (с середины 30-х гг.) исследования, выполняемые близнецовым методом и в ходе посемейных наблюдений. Ее официальное признание свершилось в 1980 г. в период работы Научного олимпийского конгресса в Тбилиси, где решением участников была организована Международная федерация спортивной генетики и соматологии (Никитюк, 1998).
Спортивная генетика имеет своей теоретической задачей выяснение меры наследственной обусловленности (к общей сумме влияний) для большого числа морфофункциональных характеристик организма, используемых при анатомо-антропологическом контроле физической дееспособности человека. Другой важной задачей служит выяснение ассоциированного наследования двигательных качеств и устойчивых признаков, выявляющих индивидуальную конституцию человека, так называемых генетических маркеров (Никитюк, 2000).
На конгрессе ученых, проходившем в Тбилиси, впервые в мировой практике были представлены материалы о связи пальцевой дерматоглифики с потенциалом скоростных и силовых двигательных качеств у детей. Позже подобного рода исследования проводились во Всероссийском научно-исследовательском институте Физической культуры (ВНИИФК). Затем работы в том же направлении выполнялись спортивными морфологами Алма-Аты, Еревана, Челябинска, Ташкента и др. городов. Спад научной активности в начале 90-х годов сменился её активизацией, подтверждением чему служат пять докладов по проблемам дерматоглифики в связи со спортом, заявленные на настоящем конгрессе (Никитюк, 1998).
Взамен заимствованной у педагогов классификации отбора, ученые предлагают свою, оригинальную, которая выделяет формы констатирующего и прогностического отбора с использованием генетических маркеров (Кузин, Никитюк, 1996; Пустозеров, Мелихова, 1994; 1996).
В ходе спортивного отбора происходит определение модельных характеристик соревновательной деятельности ведущих спортсменов и специфических для данного вида спорта качеств. Затем производится поиск и подбор людей с соответствующими врожденными и развивающимися в процессе жизнедеятельности морфофункциональными особенностями (Солодков, Сологуб, 2001).
Констатирующий отбор, по их мнению, должен учитывать реальное состояние субъекта в данный момент времени. В спортивно-морфологической практике Б. А. Никитюк (2000) предусматривает констатирующий отбор как разработку «моделей спортсменов» соответствующих их специализациям. Модель включает набор свойств и качеств, достоверно влияющих на спортивный результат. При обследовании атлетов высокого класса производятся измерения модельных признаков. При последующей статистической обработке определяются средние значения этих признаков, используемые в констатирующем отборе.
Считается, что максимальное соответствие спортсмена эталонным значениям модельных характеристик способствует рационализации адаптивных изменений в ходе тренировочной и соревновательной деятельности. Расхождение с эталоном не препятствует достижению успеха, но повышает его психобиологическую «стоимость», которая тем выше, чем больше отклоняется профессиограмма спортсмена от эталонных значений. Сущность прогностического отбора состоит в поиске одаренных личностей.
Современный уровень развития спорта характеризуется белее ранним вовлечением детей в интенсивную тренировочную деятельность. В связи с этим возникает необходимость в более совершенной системе первичного отбора и ориентации. Большинство зарубежных специалистов считают, что правильный отбор детей в различных видах спорта затруднен невозможностью прогнозирования у них многих физических качеств. V. Filippowitsch прямо заявляет, что до 10-11 лет о спортивной пригодности ребенка можно только догадываться (по Солодков, 2001). Если даже ребенок явно талантлив в спортивном отношении, то невозможно определить, в каком виде спорта он сможет максимально раскрыть свою одаренность. Если учителю предложить назвать лучших бегунов, пловцов, футболистов и гимнастов в классе, то, вероятнее всего, он будет называть одних и тех же детей (по Зеличенок и др., 2000). У детей 5-6 - летнего возраста невозможно различить спортивно-важные качества организма, соответствующие моделям спортсменов высокой квалификации, так как они ещё не сформированы в детском организме.
Предпочтение отдается критериям, которые формируют медико-биологический аспект исследования спортсмена, учитывая и врожденные особенности организма. Поэтому ученые стали обращать внимание на наследуемость морфофункциональных способностей человека. Подтверждение этому мы можем встретить в работах В.Б. Шварца (1991) и Б.А. Никитюка (1978), В.Б. Шварц (1991) отмечает, что наибольшая наследственная обусловленность выявлена для морфологических показателей организма человека, меньшая - для физиологических параметров и наименьшая - для психологических признаков. Среди морфологических признаков наиболее значительны влияния наследственности на продольные размеры тела, меньшие - на объемные размеры, еще меньшие - на состав тела (Никитюк, 1978).
