УДК 577.21

СПОРТ И ГЕНЕТИКА

М.К. Иманбекова 1 , Е.В. Жолдыбаева 1 , Т.К. Есентаев 2 , К.Т. Момыналиев 1
1 Национальный центр биотехнологии, г. Астана
2 Агенство РК по делам спорта и физической культуры
deya.89@ mail. ru

АБСТРАКТ

Способности, обуславливающие возможность стать элитным спортсменом, имеют генетическую основу. Целый ряд факторов определяет спортивный успех: генетика, эпигенетика, тренировки, питание, мотивация, достижения в области тренажеров и т.п. Генетика определяет важные составляющие спортивных успехов, такие как сила, мощность, выносливость, мышечный размер и состав волокна, гибкость, нервно-мышечная координация, темперамент и другие фенотипы. Таким образом, успехи спортсмена во многом определяются наследственностью, порядка 66% отличий между спортсменами объясняется генетическими факторами. Остальная разница объясняется факторами окружающей среды. Однако, несмотря на очевидную роль генетики в спортивных результатах, накоплено мало однозначных доказательств, указывающих на вклад конкретных генетических вариантов на успехи в спорте. Это может быть обсуловлено полигенностью (много генов с малыми эффектами) влияния генов.

В данной статье рассмотрены значимость генетических маркеров для прогнозирования спортивных успехов или корректировок тренировочного процесса элитных спортсменов.

Ключевые слова: генетика, спорт, полиморфизм, выносливость, сила, быстрота

ВВЕДЕНИЕ

В 1997 году появилось первое сообщение о гипертрофии левого желудочка (ЛЖ) у призывников, имеющих определенный тип гена (генотип) ангиотензин I-конвертирующего фермента (ACE) по сравнению с носителями альтернативного генотипа после базовой военной подготовки . В 1998 году эти же авторы опубликовали статью, в которой была выявлена высокая частота встречаемости этого же генотипа в группе высотных альпинистов по сравнению с контрольной группой . Эти статьи дали толчок для исследования связи различных генов и их типов со спортивными результатами.

Согласно современным представлениям молекулярной генетики, считается, что индивидуальные различия физических и психических качеств между людьми во многом обусловлены так называемыми ДНК-полиморфизмами, которых насчитывается не менее 12 миллионов (рис. 1).

Рис. 1. Однонуклеотидный полиморфизм

Рис. 1. Однонуклеотидный полиморфизм

ДНК-полиморфизмы - это вариабельные участки в геноме человека, которые встречаются в популяции с частотой не менее 1%, и в подавляющем большинстве случаев обладают нейтральным эффектом. Однако, часть этих полиморфизмов способна влиять на степень экспрессии генов и активность функциональных продуктов (белков, РНК). Функциональная значимость данных полиморфизмов связана с тем, что они расположены в кодирующих и регуляторных регионах ДНК. Именно эти типы полиморфизмов являются предметом ассоциативных исследований спортивных генетиков.

Однонуклеотидные полиморфизмы - наиболее частая причина существования нескольких вариантов одного гена (аллелей), на их долю приходится подавляющее большинство вариаций в геноме человека. К настоящему времени известно более 200 полиморфизмов, которые ассоциированы с развитием и проявлением физических качеств человека, а также морфофункциональными признаками и биохимическими показателями, изменяющимися под воздействием физических нагрузок различной направленности . В таблице 1 представлен перечень полиморфизмов генов, ассоциированных с предрасположенностью к развитию и проявлению выносливости, силы и быстроты у спортсменов (И.И. Ахметов, О.Н. Федотовская, 2012).

Таблица 1. Примеры полиморфизмов генов, ассоциированных с предрасположенностью к развитию и проявлению выносливости

	Расположение	Полиморфизм	Аллель выносливости /быстроты и силы	Исследования с положительными результатами
				число исследований	общее количество спортсменов
		AluI/D (rs4646994)	I аллель выносливости
			D аллель быстроты и силы
		R577X rs1815739 C/T)	Arg577 аллель быстроты и силы
		Gly16Arg (rs1042713 G/A)	16Arg аллель выносливости
		rs12722 C/T (BstUI)	rs12722 T аллель выносливости
		Гаплогруппы MtDNA
		Glu298Asp (rs1799983 G/T)	Glu298 аллель быстроты и силы
			164-bp аллель выносливости
		rs2070744 T/C (-786 T/C)
PPARA	22q.13.3	rs4253778 G/C	rs4253778 G аллель выносливости	4	680
PPARD	6p21.2-p21.1	rs2016520 T/C	rs2016520 C аллель выносливости	2	683
PPARGCA	4p15.1	Gly482Ser (rs8192678 G/A)	Gly482 аллель выносливости	4	849
NRF1	7q32		rs240970 аллель выносливости	1	102
			rs6949152 аллель выносливости	1	102

Как видно из представленных данных, наследственные особенности оказывают большое влияние на составляющие спортивного результата, такие как сила, мощь, выносливость, мышечная масса и состав волокон, гибкость, нервно-мышечная координация, темперамент и другие фенотипические показатели. Следовательно, статус спортсмена обусловлен и наследственным компонентом, около 66% различий между спортсменами объясняются генетическими факторами. Оставшаяся разница объясняется влиянием внешних факторов, таких как образ жизни, питание, экология и т.п.

В статье представлены научные данные о многогранной связи между генетикой и спортом на примере нескольких групп генов и о важности выявления этих генов у юных спортсменов с целью корректировки тренировочного режима. При этом следует отметить, что в настоящее время разработана классификация спортсменов (таблица 2). Так, например, высоко элитными спортсменами являются обладатели золотых медалей чемпионатов мира и Олимпийских игр, а «средними» спортсменам являются участники региональных соревнований с опытом не менее четырех лет.

Таблица 2. Номенклатура статуса спортсмена

ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЕНОВ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ВЫНОСЛИВОСТЬ

Ангиотензин превращающий фермент. Ренин-ангиотензиновая система (РАС) играет важную роль в регуляции гомеостаза и кровообращения человека. Ренин - это протеолитический фермент, регулирующий кровяное давление, синтезируется юкстагломерулярными клетками почек, которые являются специализированными клетками гладкой мускулатуры и расположены в афферентных артериолах. Действие данного фермента на ангиотензиноген, приводит к образованию 10-ти аминокислотного пептида ангиотензина I. Этот пептид под действием ангиотензин превращающего фермента (ACE) расщепляется в ангиотензин II (AngII), который обладает мощным сосудосуживающим действием (схема).

Такая физиологическая реакция преимущественно опосредована действием на рецепторы AngII (AT1 и AT2), расположенные на поверхности клеток. В сердце AngII является мощным фактором роста клеток. Хотя увеличение массы левого желудочка не было проверено у людей с разными генотипами АСЕ, локальная активация РАС способствует увеличению секреции AngII в ответ на механические перегрузки, вызванные физическими упражнениями. Гипертрофия левого желудочка является отличительной характеристикой элитных спортсменов. ACE отвечает за деградацию сосудорасширяющего кинина - брадикинина, регулирование воспалительных реакций, синтез альдостерона, эритропоэз и насыщение тканей кислородом , .

ACE ген (21 т.п.н) локализован на хромосоме 17q23 и состоит из 26 экзонов. Полиморфизм в 16 интроне ACE гена обусловлен наличием (инсерция или I аллель) и отсутствием (делеция или D аллель) 287 п.н. участка. Аллель I ассоциирован с низкой активностью гена АСЕ и повышенной спортивной выносливостью. Аллель D, напротив, ассоциирован с более высокой активностью гена АСЕ и проявлением быстроты, силы и координационных способностей у спортсменов .

В первом исследовании, посвященном выявлению влияния АСЕ полиморфизма на спортивные результаты, участвовали австралийские гребцы, 43 мужчины и 21 женщина, проходящие подготовку к Олимпиаде в 1996 году. Это исследование показало, что частота встречаемости аллеля I значительно выше у элитных спортсменов по сравнению с контрольной группой. За этим последовали исследования Монтгомери и его коллег в 1998 году и 1999 году ,. В исследовании участвовали 33 альпиниста, покорившие высоты более 7000 м и 1906 мужчин контрольной группы. Была отмечена высокая частота встречаемости генотипа I/I. Среди 15 альпинистов, которые взошли на высоту 8000 м в отсутствии кислорода, ни один не был гомозиготным по аллелю D (53). Все спортсмены, взошедшие на самые высокие пики, были гомозиготными по I аллелю. Похожие результаты были получены Woods и коллегами (Woods DR, Montgomergy H.E., 2001).

В отдельном исследовании, направленном на изучение потенциальной роли полиморфизма АСЕ на телосложение человека, были использованы три независимых метода для изучения размеров тела у призывников в армии в течение десяти недель интенсивной физической подготовки. Участники исследования с I/I генотипом имели наибольший анаболический отклик, чем те, которые несли одну или более D аллелей. В этой же группе также наблюдалась повышенная частота аллеля I в группе из 91 бегуна на длинные дистанции по сравнению с 404 олимпийскими спортсменами из других видов спорта, для которых выносливость не столь важна . Более того, аллель I встречался чаще с увеличением расстояния (Р=0,009 для линейного тренда). Те же исследователи сообщили о значительном превышении аллеля D у элитных пловцов, по сравнению с контрольной группой (р=0,004), но эта ассоциация наблюдалась только у спортсменов, плавающих на короткие дистанции, не требующие проявления выносливости (р=0,005 на 400 м). Tsianos и соавторы в поддержку этих данных сообщили, что у элитных пловцов при увеличении расстояния аллель I встречается чаще, чем D аллель. Аллель I, как правило, связан с повышением выносливости, что и наблюдается у элитных бегунов на длинные дистанции, пловцов, гребцов и альпинистов, аллель D влияет на проявление силы и быстроты.