Проведение электрофореза в полиакриламидномгеле (ПААГ)
В работе использованы образцы ДНК 100 студентов факультета физической культуры (ФФК) Башкирского государственного педагогического университета (БГПУ) и Сибайского института Башкирского государственного университета (СиБГУ), имеющих высокие спортивные результаты (43 чел. - 1 разряд; 37 чел. - КМС и 20 чел. - МС) в возрасте 17-25 лет и специализирующихся в следующих видах спорта: баскетбол, мини-футбол, русская лапта, волейбол, единоборства, легкая атлетика, плавание, гиревой спорт, лыжные гонки. Данные по принадлежности к высшей спортивной элите выясняли путем анкетирования.
Материал для исследования собран в ходе экспедиционных выездов в 2002-2004 гг. Для определения степени наследуемости признаков: общая физическая работоспособность, максимальное потребление кислорода и «пальцевая дерматоглифика» использовался близнецовый метод. При котором объектом исследования послужили образцы ДНК моно- и дизиготных близнецов.
Забор крови производили после медицинского осмотра с письменного согласия испытуемых.
Образцы ДНК получены из 10 мл венозной крови человека. В качестве антикоагулянта использовали 0.5 мл 0.5 М раствора ЭДТА. Для получения фракции клеточных ядер к 10 мл крови добавляли 45 мл лизирующего буфера (032 М сахароза; 5 мМ MgCl2; 1% тритон Х-100; 10 мМгрис-НСІ, рН=7.5), инкубировали 5 мин во льду и центрифугировали 15 мин при температуре 4С и 2500g. Полученный осадок промывали в ТЕ буфере с рН=7.5-8.0 (10 мМ трис НС1, 1 мМ ЭДТА). После этого осадок ресуспензировали в 3 мл буфера, содержащего 10-20 мМ трис-HCl рН=8.0, 2.5 мМ ЭДТА, 0.5% SDS и 100мкг/мл протеиназы К и инкубировали при температуре 56С в течение 10-16 часов. Из полученного лизата выделяли ДНК. Для этого проводили две экстракции по 10 мин смесью фенол-хлороформ (1:1) и одну экстракцию хлороформом в течение 10 мин. ДНК осаждали двумя объемами 96% в присутствии 100 мМ ацетата натрия (рН=4.8). Осадок промывали 70% этанолом, подсушивали на воздухе и растворяли в 1 мл ТЕ буфера с рН=8.0. Выход ДНК составлял 50-100 мкг на 1 мл образца крови.
Анализ полиморфных локусов SLC6A4, 5НТ2А, DRD3, SLC6A3, VDR, Ya5NBC361, АСЕ, АроЕ, СМА1/В, IL1B, IL1RA проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК. ПЦР производилась на амплификаторе «Терцик» с использованием ДНК-полимеразы Thermus aquaticus производства фирмы «Силекс».
При типировании по полиморфным маркерам генов SLC6A4, 5НТ2А, АСЕ, DRD3, SLC6A3, VDR, АроЕ, СМА1/В, IL1B, IL1RA условия ПЦР были следующими. Использовали реакционную смесь объемом 15 мкл, которая содержала 1.5 мкл буфера (670 мМ трис-HCl, рН=8.6, 166 мМ (NH SO, , 25 мМ MgCl2, 0.01% Тритон Х-100), смесь dNTP (dATP, dGTP, dCTP, dTTP no 200 мМ каждого), 10-30 нг геномной ДНК, по 10 пмоль каждого праймера, 1ед. Taq-полимеразы. Последовательности праймеров приведены в табл.2. Для выявления полиморфизма в рестрикционных локусах 5НТ2А, DRD3, SLC6A3, МАО A, IL1B, IL1RA 10 мкл реакционной смеси обрабатывали 5 единицами рестриктазы и выдерживали в течение 12 часов при 37UC (5НТ2А, SLC6A3, IL1B, IL1RA); в течение 4 часов при 36С (МАО A, DRD3). Для проведения амплификации использовали программы, приведенные для амплификатора типа МС2, запрограммированного на объем 10, или 15 мкл в режиме активного, быстрого («fast») регулирования (табл. 3.).