Несмотря на многочисленные исследования, показывающие положительную ассоциацию полиморфизма гена АСЕ с проявлением спортивной производительности, другие исследователи не выявили никаких ассоциаций. Это может быть связано с включением смешанных дисциплин в некоторых исследованиях, вводя тем самым фенотипическую неоднородность. Тем не менее, очевидно, что спортивные достижения являются результатом взаимодействий различных факторов и поэтому достаточно трудно оценить вклад только одного гена. Положительные ассоциации обнаружены при исследовании одного вида спорта со спектром от проявления силы и быстроты на коротких дистанциях до преодоления больших расстояний на основе выносливости .

Немаловажным показателем выносливости спортсмена является VO2max, который характеризует способность поглощать и усваивать кислород воздуха. Hagberg и соавторы доказали что генотип I/I АСЕ обуславливает высокое значение VO2max, по сравнению с генотипами I/D и D/D.

Интересным моментом является влияние генетического варианта АСЕ на биологические и механические свойства ткани. Williams и соавт. изучали мышечную сократительную эффективность, которая оценивалась на велоэргометре. В исследовании участвовали 58 здоровых людей (мужчины) (35 I/I и 23 D/D), до и после 11-недельной программы физической подготовки. Энергия, используемая на единицу мощности ‘efficiency delta’ (процентное соотношение изменения работы, выполненной в минуту к изменениям энергии, затраченной в минуту), не продемонстрировала значительную разницу между I/I и D/D генотипов (24,5 и 24,9% соответственно), в предтренировочном подготовительном периоде. Тем не менее, в ответ на физические нагрузки эта переменная значительно увеличилась среди лиц с генотипом I/I на 8,62%, для генотипа D/D значение переменной уменьшилось 0,39%. Авторы нашли два возможных объяснения: 1) низкая ферментативная активность АСЕ при генотипе I/I может улучшить сократительную функцию сердечной и скелетной мышц через повышение эффективности митохондриального окисления; 2) большая мышечная эффективность может быть связана с типом мышечных волокон, то есть генотип I/I ассоциирован с большим процентом волокон 1 типа (медленно сокращающиеся волокна), которые являются более эффективными при низкой скорости, чем быстро сокращающиеся волокна (тип 2) .

PPARD - rs 2016520 С аллель . Ген рецептора δ активатора пролиферации пероксисом (PPARD) является фактором транскрипции, участвующий в регуляции генов окисления жирных кислот и холестерина, метаболизма и термогенеза. Wang и коллеги обнаружили 100% увеличение выносливости у взрослых неподготовленных мышей, за счет избыточной экспрессии этого гена в скелетных мышцах. В 5’ нетранслируемой области четвертого экзона гена PPARD (6р21.2) расположен наиболее хорошо изученный полиморфизм (rs2016520, именуемый также как +294Т/С или +15Т/С или -87Т/С). Skogsberg и коллеги показали, что редкий аллель С имеет более высокую транскрипционную активность в сравнении с аллелем Т. Кроме того, Vänttinen и соавторы сообщили, что аллель С связан с повышенным потреблением глюкозы мышцами, а также низким индексом массы тела как у спортсменов, так и в контрольной группе (Ахметов и соав., 2007; Aberle и коллеги, 2006). Более того, в исследовании 155 израильских спортсменов Eynon и коллеги (2009) обнаружили, что частота сочетания PPARD С/С и PPARGC1A Gly/Gly была значительно выше у элитных спортсменов в сравнении с неэлитными спортсменами. Однако, существуют исследования, в которых данная гипотеза не была подтверждена. Так, Hautala и коллеги, изучая группу только черных спортсменов (n=264), показали, что спортсмены гомозиготные по С аллелю PPARD гена обладают меньшей выносливостью по сравнению с носителями Т аллеля ,,,.

PPARGC1A Gly482 аллель . Ко-активатор 1α ген рецептора γ активатора пролиферации пероксисом - это транскрипционный активатор семейства PPAR, участвует в митохондриальном биогенезе, окислении жирных кислот, утилизации глюкозы, термогенезе, ангиогенезе, а также в преобразовании мышечных волокон в медленно сокращающиеся волокна типа I. Полиморфизм Gly482Ser (rs8192678 G/A) гена PPARGC1A (4р15.1) ассоциируется с пониженной экспрессией PPARGC1A (Ling и соав., 2004) и ожирением (Ridderstråle и соав., 2006). Кроме того, Stefan и коллеги сообщили, что 482Ser аллель ассоциирован с небольшим увеличением индивидуального аэробного порога после 9 месяцев аэробных тренировок. Ахметов и соавторы (2007) показали, что данный аллель ассоциирован с низкой аэробной способностью у российских гребцов. Похожие результаты были получены в исследовании испанских (n=104), русских (n=579), израильских (n=74) и польских (n=92) элитных спортсменов (Maciejewska и соав., 2012; Ahmetov и соав., 2009; Eynon и соав., 2009; Lucia и соав., 2005) ,,.

ПОЛИМОРФИЗМЫ,АССОЦИИРОВАННЫЕ С СЕРДЕЧНОЙ И ДЫХАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИЯМИ

Митохондрии играют важную роль в энергетическом обмене, образуя 36 молекул АТФ на молекулу глюкозы, в отличие от 2 молекул АТФ, которые образуются в результате гликолиза. Митохондрии обладают собственной кольцевой ДНК - митохондриальной ДНК (mtDNA), которая кодирует 13 генов митохондриального окислительного фосфорилирования, а также гены рРНК и тРНК, необходимых для синтеза белка в митохондриях. Функции митохондрий связаны с аэробной физической культурой и чувствительностью к инсулину. Гаплогруппы mtDNA L0 и H являются молекулярными маркерами выносливости. К гаплогруппам, ассоциированным с ограничением выносливости, относятся L2, T, K, J2 ,.

Не и коллеги рассмотрели роль трех нуклеотидных полиморфизмов, в гене ядерного респираторного фактора 1, который охватывает регион в 146 т.п.н на 7q32 хромосоме. Данный ген играет важную роль в митохондриальном биогенезе и окислительном фосфорилировании, имеет решающее значение для передачи сигналов индуцируемых физическими упражнениями для повышения энергетической емкости. Ген имеет 3 полиморфизма, локализованных на 11 интроне, 14 экзоне и в нетранслируемой области (UTR). В исследовании с участием 102 мужчин китайцев было установлено, что полиморфизм в некодирующих областях гена NRF1 (rs240970 и rs6949152) связан с фенотипом, характеризующимся субмаксимальной аэробной емкостью, так называемым вентиляционным порогом. Все участники исследования были не курящие, и не занимались упражнениями на выносливость до начала исследования. В течение 18 недель испытуемые 3 раза в неделю занимались упражнениями на выносливость, такие как бег, плавание, езда на велосипеде. Это исследование показало влияние полиморфизма гена NRF1 на повышение выносливости в ответ на тренировки. Авторы утверждают, что их результаты имеют значение при прогнозировании спортивной производительности .

Ген альфа-рецептора, активированного пролифераторами пероксисом (PPARα), регулирует активность генов, отвечающих за обмен углеводов и жиров. Увеличение объема ЛЖ сердца у здоровых молодых людей, в ответ на физические упражнения, тесно связано с полиморфизмом гена PPARА в 7 интроне G>C (rs4253778). Увеличение массы левого желудочка в 3 раза больше у индивидуумов гомозиготных по С аллелю, и в 2 раза больше у гетерозиготных, чем у гомозиготных по G аллелю. В недавнем исследовании было показано, что G аллель в 7 интроне встречается чаще в группе русских спортсменов, ориентированных на выносливость (n=491), по сравнению с контрольной группой, составляющей 1242 здоровых человека. А также средний процент мышечных волокон 1 типа выше у гомозигот GG, чем у СС гомозигот. Кроме того, было установлено, что генотип GG коррелирует с высоким значением кислородного пульса российских гребцов.

β2 адренергический рецептор (кодируемый геном ADRB2) является одним из рецепторов суперсмейства G-белков и играет ключевую роль в регуляции центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, эндокринной системы, а также регуляции легких. Wolfarth и соавторы сообщили об ассоциации Arg16 аллеля с проявлением выносливости в группе 313 элитных спортсменов мужчин, по сравнению с контрольной группой - 297 мужчин, ведущих сидячий образ жизни. Носительство аллеля Gly является неблагоприятным фактором для спортивных результатов. Ранее было показано, что носительство Gly16 аллеля коррелирует со значительным увеличением индекса массы тела, по сравнению с генотипом Arg16. Похожие результаты были получены и Tsianos с коллегами в 2010 году, исследовавших 316 Олимпийских стайеров, лучшие результаты показали спортсмены, несущие Arg16 аллель ,,,.

Локальная регуляция кровотока имеет важное значение при проявлении выносливости спортсменами, так как мышечная работа требует дополнительного кислорода и метаболических субстратов. Эндотелиальная синтаза оксида азота (NOS3) генерирует оксид азота (NO) в кровеносных сосудах. Эндотелиальная окись азота (NO) оказывает сосудорасширяющие действие, а также регулирует митохондриальное дыхание. У млекопитающих NO является важной клеточной сигнальной молекулой, вовлеченной во многие физиологические и патологические процессы. В состоянии покоя уменьшение продукции NO может уменьшить приток крови к скелетным мышцам, а ингибирование NO-синтазы, напротив, увеличить его. Ген NOS3 содержит ряд наиболее изученных полиморфизмов, таких как Glu298Asp (rs1799983) в 7 экзоне, микросателитные повторы (СА) n в 13 интроне, повторы в 27 п.н. в 4 интроне (4В/4А) и полиморфизм в промотерной области -786 T/C (rs2070744). По некоторым данным, 298Asp аллель NOS3 ассоциирован с пониженной продукцией NO и в некоторых популяциях с развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Saunders и коллеги исследовали полиморфизм NOS3 Glu298Asp в группе 443 европейских спортсменов триатлона «Железный человек» (заплыв на 3,86 км; заезд на велосипеде 180,25 км; забег на 42,95 км), контрольной группой были здоровые мужчины европейцы (n=203). Было показано, что частота встречаемости Glu298 аллеля в комбинации с генотипом -9/-9 гена BDKRB2, кодирующего В2 рецептор брадикинина, выше у самых быстрых триатлетов (n-40, 28,6%), чем в контрольной группе (n-28, 17,3%, Р=0,028). Wolfarth и соавторы показали, что 164 пн (СА) n аллель встречался чаще у спортсменов ориентированных на выносливость, чем в контрольной группе (Р=0,007). На данный момент нет достаточного объяснения, почему этот аллель несет данную ассоциацию, тем более что он расположен в некодирующей части гена .