Проведение электрофореза в полиакриламидномгеле (ПААГ) Результаты амплификации оценивались путем проведения вертикального электрофореза в 7% полиакриламидном геле (исходное соотношение акриламида и метиленбисакриламида 29/1) при напряжении 300 В. Для заливки ПААГ готовили раствор следующего состава: - 5,5 мл 30%-ого раствора акриламида (29 г кристаллического акриламида -АА и 1 г бисакриламида - БА); - 2,5 мл 10х трис-боратного буфера - ТВЕ; -17 мл дистиллированной воды. Непосредственно перед заливкой геля в раствор добавляли 29 мкл 10%-ного персульфата аммония - ПСА и 25 мкл N,N,N ,N тетраметилэтилендиамина - ТЕМЕД.
ПААГ заливали между двумя стеклами, разделенными спейсерами и гребенкой, и оставляли для полимеризации на 20 минут. Затем вынимали гребенку, промывали образовавшиеся лунки водой и помещали гель в вертикальную электрофорезную камеру. В качестве электрофорезного буфера использовали 1 ТВЕ (трис-боратный буфер). Проводили префорез в течение 20 минут.
Пробы для нанесения в гель готовились следующим образом: 10 мкл амплификата смешивали с 2 мкл краски (смесь бромфенолового синего и ксилолцианола). Наносили подготовленные пробы в лунки и проводили электрофорез в 7% полиакриламидном геле (исходное соотношение акриламида и метиленбисакриламида 29/1) при напряжении 300 В в течение полутора часов. В качестве маркера молекулярного веса использовали ДНК фага X, рестрицированную PstI, или плазмиду pBR322, рестрицированную НаеШ. После разделения гель окрашивали в растворе бромистого этидия (0,1 мкг/мл в 1 ТВЕ) в течение 10 минут, промывали водой и фотографировали в УФ свете при длине волны 254 нм.
Результаты молекулярно-генетических исследований вариантов генов, регулирующих работу сердечно-сосудистой и нейромедиаторной системы человека
Физические способности человека определяются способностью организма выполнять большие физические нагрузки. Систематические нагрузки приводят к изменению работы сердечно-сосудистой системы. Физическая работоспособность (ОФР) по реакции пульса на физическую нагрузку и величина МПК являются наиболее объективными и информативными показателями функционального состояния сердечно-сосудистой системы, т.к. они зависят главным образом от развития систем дыхания и кровообращения.
Во время тренировочного процесса спортсмену приходится выполнять нагрузку максимальной и субмаксимальной мощности, а также длительную, монотонную работу умеренной мощности в течение нескольких часов в тренировочном занятии, что откладывает особый отпечаток на работу ЦНС.
Поэтому, нами был проведен молекулярно-генетический анализ генов, определяющих работу сердечно-сосудистой и нейромедиатоной системы.
Но, следует отметить, что не все физические показатели человека генетические детерминированы. И прежде, чем приступить к анализу распределения частот аллелей и генотипов в зависимости от физических показателей человека, нами была определена наследуемость признаков: «общая физическая работоспособность» и «максимальное потребление кислорода».
В ходе исследования приняло участие 77 пары близнецов. В результате молекулярно-генетического исследования (Гумерова, 2006) все пары были разделены на моно- (MZ) и дизиготные (DZ): 35 и 42 соответственно.
Поскольку результаты исследования показали высокую наследуемость признаков: ОФР (0.82) и МПК (0.72), это означает, что на проявление их влияют генетические факторы. Поэтому мы можем проводить дальнейший анализ влияния частот генотипов и аллелей генов, определяющих работу сердечно-сосудистой и нейромедиаторной системы на физические показатели человека.
В имеющейся научной литературе в качестве маркера при отборе детей в спортивные группы предлагается учитывать особенности папиллярных узоров, поскольку этот признак генетически детерминирован (Никитина, 1999). Например, Е.Б. Сологуб (2000) отмечает, что наследуемость типа узора равна 0,92, в работах Гусевой (1982) этот показатель колеблется в пределах 0,78-0,88. Это можно объяснить тем, что в данных исследованиях зиготность определялась полисимптомным методом. И многие авторы преувеличивают значение кожного рельефа в диагностике близнецов (Гладкова, 1966). Этот показатель даже используют в определении зиготности, если в паре различия встречаются на четырех и более пальцах, то эту пару относят к дизиготной.
Так, Стоке (Stocks, 1930), сравнивая узоры на гомологичных пальцах близнецов, заключил, что если у пары партнеров из десяти гомологичных пальцев не менее семи имеют сходные узоры (конкордантные), то эту пару можно диагностировать как монозиготных близнецов, а при сходных 4-5 парах - как дизиготных близнецов. Это утверждение опровергают материалы некоторых исследований, в том числе и наше, показавшие, что у монозиготных близнецов могут быть более значительные расхождения (Леконцев и др., 2005).