ПОЛИМОРФИЗМЫ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С СИЛОЙ И БЫСТРОТОЙ

Некоторые полиморфизмы генов могут объяснить индивидуальные различия фенотипов мышц. В последние годы все большее внимание уделяется изучению миостатина (MSTN или фактор дифференциации роста 8 GDF8). Ген MSTN кодирует миостатин, пептид секретируемый скелетными мышцами, и модулирующий пролиферацию миобластов, таким образом, влияя на мышечную массу и проявление силы. Варианты гена MSTN связаны с гипертрофией мышц у млекопитающих, прежде всего у крупного рогатого скота, у собак и у мышей. Не так давно была обнаружено, что полиморфизм MSTN связан со спринтерскими способностями и выносливостью у чистокровных лошадей. Кроме того, этот белок участвует в снижении саркопении, регулирует структуру и функции сухожилий, а также было показано, что жесткость сухожилий в 14 раз выше у миостатин дефицитных мышей по сравнению с контрольной группой.

Возможная связь между вариантами MSTN и мышечной массой была исследована Schuelke и коллегами, которые сообщили о четырехлетнем ребенке, у которого обе копии гена MSTN несли мутацию (g.IVS1+5g>a транзиция в первом интроне донорного сайта сплайсинга), что приводит к преждевременному стоп-кодону и неспособности синтезировать зрелый функционирующий белок. Мать ребенка, пловец, участница Олимпийских игр, была гетерозиготна по данной мутации. При рождении у ребенка были отмечены очень развитые мышцы бедер и плеч (рис. 2).

Рис. 2. Ребенок гомозиготный по мутации гена MSTN, стрелки указывают на мускулатуру голени и бедер в возрасте 6 дней (А) и 7 месяцев (Б) (Schuelke и соав.)

Рис. 2. Ребенок гомозиготный по мутации гена MSTN, стрелки указывают на мускулатуру голени и бедер в возрасте 6 дней (А) и 7 месяцев (Б) (Schuelke и соав.)
а - новорожденный; б - 7 месяцев

Данное исследование было первым показывающим значение мутации в гене MSTN человека. Этот ген может служить мишенью для генной терапии при мышечной атрофии. Так, системное лечение ингибитором миостатина MYO-029 может привести к улучшению мышечной функции и силы у взрослых пациентов с мышечной дистрофией. Ген высококонсервативен у разных видов от рыбок данио до человека ,.

В исследованиях на мышах была показана корреляция между генотипом и фенотипом. McPherron и соавторы показали, что мыши, гомозиготные по мутантному аллелю, имели двухкратное увеличение мышечной массы, по сравнению с диким типом, за счет увеличения количества мышечных волокон. В исследовании, проведенном на нокаутных мышах, сообщалось о высокой доле быстро сокращающихся мышечных волокон типа II, по сравнению с мышами дикого типа. Таким образом, отсутствие функционального белка MSTN у нокаутных мышей приводит к фенотипу более быстрых и более гликолитических мышц , .

Еще одной моделью животного, в которой исследовалась роль белка MSTN в мышцах, была домашняя собака. В 2007 году Mosher и коллеги описали возникновение фенотипа уиппетов «хулиган уиппет» с развитой мускулатурой ног, шеи и груди в отличие от обычных представителей этой породы, телосложением больше похожих на борзых. Мошер и коллеги показали, что данный фенотип обусловлен мутациями рамки считывания, что приводит к потере 20% карбоксильной части белка MSTN. В этом исследовании было показано, что частота встречаемости гетерозиготного мутантного аллеля MSTN выше у собак, принимающих участие в собачьих бегах (Р=0,009). Гетерозиготные особи телосложение имели такое же, как и нормальные уиппеты, но с более развитой мускулатурой (рис. 3).

Рис. 3. Сравнение трех генотипов MSTN у борзых

Рис. 3. Сравнение трех генотипов MSTN у борзых
А - собаки гомозиготные по аллелю дикого типа;
Б - собаки гетерозиготные, с одним аллелем дикого типа и с одним мутантным аллелем;
В -собаки гомозиготные по мутантному аллелю (Dana S и соавт., 2007)

Таким образом, анализ 85 собак продемонстрировал положительную корреляцию мутации гена с проявлением скорости , .

α-Actinin-3 (ACTN3)

α-актинины представляют собой семейство актин-связывающих белков, которые играют ключевую роль в поддержании и регуляции цитоскелета. Существует 4 изоформы α-актинина (α-актинины 1-4), которые выполняют одинаковые функции в различных типах клеток. ACTN3 экспрессируется во всех волокнах скелетных мышц, а также в сердечной мышце и головном мозге. ACTN3 характерен для волокон типа 2 (быстро сокращающихся) скелетных мышц. В скелетных мышцах различают несколько типов мышечных волокон, отличающихся сократительными и метаболическими свойствами. К основным типам волокон относятся медленно сокращающиеся и быстро сокращающиеся. Они имеют различную скорость возбуждения, сокращения и утомления. Для медленно сокращающихся мышц характерны аэробные механизмы энергообразования, которые обеспечивают выполнение длительной работы на выносливость Быстро сокращающиеся мышцы синтезируют энергию за счет анаэробных механизмов - гликолиза и креатинфосфатной реакции, что обеспечивает высокую скорость сокращения и быстрое утомление мышечных волокон этого типа.

Ген ACTN3 содержит полиморфизм, R577X, что приводит к замене аргинина (R) в положении 577 в стоп-кодон (X). Данный полиморфизм приводит к существованию двух вариантов гена ACTN3, функциональный аллель R и нуль X-аллеля. Гомозиготность по X-аллель (XX генотип) связан с дефицитом α-актинина-3 у людей. Частота встречаемости генотипа ХХ различна в разных популяциях, начиная от ~ 1% в Восточной, Западной и Южной Африке, до ~ 18% у европейской и до ~ 25% в восточноазиатской популяции. В 2003 году Yang и коллеги выявили ассоциацию полиморфизма гена ACTN3 с проявлением быстроты и силы у спортсменов. В исследовании участвовало 429 элитных спортсменов, занимающихся различными видами спорта. Было показано что гомозиготные варианты аллеля 577R встречаются чаще у спринтеров (50%), по сравнению с контрольной группой (30%). Частота встречаемости нуль X-аллеля составляет 6% в группе элитных спортсменов спринтеров и 18% в контрольной группе. Полиморфизм гена ACTN3 R577X обуславливает четко определенные фенотипы, т.е. наличие или отсутствие структурного белка мышц, 577Х аллель связан с дефицитом α-актинина-3 и является неблагоприятным фактором для спринтеров. Частота встречаемости Х-аллеля крайне низкая среди кенийских и нигерийских атлетов (1% ХХ генотипа) и 11% ХХ генотипа у эфиопских спортсменов. Изучением феномена эфиопских и кенийских стайеров, а также спринтеров занимается Международный центр изучения Восточно-африканских спортсменов (International Centre for East African Running Science), объединяющий лаборатории Великобритании (Institute of Biomedical and Life Sciences, Glasgow University), Эфиопии (Kotebe College) и Кении (Kenyatta University), руководитель: Yannis P. Pitsiladis ,,,,,.

ГЕНЫ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С АППАРАТОМ СУХОЖИЛИЙ

Болезненные расстройства аппарата сухожилий являются серьезной проблемой спортсменов, занимающихся бегом, теннисом, баскетболом, а также рекреационными видами спорта. Около 30% всех бегунов страдают тендопатией ахиллова сухожилия, с ежегодной заболеваемостью от 7 до 9%. Травма возникает от повторяющихся и прерывистых движений. Наблюдается высокая частота встречаемости тендоаптий среди спортсменов стайеров (OR=31.2) по сравнению с контрольной группой. Тендопатия коленного сухожилия широко распространена в волейболе (14%), баскетболе (12%), гандболе (13%), легкой атлетике (7%) и является довольно распространенным состоянием у футболистов (2,5%). Повышенный риск тендопатии плеча, а именно в 4 раза, в возрасте до 45 лет, обнаружен у спортсменов, практикующих высокие подачи и верхние маневры, таких как теннисные подачи или бросок бейсбольного питчера.

Тендопатия характеризуется микроразрывами тканей сухожилия, вызванные его перезагрузкой, дегенерацией клеток сухожилия и разрушением волокон коллагена, с последующим увеличением неколлагенового матрикса. Этиопатогенез и молекулярные факторы тендопатии еще мало изучены. Взаимодействие между различными внутренними и внешними факторами, в совокупности с генетической предрасположенностью, может увеличить вероятность развития тендопатии. Исследование финской и венгерской популяции предполагает корреляцию развития тендопатии ахиллова сухожилия с группой крови О, в системе АВО. Ген АВО (9q34) кодирует трансферазы, которые определяют структуру белков внеклеточного матрикса сухожилий. Однако данная связь между группой крови и развитием тендопатии не подтвердилась, такие различия в географических районах, объясняются особенностями распределения групп АВО у генетически отдаленных популяций.

Полиморфизмы генов COL5A1 и тенасцин-C (TNC) ассоциированы с развитием тендопатии ахиллесова сухожилия у физически активного населения. Коллагеном называют группу белков внеклеточного матрикса, наиболее распространенных в организме млекопитающих, что составляет около 25-30% белков всего организма. Коллаген в виде удлиненных волокон чаще всего встречается в соединительных тканях, таких как сухожилия, связки, кожа, а также в изобилии в роговице, костной и хрящевой ткани, в кровеносных сосудах, межпозвоночных дисках. В качестве общего структурного элемента имеет трехспиральный домен.

COL5A1 (9q34.2-q34.3) кодирует pro-α1 цепь коллагена типа V. Некоторые данные свидетельствуют о том, что жесткость сухожилий улучшает беговые качества спортсменов, путем повышения хранения и возврата энергии. Craib и соавт. (1996) в связи с этим предполагает, что полиморфизм гена COL5A1 rs12722 C/T ассоциирован с высокими беговыми характеристиками спортсменов стайеров и спринтеров. В исследовании европейских спортсменов триатлона «Железный человек» Posthumus и коллеги показали, что спортсмены с ТТ генотипом пришли к финишу быстрее в сравнении с носителями СС генотипа (TT: 294.2±52.1 мин, CC: 307.4±48.6 мин; P = 0.019). В похожем исследовании с участием 72 спортсменов ультрамарафонцев (56 км) носители ТТ генотипа оказались быстрее по сравнению со спортсменами носителями ТС и СС генотипа. (TT: 341±41 мин, TC+CC: 365±39 мин; P = 0.014). Кроме того, при изучении связи производительности и гибкости, rs12722 T аллель чаще всего встречался в группе, характеризующейся быстротой, а также жесткостью аппарата сухожилий (Brown и соав., 2011). Функция коллагена типа VI остается до конца не изученной, однако предполагается, что он играет определенную роль в базальной мембране. Мутации в гене, кодирующем α1 цепь коллагена типа VI (COL6A1; 21q22.3), является причиной мышечных заболеваний, таких как миопатия Бетлема и врожденная мышечная дистрофия Ульриха.

В 1998 году Bonaldo с соавторами показали, что нокаут мышей по гену COL6A1 приводит к снижению мышечной силы. В исследовании 661 европейских спортсменов триатлона «Железный человек» O"Connell и коллеги сообщили, что участники с генотипом ТТ COL6A1 rs35796750 T/C полиморфизма были гораздо быстрее во время гонки на велосипедах и в целом. Затем исследуемую группу разделили по времени окончания велосипедного заезда, было обнаружено что ТТ генотип чаще встречается у спортсменов, показывающих самый быстрый результат (35,7%; р=0,008). Распределение динуклеотидного Гуанин-Тимин (GT) полиморфизма гена TNC ассоциируется с развитием тендопатии ахиллового сухожилия. Аллели, состоящие из 12 и 14 GT повторов, чаще встречались у пациентов с травмой ахиллового сухожилия, по сравнению с группой контроля, в которой аллели состояли из 12 и 17 GT повторов. Роль гена COL5A1 и TNC в развитии тендопатии все еще является предметом дискуссии. Данные, полученные к настоящему времени, не позволяют определить COL6A1 и TNC как идеальные маркеры тендопатии ,, ,,.

КОМБИНАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМОВ

Williams и коллеги, исследуя группу 80 Олимпийских спортсменов, обнаружили что ACE I/BDKRB2-9 гаплотип ассоциирован с высоким проявлением выносливости у элитных спортсменов (Р=0,003). Дальнейшее изучение комбинаций полиморфизмов генов, обуславливающих спортивный результат, привело к гипотезе существования совершенного генетического профиля элитного спортсмена. Williams&Folland в своем исследовании определили 23 «идеальных» аллеля выносливости и обнаружили, что частота встречаемости всех 23 полиморфизмов составила 0,0005%, что является очень высоким показателем и говорит о том, что в мире существует около миллиона людей с подобным «идеальным» генотипом. Хотя в связи с тем, что количество полиморфизмов, положительно ассоциированных с высоким спортивным результатом, растет, то и количество индивидов несущих «идеальный» генотип будет значительно ниже. На сегодняшний момент существует достаточное количество исследований, направленных на изучение влияния комбинаций полиморфизмов генов на физическую работоспособность человека (Buxens и соав., 2011; Eynon и соав., 2011; Hughes и соав., 2011; Muniesa и соав., 2010; Ruiz и соав., 2010; Santiago и соав., 2010; Ahmetov и соав., 2009; Gómez-Gallego и соав., 2009; Ruiz и соав., 2009; Ahmetov и соав., 2008; Williams и Folland, 2008; Saunders и соав., 2006; Williams и соав., 2004). Gómez-Gallego и коллеги (2009) показали, что профессиональные велосипедисты с комбинацией генотипов, ориентированной на наибольшее проявление силы и быстроты, ACE DD+ACTN3 RR/RX, имели более высокие значения дыхательного порога. В исследовании с участием 173 российских гребцов было показано, что частота встречаемости комбинации генотипов ID ACE гена, RX ACTN3 гена, GG PPARA гена, выше у элитных спортсменов по сравнению с контрольной группой (Ахметов и соав., 2008). Ruiz и коллеги проанализировали 7 генетических полиморфизмов (ACE, ACTN3, AMDP1, CKMM, HFE, GDF8, PPARGC1A) в группе 46 спортсменов мирового класса, ориентированных на выносливость, контрольную группу составили 123 здоровых человека. Используя модель, разработанную Williams и Folland (2008), они определили, что значение ‘total genotype score’ (TGC, комбинации из 7 полиморфизмов, с максимальным значением «100» для теоретически оптимальной полигенной оценки) выше у спортсменов (70.2±15.6), в сравнении с контрольной группой (62.4±11.5). Eynon и соавторы (2011) проанализировали полигенный профиль 74 израильских спортсменов, ориентированных на выносливость, и 81 спортсмена, ориентированных на быстроту и силу, используя комбинацию 6 генетических полиморфизмов (GABPB1 (NRF2) rs12594956 A/C, GABPB1 rs7181866 A/G, GABPB1 rs8031031 C/T, PPARA rs4253778 G/C, PPARD rs2016520 T/C, PPARGC1A Gly482Ser). Контрольную группу составили 240 человек. Значение TGC было выше у спортсменов, ориентированных на выносливость (38.9±17.1) (P<0.001), в сравнении с контрольной группой (30.6±12.4) или группой спортсменов ориентированных на силу и быстроту (29.0±11.2) ,.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На последней Олимпиаде в Лондоне сборная Казахстана завоевала 13 медалей, из них семь золотых. Такие большие, яркие спортивные победы необходимы для поддержания патриотизма, укрепления престижа страны за рубежом и, главное, для продвижения ценностей активного, здорового образа жизни, чтобы спорт стал выбором миллионов граждан. В последнее время показано, что на уровне спорта высших достижений только концентрированная высокотехнологичная централизованная подготовка атлетов к решению спортивных задач способна приносить результат. Это видно и на примере ряда стран Запада и Азии, существенно улучшивших свои олимпийские позиции после перехода к этой системе. Здесь следует учитывать, что генетика способна индивидуализировать способности каждого спортсмена, а следовательно разработать более продуманные программы подготовки и тренировок с учетом генетического потенциала атлета.

К настоящему моменту известны около 140 генов, полиморфизмы которых ассоциированы с развитием и проявлением физических качеств человека, а также морфофункциональными признаками и биохимическими показателями, изменяющимися под воздействием физических нагрузок различной направленности. Среди них можно выделить генетические маркеры, ассоциированные со спортивной деятельностью: ACE I (I аллель гена ангиотензин-превращающего фермента; преобладает в группе стайеров; является маркером выносливости), ACE D (D аллель гена ACE; преобладает в группе спринтеров; маркер быстроты и силы), ACTN3 R (R аллель гена альфа-актинина-3; преобладает в группе спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта; маркер быстроты и силы), ACTN3 X (X аллель гена ACTN3; маркер выносливости), ADRA2A 6.7 kb (аллель длинной 6.7 kb гена альфа-2-адренорецептора; маркер выносливости), AMPD1 С (С34 аллель гена АМФ-дезаминазы; маркер выносливости), PGC1A Gly (Gly аллель гена 1-альфа-коактиватора гамма-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом; маркер выносливости), mtDNA H (гаплогруппа H митохондриальной ДНК; маркер выносливости), mtDNA K (гаплогруппа K mtDNA; маркер ограничения аэробной работоспособности), mtDNA J2 (подгаплогруппа J2 mtDNA; маркер ограничения аэробной работоспособности). Эта панель генов постоянно расширяется.

Таким образом, можно на основании тестирования специфических генетических маркеров заранее определить наследственную предрасположенность юных спортсменов к успехам в том или ином виде спорта и корректировать тренировочный процесс. Для разработки такой панели важно, чтобы эти генетические маркеры были действительно связаны со спортивной производительностью, поэтому первоначально необходимо провести масштабные исследования распространённости этих маркеров в популяции и их связи с различными спортивными и физическими показателями.