И следует отметить, что на сегодняшний день нет четких данных о степени наследуемости этого признака, поэтому в своем исследовании мы, прежде всего, определили наследуемость признака «пальцевая дерматоглифика», используя близнецовый метод, в котором зиготность уточнялась и определялась с помощью молекулярно-генетического анализа распределения 9 полиморфных ДНК-локусов, что гарантирует высокую степень точности результата.
У всех близнецов определялся тип узора (дуга, петля и завиток) и проводился анализ сходства в распределении узоров по трем сравнениям. Билатеральное - сравнение типов узоров гомологичных пальцев рук одного близнеца; гомолатеральное - гомологичных пальцев рук у пары близнецов и гетеролатеральное - зеркальное сходство между гомологичными пальцами у пары близнецов.
Наследуемость признака «пальцевая дерматоглифика» в зависимости от распределения по пальцам представлена в таблице 6.
Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что на формирование данного признака большое влияние оказывают не генетические причины (№=0,15). Если рассмотреть наследуемость линий отдельно на правой и левой руке (табл. 6), то проявление типа узора также зависит от влияния окружающей среды (Н=0 и Н=0,24 соответственно).
Как видно из таблицы средний и мизинец правой руки имеют наследуемость 0,66 и 0,60 соответственно, это говорит о генетической детерминации на проявление типа узора. Что касается левой руки, то генетически детерминирован тип узора на мизинце и большом пальце (Н=1 и 0,6 соответственно). На правой руке - средний палец и мизинец (Н=0,67 и 0,6 соответственно).
Изучение влияния полиморфных вариантов генов рецептора серотонина (5HTR2A - A1438G полиморфизма) и рецептора дофамина (DRD3 - Bal полиморфизма) на уровень потребления кислорода
У человека ген рецептора серотонина (HTR2A) находится на длинном плече 13 хромосоме в области ql4-q21 (Warren et al, 1993), состоит из трех экзонов разделенных двумя нитронами и имеет протяженность свыше 20 т.п.о. (Chen et al., 1992). Предполагается, что диаллельный полиморфизм A1438G (Mspl -ПДРФ) в промоторном регионе (Spurlock et al., 1998) или какие-либо другие неизвестные полиморфизмы около этой области могут влиять на экспрессию гена и на плотность рецептора в мозге (Turecki et al., 1999).
Результаты нашего исследования A1438G полиморфизма в гене рецептора серотонина (5HTR2A) у спортсменов и в контрольной группе представлены в таблице 22. В контрольной группе распределение частот генотипов соответствовало распределению Харди-Вайнберга (х = 9.743, Р= 0.0038).
Всего выявлено три генотипа: 5HTR2A А/ А, 5НТ2А A/ G, 5HTR2A G/ G. В контрольной группе наиболее часто представлен генотип 5HTR2A A/ G -76.81%, генотип 5НТ2А G/ G имеет частоту 14.49%, а генотип 5HTR2A А/ А-8.70%. Аллель 5HTR2A G представлен с частотой 52.90%, а аллель 5HTR2A А -47.10%.
В группе спортсменов также преобладает генотип 5HTR2A A/ G - 91.76%, генотип 5НТ2А G/ G с частотой 8.24%, а генотип 5HTR2A А/ А в данной выборке не обнаружен. Частота аллеля 5HTR2A G составляет 54.91%, а аллеля 5HTR2A А - 45.09% (табл. 22). При попарном сравнении частот генотипов в группе спортсменов обнаружено достоверное увеличение генотипа 5HTR2A A/ G (91.76% против 76.81% в контрольной группе, Р=0.0126, OR=1.195, 95%С1 1.196-9.760). А также достоверное снижение генотипа 5HTR2A А/ А (0% против 8.70% в контрольной группе, Р=0.0149, OR=0.0005,95%С1 0.961-0.726).
Распределение частот генотипов и аллелей гена рецептора серотонина в выборке спортсменов и контроле в зависимости от показателей ОФР В контрольной группе с низкими показателями ОФР (рис. 21) с наибольшей частотой представлен генотип, несущий мутацию в гетерозиготном состоянии ( A/ G) - 80,77%, генотип с мутацией в гомозиготном состоянии представлен с частотой 19,23%, а генотип А/ А в данной группе не обнаружен.