Для проведения таких исследований и разработки панели (набора) генетических маркеров, на основании которой станет возможным готовить элитных спортсменов в Казахстане с учетом их генетических особенностей (потенциала), необходима целенаправленная научная программа. Реализация такой комплексной программы позволит полнее раскрыть потенциал спортсменов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Montgomery H. E, Marshall R, Hemingway H. Human gene for physical performance. // Nature. - 1998. - №393. - С. 221-222.
2. Ildus I. Ahmetov, Viktor A. Rogozkin. Genes, athlete status and training - an overview. // Medicine and sport science. - Vol. 54. - 2009. - P. 43-71.
3. И.И.Ахметов. Молекулярная генетика спорта: состояние и перспективы. // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - №5. - 2007.
4. Rodrigo Gonçalves Dias, Alexandre da Costa Pereira, Carlos Eduardo Negrão and José Eduardo Krieger. Genetic polymorphisms determining of the physical performance in elite athletes. // Rev Bras Med Esporte. - 2007 - Vol. 13, Nº 3. - .Mai /Jun.
5. D. H. J. Thijssen, G. A. Rongen, P. Smits,M. T. E. Hopman. Physical (in)activity and endothelium-derived constricting factors: overlooked adaptations. // J Physiol . -2008 -586.2. -. - P. 319-324.
   CrossRef
6. Montgomery H, Clarkson P, Barnard M, Bell J, Brynes A, et al. Angiotensin-converting-enzyme gene insertion/deletion polymorphism and response to physical training. // Lancet. - 1999. - 353.- P. 541-45
7. Elaine A. Ostrander, Heather J. Huson, and Gary K. Ostrander. Genetics of Athletic Performance. // Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. - 2009. - №10. - P. 407-29.
8. Giuseppe Lippi, Umile Giuseppe Longo, Nicola Maffulli. Genetics and sports. // British Medical Bulletin. . - 2010 - №93.- P. 27-47.
   CrossRef
9. Fang Ma, Yu Yang, Xiangwei Li, Feng Zhou, Cong Gao, Mufei Li, Lei Gao. The association of sport performance with ACE and ACTN3 genetic polymorphisms: a systematic review and meta-analysis. // Plos One. - 2013 - V. 8.
   CrossRef
10. Paul W. Ackermann, Per Renström. Tendinopathy in Sport. // Sport Health. - 2012. - No3. - P. 193-201.
    CrossRef
11. Sai-Chuen Fu, Christer Rolf, Yau-Chuk Cheuk, Pauline PY Lui, Kai-Ming Chan. Deciphering the pathogenesis of tendinopathy: a three-stages process. // Sports Medicine, Arthroscopy, Rehabilitation, Therapy & Technology. - 2010 - No2. - P. 3-12.
    CrossRef
12. K.S. Midwood, T. Hussenet, B. Langlois, G.Orend. Advances in tenascin-C biology. // Cell. Mol. Life Sci. - 2011. - 68. - P. 3175-3199.
    CrossRef

Т ҮЙІН

Дегдарлы спортшы болу мүмкіндігін шарттау қабілеті генетикалық негізге ие. Спорттық жетістіктерді бірқатар факторлар анықтайды: генетика, эпигенетика, жаттығулар, тамақтану, уәждеме, жаттығу құрылғысы саласындағы жетістіктер және т.б. Генетика күш, қуат, шыдамдылық, бұлшықет мөлшері мен талшықтар құрамы, икемділік, жүйке-бұлшықет үйлесімділігі, темперамент пен басқа да фенотиптер сияқты спорттық жетістіктердің маңызды құраушыларын анықтайды. Осылайша, спортшының жетістіктері көп жағдайда тұқым қуалаушылықпен анықталады, спортшылар арасындағы шамамен 66% айырмашылық генетикалық факторлармен түсіндіріледі. Қалған айырмашылық қоршаған орта фаторларымен түсіндіріледі. Бірақ, генетиканың спорттық нәтижелердегі айтарлықтай басым қызметіне қарамастан, спорттағы жетістікке нақты генетикалық нұсқалардың әкелетін үлесін көрсететін дәлелдер аз жинақталған. Бұл гендер әсерінің полигенділігіне (эффекти аз гендердің көптігі) негізделуі мүмкін.

Берілген шолуда спорттық жетістіктерді болжау немесе дегдарлы спортшылардың жаттығу процесін түзету үшін генетикалық меркерлердің маңыздылығын қарастырылған.

Кілтті сөздер: генетика, спорт, полиморфизм, күш, қуат, шыдамдылық.

SUMMARY

Ability, causing the ability to become an elite athlete have a genetic basis. A number of factors will determine the success of the sport: genetics, epigenetics, exercise, nutrition, motivation, achievement in the field of exercise equipment, etc. Genetics determines the important components of athletic success, such as strength, power, endurance, muscle fiber size and composition, flexibility, neuromuscular coordination, temperament and other phenotypes. Thus, the success of an athlete is largely determined by heredity about 66% of differences between athletes due to genetic factors. The remaining difference is explained by environmental factors. However, despite the obvious role of genetics in a sports results, accumulated little definitive evidence pointing to the contribution of specific genetic variants on the progress in the sport. This can be causing of polygenic (many genes of small effect) influence of genes.

This review examines the importance of genetic markers for predicting sporting success or adjustments to the training process of elite athletes.

Keywords: genetics, sports, polymorphism, endurance, strength, speed.

Спортивная генетика – новая эра в изучении человеческих возможностей

Сложно переоценить пользу спорта в жизни современного человека. Все больше жителей душных мегаполисов отдают предпочтение активному образу жизни, как источнику здоровья и долголетия. Однако, среди многообразия всевозможных видов спорта, очень важно выбрать такую степень физической нагрузки, которая подойдет именно Вам. Продуктивность спортивных занятий во многом зависит от индивидуального набора генетических способностей личности, заложенного природой.

Каждый заботливый родитель хочет, чтобы его ребенок был здоров, физически развит и активен. Поэтому вопрос выбора спортивной секции для детей актуален во многих семьях. При этом довольно сложно предугадать, какие физические нагрузки сможет вынести ребенок, как развивается его скелет и мышечная масса и, наконец, какой спортивный потенциал заложен в нем от рождения?

На эти вопросы можно получить развернутые ответы благодаря современной науке, а именно спортивной генетике. Простой ДНК-тест поможет определить предрасположенность к определенным видам спорта, а также минимизировать риск развития различных заболеваний и травм, связанных с физическими нагрузками.

Что такое спортивная генетика?

Существуют наследственные характеристики, которые могут определить отношение человека к занятиям спортом. К ним относятся:

• выносливость (сердечная и мышечная);
• скорость и сила;
• степень развития мускулатуры;
• восприимчивость к тренировкам;
• риски возможных заболеваний (сердца, мышц, костной ткани).

Спортивная генетика - это отрасль медицины, разъясняющая, как вышеперечисленные характеристики, влияют на спортивные достижения человека.

При помощи генетического анализа можно оптимизировать процесс тренировок и восстановления, определить систему питания, в соответствии с ежедневной энергозатратностью.

Что определяет результат теста по спортивной генетике?

Человеческий организм насчитывает около 25 различных генов, отвечающих за спортивные успехи. Рассмотрим наиболее значимые из них:

1. PPARA –ген, контролирующий содержание белка в организме. Этот показатель отвечает за уровень энергии и массу тела человека.
2. PPARD – ген, ответственный за состояние мышечной массы и выносливость.
3. AMPD1 – заниженные показатели этого гена, определяют предрасположенность к повышенной утомляемости и дистрофии мышц.
4. ACTN3 – показатель, напрямую связанный с силой и скоростью спортсмена.
5. AGT – ген, помогающий организму выстраивать мышечный скелет. Высокий уровень AGTпредполагает наличие способностей к силовым видам спорта.
6. HIF1A – белок, определяющий возможность организма адаптироваться к недостатку кислорода (гипоксии). Этот показатель особенно важно учитывать при занятиях соответствующими видами спорта: плаванием, альпинизмом.

Кому необходимы тесты по спортивной генетике?

• практикующим спортсменам – людям, которые регулярно подвергаются интенсивным физическим нагрузкам, особенно важно отслеживать генетические показатели, определяющие дальнейший потенциал и риск возможных заболеваний;
• специалистам в профессиональной деятельности – пожарные, спасатели, сотрудники силовых структур и правоохранительных органов, все те, кто несет службу по защите и обеспечению безопасности граждан, обязаны быть уверены в уровне своих физических возможностей.
• детям в начале своего спортивного пути – индивидуально подобранный характер физических нагрузок, обеспечивает не только продуктивные тренировки и высокие достижения, но и радость от спортивных занятий, к которым ребенок предрасположен генетически.

спортивный генетический паспорт.
ДНК тест проводится врачом-генетиком в Лаборатории-партнере (Россия). Срок проведения ДНК анализа: 2 недели с момента получения образцов Лабораторией.

Какие гены тестируются

В состав комплекса входят:
1. Генетические маркеры предрасположенности к определенным видам спорта:
- гены, ассоциированные с преобладанием «быстрых» и «медленных» мышечных волокон
- гены, отвечающие за метаболизм инсулина и энергетический обмен в мышцах
- гены, отвечающие за снабжение мышц кислородом, устойчивость к гипоксии
- гены костной системы (обмен кальция)

2. Риски для здоровья связанные с физической работой. Позволяют оценить риск развития сердечно-сосудистых осложнений при высоких нагрузках – кардиомиопатия, риск внезапной смерти, артериальная гипертензия, тромбоэмболические осложнения при травмах.

3. Гены, отвечающие за обмен веществ (рацион питания, энергетические пищевые добавки, лекарства, риск спаечных процессов).
Исследование позволит дать рекомендации по выбору спортивного профиля, комбинации физических нагрузок. Определит характер необходимого медицинского наблюдения, особенности диеты, рекомендации по реабилитации при возникновении травм.

Кому необходим анализ?

Спортивная Генетика. Для чего это нужно?

Благодаря генотипу, который человек получает от своих родителей, определяются особенности организма, то, как будет выглядеть человек.

Набор генов остается постоянным на протяжении всей жизни. Помимо внешних особенностей человека, генотип определяет, также особенности метаболизма человеческого организма.

Если изменить генотип невозможно, то по крайней мере можно зная особенности своего организма, можно для достижения наилучших результатов в спорте скорректировать питание, подобрать наиболее эффективные спортивные тренировки и т.д.

Спортивная генетика включает в себя комплекс знаний, которые включают изучение всех особенностей человеческого организма, его строение, а также характерный для этого организма обмен веществ.

Благодаря исследованиям по изучению строения ДНК – эти знания стали применимы для спортсменов и людей, которые следять за своим образом жизни. Благодаря спортивному Генетическому Паспорту, можно с уверенностью сказать каких спортивных успехов достигнет человек. Как ему лучше распределить усилия и на что обратить внимание при занятиях спортом.

Для спортсменов-профессионалов.

Для спортсменов, которые занимаются спортом профессионально, генетика поможет:

• - откорректировать режим тренировки и предложить более безопасный режим;
• - откорректировать систему питания, прием дополнительных препаратов;
• - минимизировать возникновение возможных травм;
• - спрогнозировать потенциал спортсмена в конкретном виде спорта.

Родители, с помощью спортивного паспорта, смогут выбрать оптимальный вид спорта для своего ребенка, к каким спортивным тренировкам у ребенка предрасположенность и не принесет ли вред занятия спортом здоровью.

Если вы не знаете, какой вид спорта подходит вашему ребенку, можно сделать генетический анализ.

Самбо, хоккей, волейбол, футбол, плавание, художественная гимнастика… Каким видом спорта будет заниматься ребенок, родители начинают задумываться порой еще до его рождения. Главными аргументами обычно становятся личные нереализованные успехи родителей, попытка достичь более высоких результатов, чем у соседского мальчика Леши, или вовсе ближайший от дома дворец спорта, в котором что-нибудь да подойдет.

При этом родители не задумываются, что возможности у всех детей разные, настоящего успеха смогут достичь немногие. Дело здесь не только в том, что понравится самому ребенку (это, кстати, ключевой фактор), но и в том, какие физические нагрузки он способен выдержать, как формируются скелетная и мышечная масса, как проявляет себя организм в условиях гипоксии, наконец.

«Летидор» обратился к экспертам, чтобы выяснить, что такое спортивная генетика и как она может помочь родителям подобрать наиболее комфортный вид спорта для своего ребенка.

Что такое спортивная генетика

Спортивная генетика - отрасль медицинской генетики, которая помогает объяснить, как наследственные данные влияют на развитие спортивных талантов человека.

Наследственность может определять такие характеристики, как выносливость (кардиореспираторная и/или мышечная), скоростно-силовые качества (скорость, взрывная и абсолютная сила), развитие мускулатуры, способности к развитию тренированности и возможные проблемы (риск гипертрофии миокарда левого желудочка, сердечной недостаточности, нарушения ритма, заболевания мышц и скелета).

На основании результатов генетического анализа можно оптимизировать тренировочный процесс.

Это значит - выработать индивидуальные рекомендации по режиму и типу нагрузки, восстановлению после тренировок и соревнований, а также скорректировать питание в соответствии с нуждами спортсмена и проводить постоянный контроль потенциальных «спортивных» заболеваний сердечной мышцы.

Ставка на «не свой» вид спорта и неверный расчет сил могут привести к перенапряжению механизмов компенсации, замедленному восстановлению, ухудшению или приостановке спортивных результатов и, как следствие, к разочарованиям детей и родителей.

С какими генами «работает» спортивная генетика

Спортивная генетика нацелена на определение генетических маркеров, которые отличают успешных спортсменов определенных направлений от обычных людей. Вариант гена называется аллель. Ген кодирует белок либо задает его свойства, а уже непосредственно белки - основные функциональные компоненты организма.

Например, ген ACTN3 кодирует белок актинин, основной компонент мышечного волокна. Полиморфизмы - вариации «генетического кода», которые могут приводить к изменениям свойств, функции или даже прекращению выработки белка.

В настоящее время известно около 100 генов, от которых зависит предрасположенность к спортивным достижениям.

В их числе гены, отвечающие за выносливость, скорость и силовые качества, риск сердечно-сосудистой патологии, ограничение двигательной активности и некоторые другие.

Какие показатели включены в комплекс исследований

Итак, все гены, на которых фокусируются исследования по спортивной генетике, связаны с проявлением спортивных качеств. В различных лабораториях количество и список генов могут варьироваться.

PPARA отвечает за белок, который регулирует обмен липидов и глюкозы, контроль запасов энергии и массу тела.

Варианты этого гена могут повлиять на проявления выносливости.

PPARD Ответственен за повышение доли так называемых медленных мышечных волокон и выносливость. При этом, согласно многим исследованиям, вариация в этом гене имеет отношение к развитию «профессиональных» кардиологических заболеваний спортсменов - гипертрофии левого желудочка и ишемии, что может приводить к смерти.

Ген AMPD1 кодирует энергообеспечение скелетной мускулатуры при мышечном утомлении.

От него зависит, будет ли человек быстро утомляться, насколько эффективны нагрузки высокой интенсивности.

Вариации этого гена являются одной из основных причин метаболической миопатии и миопатии, к которым ведут нагрузки (при миопатиях наступает дистрофия мышц). Симптомы миопатии включают мышечную слабость, боли, судороги, парезы, а также неспособность выдерживать длительные физические перегрузки.

Вариации гена ACTN3 ведут к уменьшению числа быстрых мышечных волокон и ухудшению скоростно-силовых характеристик.

MSTN связан с ростом мышечной массы. Белок, который кодирует этот ген, при малом количестве способствует росту мышц, а при чрезмерной выработке, напротив, ведет к атрофии и потере массы тела.

При вариации в гене AGT у спортсменов повышается риск гипертензии, ишемической болезни и гипертрофии левого желудочка. Тем не менее, повышенный уровень кодируемого этим геном белка помогает строительству скелетных мышц, что может быть преимуществом для спортсменов, занимающимися силовыми видами спорта.

В таком случае атлет должен постоянно тренироваться под врачебным контролем.

Белок HIF1A играет решающую роль в адаптации организма к гипоксии (недостаток кислорода). Вариация гена может быть полезна спортсменам в тех видах спорта, где требуется как сила, так и выносливость, так как улучшает приспособление организма к условиям гипоксии.

Как выглядит заключение генетика

В заключении врача-генетика дается краткое объяснение каждого выявленного у пациента генотипа. Далее врач должен рассказать, как генотип связан с возможными заболеваниями или функциями организма. Из этого следуют рекомендации по профилактике, диагностике и возможным методам лечения (в этом необходимо участие лечащего врача).

В сумме, чем больше набор благоприятных аллелей (формы гена), тем выше шанс у человека развить в себе спортивные качества и достичь спортивных успехов в том или ином направлении.

Но для более точного определения предрасположенности к спорту стоит включить в обследование также антропометрию и функциональную диагностику.

Насколько объективно заключение

Не только большинство заболеваний, известных на сегодняшний день, но и физические данные зависят от комбинации факторов окружающей среды и генетической предрасположенности. И повышенный кардиориск как ограничитель спортивной карьеры - не приговор, это лишь знак того, что данного спортсмена нужно тщательно и регулярно обследовать и стараться не подвергать изнурительным нагрузкам. Повышенный риск того или иного состояния может никогда не реализоваться, а при правильных профилактических мерах и вовсе минимизируется.

Что касается предрасположенности к типу мышечных волокон и виду физической нагрузки, важно понимать, что генетическое заключение носит лишь рекомендательный характер, миру известны марафонцы с генетическим профилем «преобладания взрывной силы». Поэтому если ваш ребенок хочет заниматься футболом, а генетический профиль пророчит ему быть бодибилдером, не нужно пренебрегать желанием ребенка.

Некоторые лаборатории и вовсе не выдают данные об ассоциации с видами спорта, чтобы не ущемлять права детей.

Может ли малыш, у которого от природы нет явно выраженных способностей, стать хорошим спортсменом

Конечно же, да! Я начинаю тренировать детишек с 5 лет, при этом многие приходят и позже - в 9, 12 и 14. И если посмотреть на первые полгода обучения, то сразу видно, кто схватывает на лету, а кому нужно объяснять по 100 раз. Это зависит от природных данных и общего развития ребенка.

Но проходит год-два, и вперед вырываются более трудолюбивые и внимательные ребята. Способности потихоньку начинают уходить на второй план.

К тому же даже у младшего возраста тренировки бывают тяжелыми, и дети с малых лет понимают, что только трудом можно чего-то добиться в спорте и жизни. Таким образом, например, из группы новичков 20 человек через годы остаются 5 детей, у которых есть характер и трудолюбие. Они справились с проигрышами, они выдержали тяжелые тренировки, поверили в себя и начали выигрывать.

Конечно же, работа тренера очень важна, ведь необходимо не переступить тонкую грань: это дети, нельзя у них отнимать детство, то есть требовать от них результатов, как от взрослых. Нужно беседовать с ребятами, объяснять понятным им языком, что все получится и, если он захочет, то обязательно будет чемпионом.

Какие черты характера нужно развивать у ребенка в спорте

1. Трудолюбие. Обычно я говорю ребятам: главное, что им сейчас мешает это - лень. Спрашиваю: «Кто твой главный соперник?» Они начинают отвечать: «Вася, Коля, Паша…».

Я отвечаю, что неправильно. Главный твой соперник - это ты сам. Иными словами, твоя лень.

Если ты поборешь свою лень, то одолеешь и Пашу, и Колю!

2. Упорство и характер. После проигрышей или когда что-то не получается, дети расстраиваются. В этот момент нужно поговорить с каждым, успокоить и разложить все по полочкам на примерах личных и не только, чтобы ребенок понял, что надо исправить ошибки, внимательнее слушать тренера и заниматься более усердно - и это приведет в итоге к победе. Это закалит характер ребенка, ведь если ты упал, нужно встать и идти дальше.

3. Умение мыслить. Я занимаюсь борьбой, а это не цикличный вид спорта, в нем очень многое определяет тактика. Важно научить тактическому мышлению и на примерах показать, как слабый может победить сильного.

Какой спорт подойдет больше ребенку

Очень часто родители отдают ребенка в тот спорт, которым сами когда-то занимались. В этом две стороны медали: если ребенку это нравится - отлично, но когда ребенок не хочет, а его заставляют - плохо и неэффективно.