Таким образом, результаты данного исследования свидетельствуют о возможном влиянии гена 5HTR2A на предрасположенность человека к спортивной деятельности. Исходя из анализа полученных данных, показано: 1) ген рецептора серотонина 5HTR2A ассоциирован со спортивной деятельностью;
В группе спортсменов выявлено достоверное повышение частоты генотипа A/ G (Р=0.0187, OR=1.195, 95%С1 1.196-9.760) и достоверное снижение частоты генотипа А/ А (Р=0.0191, OR=0.0005, 95%С1 0.961-0.726) по сравнению с контрольной группой.
Поскольку достоверные различия в распределении генотипов гена рецептора серотонина были обнаружены в группах, не зависимо от проявления физических показателей, можно предположить, что данный полиморфизм обусловлен влиянием на спортивную деятельность, связанную с большими нагрузками на нервную систему, например с игровыми видами спорта, тора Рецептор дофамина (DRD3) D3 рецептор дофамина (DRD3) наиболее широко распространен в лимбической области, ассоциирующейся с познавательной, эмоциональной и эндокринной функциями (Drevets et al., 1992; Sokdoff et al., 1990). У человека ген DRD3 локализован в 3 хромосоме в области ql3.3 (Lannfelt et al., 1992). В данном гене имеется диаллельный Bal рестрикционный полиморфизм, выявляющий точковую мутацию по типу транзиции в гене рецептора дофамина. В результате этой мутации, возможно, нарушается проникновение белка в мембрану (Persico et al., 1997). Данный полиморфизм идентифицируется с помощью рестриктазы Ball.
Результаты распределения частот генотипов и аллелей Bal полиморфного маркера гена рецептора дофамина DRD3 представлено в таблице 23. Всего обнаружено три генотипа: А1/ А1, А2/ А2 и А1/ А2. Распределение частот генотипов соответствует распределению Харди-Вайнберга (%2= 0.203, Р= 0.8830). В контрольной группе генотип А1/ А1 представлен с частотой 58.89%, генотип А1/ А2 - 32.22% и А2/ А 2 -8.89%. Наблюдаемая частота аллелей: 75.0% (DRD3 A1), 25.0% (DRD341).
Распределение частот генотипов и аллелей гена рецептора дофамина в выборке спортсменов и контроле в зависимости от показателей физических способностей В контрольной группе с низкими показателями МПК (рис. 23) также преобладает генотип А1/ А1 с частотой 60%, генотип А1/ А2 - 26.67%, а генотип А2/ А2 - 13.33%. Распределение частот аллелей в данной группе: 73.33% {DRD3 A1\ 26.67% (DRD3 A]).
При попарном сравнении группы спортсменов с контрольной группой с низкими показателями ОФР и МПК достоверных различий в характере распределения частот аллелей и генотипов не выявлено.
Витамин D участвует в регуляции метаболизма кальция и стимулирует клеточно-опосредованный иммунитет (Bellamy R., 2003). Свое действие витамин D оказывает через рецептор (VDR), расположенный на поверхности моноцитов и активированных Т- и В- лимфоцитов. Ген VDR содержит 8 кодирующих экзонов, 3 альтернативных 5 некодирующих экзона и занимает более 75 kb ДІЖ на хромосоме 12ql2-14 (Langdahl, 1998).
При типировании полиморфизма Fokl гена VDR выявлено три генотипа и два аллеля. В контрольной группе генотип VDR a/ a представлен с частотой 31/58%, генотип VDR a/ b с частотой 50.88% и генотип VDR b/ b с частотой 17.5%. Частота аллеля VDR a в данной выборке составила 61.82%, аллель VDR b встречается с частотой 38.18% (табл. 24). Наблюдаемое распределение частот генотипов соответствует теоретически ожидаемому равновесному распределению Харди-Вайнберга (%2= 0.606, Р= 0.7540).
В группе спортсменов гетерозиготный генотип VDR a/ b встречается с частотой 50%, генотип VDR a/ a - 34.62% и генотип VDR b/ b - 15.38%. Аллель VDR a встречается в данной выборке с частотой 59.62%, а аллель VDR b -40.38% (табл. 24).
В контрольной группе с низкими показателями ОФР (рис. 24) генотип VDR a/ a представлен с частотой 30%, генотип VDR a/ b с частотой 60% и генотип VDR b/ b с частотой 10%. Частота аллеля VDR a в данной выборке составила 60%, аллель VDR b встречается с частотой 40%.