На мой взгляд, в детстве надо путем объяснений, проб и ошибок дать возможность позаниматься всем, чем можно: и музыкой, и рисованием, и хоккеем, и борьбой, и чем угодно. Тогда ребенок сам выберет, что ему ближе.

Обычно в той области, в которой у ребенка все получается, ему больше нравится - и он там остается.

И это надо делать не единожды, а регулярно менять секции, пока он не остановится на чем-то одном (каким бы докучным этот процесс ни казался родителям - у вас одна жизнь с ребенком!). В 6 лет сыну нравится плавать, а в 9 он захочет бороться, например. Главное, чтобы ребенок развивался, а если ему суждено стать олимпийским чемпионом - он им станет.

Анализируя результаты крупных мировых соревнований и не лучшие для России итоги Олимпийских игр в Пекине в августе 2008 года, становится очевидным, что необходима модернизация медико-биологического обеспечения спортивной деятельности с использованием современных научных достижений на всех уровнях и во всех регионах России.

В первую очередь это касается молекулярно-генетических технологий, с использованием которых многие спортсмены, тренеры и организаторы спорта связывают дальнейший прогресс спортивных достижений и успехи спортивной науки.

Применение современных молекулярно-генетических методов позволяет выявить индивидуальные особенности организма человека. Поэтому генетическое тестирование на любом этапе спортивной подготовки может дать первичную информацию тренерам для более рационального подбора кандидатов и индивидуальных программ тренировки спортсменов. Немаловажное значение имеет и разработка индивидуального подхода к восстановлению формы спортсмена после соревнований и периода усиленных тренировок. Известно, что разные люди по-разному и с разной скоростью воспринимают тренировочные нагрузки. Кому-то свойственна быстрая адаптация, кто-то восстанавливается медленнее. Большинство этих процессов так или иначе связано с индивидуальными генетическими особенностями организма.

Многочисленные исследования свидетельствуют об индивидуальных способностях человека к выполнению различных физических упражнений, о наследственной предрасположенности к тем или иным видам спорта . По мере углубления знаний о молекулярной структуре генома человека и благодаря расшифровке первичной ДНК- последовательности стал возможным направленный поиск генетических маркеров предрасположенности к развитию и проявлению физических качеств. В настоящее время имеется информация почти о 150 различных генах, контролирующих физические способности человека, важных для правильного занятия фитнесом и для отбора потенциально перспективных кандидатов для профессионального спорта .

Стремительный рост данных о генетических маркерах физических способностей человека закладывает основы принципиально новой системы медико-генетического обеспечения физической культуры и спорта - спортивной генетики, которая позволит поднять эту важную сферу жизнедеятельности человека на более высокий уровень. Именно спортивная генетика ускорит внедрение в практику достижения предиктивной и индивидуальной медицины, позволит активно планировать и своевременно корректировать тренировочной процесс .

АННОТАЦИЯ

Цель. Анализ обоснованности использования, возможностей и информативности молекулярно-генетических технологий в спорте.

Методы. Анализ данных научной и научно-методической литературы, спортивной прессы, сети Internet.

Результаты. Описаны разные направления области генетики спорта. Приведен ряд результатов, полученных при молекулярно-генетическом тестировании членов национальных команд Республики Беларусь, специализирующихся в разных видах спорта.

Заключение. Разные направления генетики спорта необходимы для того, чтобы обеспечить спортсмену условия, необходимые для полной реализации его генетического потенциала. Поэтому каждый атлет должен иметь генетический паспорт, в котором указаны варианты генов, необходимых для достижения высоких спортивных результатов в выбранном виде спорта, уровни экспрессии этих генов в покое и при нагрузке, а также гены риска профпатологий.

Ключевые слова: генетика спорта, генетическое тестирование спортсменов высокой квалификации, генетический отбор юных спортсменов, генетический риск профессиональных заболеваний, генетический паспорт.

ABSTRACT

Objective. Аnalysis of reasons behind usage, potentials and informativity of molecular-genetic technologies in sport.

Меthods. Аnalysis of data of scientific and scientific-methodical literature, sports press, Internet. Results. Different directions of sports genetics have been described. Several results obtained during molecular-genetic testing of the members of national teams of Belarus specialized in different sports events, have been presented. Conclusion. Different directions of sports genetics are necessary to provide the athlete with the conditions for complete realization of his genetic potential. Therefore, each athlete should have genetic passport with indication of gene variants necessary to achieve high performances in selected sports event, the levels of their expression at rest and under loads as well as genes of pathology risk.

Кeywords: sports genetics, genetic testing of top level athletes, genetic selection of young athletes, genetic risk of professional diseases, genetic passport.

Постановка проблемы. Известно, что успех в любой деятельности человека, в том числе и спортивной, на 75-80 % зависит от его генотипа, и лишь 15-20 % дают воспитание, обучение, тренировки и другие средовые факторы. Реакция организма на физическую нагрузку имеет особое значение для организации тренировочного процесса и соревновательной практики спортсменов высокой квалификации. Установлены также наследственные факторы, принимающие участие в обеспечении быстрых и адекватных ответов на физическую нагрузку. Спорт высших достижений направлен, прежде всего, на получение высоких результатов, рост спортивного мастерства в конкретном виде спорта. Однако показатели, которые демонстрируют спортсмены в спорте, уже не увеличиваются из года в год по экспоненте, поскольку достигнуты пределы тренируемости и, вероятно, физических и функциональных возможностей, которые заложены в генетических структурах человека.

Теперь для достижения спортивных результатов мирового значения требуется еще и спортивная одаренность, а для рекордов -спортивная гениальность. Но гении рождаются не часто. Как же улучшить спортивные способности человека? В феврале 2004 г., незадолго до Олимпийских игр, директор ВАДА Ричард Паунд в интервью газете «Таймс» заявил: «Не думаю, что мы столкнемся с генетическим допингом в Афинах, и очень сомневаюсь насчет Олимпиады в Пекине в 2008 г. Но в 2012 г. это будет вполне возможно» . В СМИ появились такие заметки: «Кто будет выступать на Олимпиадах будущего? В ближайшие годы - спортсмены, отобранные еще в детстве по генетическим паспортам. Через несколько Олимпиад - чемпионы, подправленные с помощью генотерапии. Мутанты, выведенные с помощью генной инженерии? И вполне вероятно: «чемпионы из пробирки»?

Появились идеи клонирования выдающихся спортсменов. Сегодня зарубежные генетики заявляют, что будущее за генетически модифицированными спортсменами! И вот такие фантастические возможности появляются у науки, возраст которой всего лишь 32 года!

Другая сторона медали - неизученное влияние на здоровье конкретного спортсмена и популяционное здоровье в целом, что может привести к тотальному отрицанию использования современных медико-генетических технологий в спорте высших достижений. Все эти факты диктуют необходимость освещения широких возможностей генетических технологий, начиная с этапа отбора и определения наиболее рациональной специализации будущих спортсменов и оканчивая прогнозированием развития профессиональных заболеваний и риска травм.

СТАНОВЛЕНИЕ ГЕНЕТИКИ СПОРТА

Официальное становление спортивной генетики произошло на олимпийском научном конгрессе «Спорт в современном обществе», прошедшем в Тбилиси в 1980 г. Впервые термин «генетика спортивной деятельности» был предложен Клодом Бушаром в 1983 г. В 1995 г. начал осуществляться международный проект HERITAGE.

В 1998 г. в журнале «Nature» была опубликована первая научная статья по генетике спорта. Это были результаты работы британского ученого Хью Монтгомери с коллективом авторов (19 человек) по изучению роли гена ангиотензин-конвертирующего фермента - АСЕ (от англ. angiotensin converting enzyme) в спортивной успешности . Размер статьи - всего одна страница, на которой был сделан вывод о том, что один из полиморфных аллелей гена АСЕ - аллель I - обеспечивает выносливость, а аллель D - скоростно-силовые качества спортсмена. Вывод был основан на том, что у спортсменов, успешных в видах спорта, требующих выносливости, частота аллеля I выше, чем в контрольной группе, а у атлетов скоростно-силовых видов преобладает аллель D.

Действительно, для разных видов спорта необходимы различные качества, например, выносливость или способность к кратковременным «взрывным» усилиям. Согласно обнаруженным эффектам полиморфизмов генов, выделяют аллели, ассоциирующиеся с развитием и проявлением выносливости или быстроты и силы.

ТАБЛИЦА 1 - Аллели, ответственные за скоростно-силовые качества или выносливость

	Продукт экспрессии	Полиморфизм	Аллель выносливости	Аллель быстроты и силы
	Ангиотензин-превращающий фермент
	α -актинин
	Разобщающий белок
	g -Рецептор, активируемый пролифератором пероксисом
	Рецептор брадикинина β 2
	Аденозинмонофосфатдезаминаза 1
	Эндотелиальная синтаза NO

Эта статья вызвала поток аналогичных исследований, в ряде которых был подтвержден вывод Хью Монтгомери. Однако были получены и другие результаты, не совпадающие с названными. Появился ряд публикаций, свидетельствовавших о вовсе противоположных эффектах. Позже стало понятно такое расхождение в полученных результатах. Оказалось, что качества выносливости или скоростно-силовые детерминированы минимум семью генами (табл. 1). Поэтому у человека может быть, например, аллель выносливости по гену АСЕ и три-четыре аллеля «скорость-сила» по другим генам, что обусловливает его преимущество в скоростно-силовых видах спорта.

В лаборатории генетики человека НАН Беларуси проведено сравнение частот полиморфных аллелей гена АСЕ у представителей разных видов спорта и не было выявлено ассоциации этих аллелей со спортивной направленностью (рис. 1): наибольшие частоты «скоростно-силовых» вариантов D/D оказались у марафонцев и гребцов, отличающихся выносливостью! Следовательно, отличить спринтера от стайера можно только по комплексу генов, но не по одному из них.

Количество новых изученных генетических маркеров, ассоциированных со спортивной деятельностью, росло в геометрической прогрессии: в 1997 г. - 5 генов; в 2000 г. - 24 гена; в 2004 г. - 101 ген. Начиная с 2003 г. в мире отмечается рост исследований, направленных на развитие молекулярно-генетического подхода к будущей профилизации спортсменов. В 2006 г. очередная версия карты хромосом (The Human Gene Map for Performance and Health-Related Fitness Phenotypes: the 2006-2007 update), включала уже 214 аутосомных генов, семь генов в Х-хромосоме и 18 митохондриальных генов, а также 75 локусов количественных признаков, которые оказывают влияние на успешность спортивной деятельности (рис. 2).

Надо ли анализировать у спортсменов все эти гены? Во-первых, это чрезвычайно трудная и дорогостоящая работа, во-вторых, большинство генов, хотя и связаны с физической деятельностью, но практически не отличаются у разных людей. На современном этапе ученые пришли к выводу, что достаточно тестировать 11-15 главных «спортивных» генов, существенно влияющих на результативность спортсмена.

ДНК-тестирование позволяет существенно улучшить отбор и профилизацию спортсменов, поскольку традиционные тесты не всегда могут корректно определить, в каком виде спорта тот или иной человек может достигнуть наилучших результатов.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ГЕНЕТИКИ СПОРТА

Генетическое тестирование спортсменов высокой квалификации. Это направление эффективно разрабатывается в Институте генетики цитологии и Институте биоорганической химии НАН Беларуси, а также в Полесском университете и в НИИ физкультуры и спорта МСиТ и позволяет решить две основные задачи:

1) выявить у отдельных атлетов неблагоприятные варианты генов для корректировки их эффектов;

2) выявить редкие благоприятные аллели, дающие преимущества в разных видах спорта, для разработки программ отбора начинающих спортсменов.

Нами проведено сравнение генотипов представителей 17 национальных команд разных видов спорта, в том числе:

1) циклические виды спорта, требующие проявления выносливости (марафон, биатлон, плавание, велоспорт, гребля академическая);

2) скоростно-силовые виды спорта (хоккей с шайбой, хоккей на траве, шорт-трек, теннис, легкая атлетика);

3) сложно-координационные виды спорта (акробатика, стрельба из лука, гребной слалом);

4) контрольная группа (здоровые люди, занимающиеся оздоровительной физической культурой).

Тестирование проведено по 15 генам, ответственным за состояние разных систем организма: сердечно-сосудистой, транспорта кислорода, роста новых кровеносных сосудов и др. Показано, что частоты положительных вариантов по большинству генов у спортсменов высокой квалификации значительно превышают средние показатели, характерные для населения в целом, что говорит о наличии у данных спортсменов хорошей генетической составляющей, необходимой для достижения высоких спортивных показателей .

РИСУНОК 2 – Карта генов человека, связанных с физическим здоровьем

Тем не менее, выявлены отдельные неблагоприятные генные варианты у разных представителей сборных команд. Для коррекции их эффектов нами предложено использовать в случае, если ген обусловливает синтез повышенного количества фермента, ингибиторы, а в случае пониженного уровня фермента - стимуляторы.

Результаты были переданы врачам и тренерам команд и использованы для коррекции медико-биологического обеспечения спортсменов, что способствовало улучшению их спортивных показателей.

Разработка программ отбора юных спортсменов. Каждый человек несет в себе уникальную генетическую информацию и программу для ее реализации. Соответственно, подход к выбору оптимального вида спорта и к построению тренировочного процесса должен быть строго индивидуальным. С помощью использования методов ДНК-диагностики можно определить особенности обмена веществ, состояния сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, свойств высшей нервной деятельности индивида и т.д.

Выбор генов для определения наследственной предрасположенности к тому или иному виду спорта должен производиться с учетом того, что в разных видах необходимы разные качества, например, выносливость или способность к кратковременным «взрывным» усилиям. Анализ достижений выдающихся десятиборцев показал, что индивидуальные результаты по спринту, толканию ядра, прыжкам в длину, бегу с барьерами (все требуют кратковременных мощных усилий) негативно коррелируют с их же результатами по бегу на 1500 м (требующему выносливости) .

Проведение ДНК-типирования по генам, определяющим спортивный потенциал, особенно актуально у юных спортсменов. Полученные данные являются объективным основанием для выбора оптимального вида спорта. Тестирование генов, ответственных за те или иные физические качества, уже на начальном этапе подготовки атлета может дать первичную информацию тренерам для отбора детей в спортивные секции и выбора индивидуального подхода к тренировкам, что позволит добиться более высоких результатов.

Следует выяснить вклад комплекса основных генов в развитие спортивных качеств, необходимых для разных видов спорта, и разработать рекомендации для отбора перспективных спортсменов среди детей, обладающих генетической предрасположенностью к спортивным достижениям, а также для составления тренировочных программ с учетом их индивидуальных особенностей. Использование ДНК-технологий может служить научной основой построения компьютерных программ многолетней подготовки спортсменов, начиная с детско-юношеских школ.

Имеются отдельные попытки отбора абитуриентов спортивных школ олимпийского резерва по полиморфным вариантам гена АСЕ, экспрессирующего ангиотензин-конвертирующий энзим. Однако выявление способных спортсменов по одному гену не корректно, во-первых, потому что неизвестно, к какому типу отнести людей, гетерозиготных по данному гену (а таких большинство!), а во-вторых, качества выносливости или скоростно-силовые детерминированы, как указано выше, минимум семью генами. Поэтому анализ одного гена недостаточно информативный и не может быть использован для отбора.

Необходимо также учитывать, что отсутствие благоприятного аллеля одного гена может компенсироваться положительными вариантами других генов. Кроме того, наличие какого-либо одного нужного аллеля также не является гарантом достижения успехов в данном виде спортивной специализации из-за отсутствия других необходимых генных вариантов.

Проведение молекулярно-генетического тестирования элитных спортсменов разной специализации позволяет выявить те комплексы генных вариантов, присутствующих в генотипах разных атлетов, которые обеспечивают достижение высоких результатов в каждом конкретном виде спорта. Так, у ряда спортсменов высокой квалификации нами выявлены очень редкие варианты генов, существенно повышающие физическую выносливость человека . Например, показано, что команды хоккеистов отличаются от представителей команд других видов спорта высокой частотой редкого генотипа АА по гену МВ (рис. 3) и также редкого, ассоциированного с быстротой и силой, генотипа Ala/Ala по гену PPARG.

Кроме того, в генотипах хоккеистов был обнаружен очень высокий (в четыре раза выше, чем в контрольной группе) процент редкого аллеля T гена HIF1, который ассоциирован с большими аэробными возможностями. У биатлонистов преобладают аллели выносливости G и генотипы G/G по гену eNOS, а также 4G аллели и 4G/4G генотипы по гену PAI-1 (рис. 4), повышение уровня которого при гипоксии является основой для роста новых кровеносных сосудов.

Что касается теннисистов, то они отличаются высокой частотой редкого генотипа С/С по гену VEGF и также повышенными (но менее, чем у хоккеистов) уровнями редкого генотипа АА по гену МВ и редкого аллеля T гена HIF1.

Таким образом, выявляя генетические различия между атлетами, специализирующимися в разных видах спорта, можно использовать эти данные для разработки программ отбора начинающих спортсменов.

Кроме того, определение генетического потенциала открывает реальные возможности применения дифференцированного подхода к организации и проведению не только отбора, но и тренировочного процесса.

Определение экспрессии генов спортивной успешности. Результативность атлетов зависит не только от наличия тех или иных генов, но и от уровня их экспрессии. Кроме того, интенсивность работы генов изменяется в процессе тренировок у разных людей по-разному. Необходимо выяснить, как повышается экспрессия генов у каждого спортсмена при интенсивных кратковременных тренировках или при длительных тренировках с умеренной нагрузкой.

Не менее важным является вопрос о том, как экспрессируются гены в гетерозиготном состоянии, т. е. при наличии благоприятного и неблагоприятного полиморфного аллелей в одном генотипе. Работает ли один из аллелей (какой?) или оба, обусловливая средний уровень синтеза соответствующего фермента? Ответов на эти вопросы в мировой литературе практически нет. Без выяснения уровней экспрессии генов в каждом конкретном случае невозможен корректный отбор спортсменов, а также выбор оптимальной системы тренировочного процесса и индивидуального медико-биологического обеспечения.

Тренировки, направленные на развитие выносливости либо скоростно-силовых качеств, представляют собой разные по стимулам внешние воздействия, которые приводят к специфическим структурным и метаболическим сдвигам в клетках скелетных мышц. Кратковременная физическая нагрузка ведет к изменению экспрессии сотен генов и возвращает к исходному уровню через некоторое время (секунды, минуты, часы). Долговременную адаптацию к тренировкам разной направленности, по-видимому, можно рассматривать, как ответ организма на совокупность однократных физических нагрузок, которые сопровождаются глобальными изменениями в системе регуляции генной экспрессии.

В некоторых исследованиях было установлено наличие стойкой экспрессии сотен генов у спортсменов и добровольцев в ответ на длительные физические нагрузки аэробного и анаэробного характера . Выявлено, что уровень экспрессии генов, ответственных за митохондриальный биогенез и окисление жиров и углеводов, положительно коррелирует с показателями VO 2 max у стайеров, в то время как уровень экспрессии генов мышечных белков коррелирует с показателями силы у троеборцев .

Между спортсменами этих групп имеются различия в экспрессии по меньшей мере 20 генов. Очевидно, что картина профиля генной экспрессии будет меняться в зависимости от времени забора биопробы. Можно предположить, что в результате детренированности после продолжительных занятий физическими упражнениями экспрессия генов в скелетных мышцах спортсменов придет к исходному уровню. Однако ввиду индивидуальных различий (высокой либо низкой предрасположенности к занятиям видами спорта) исходные уровни генной экспрессии в скелетных мышцах могут различаться между спортсменами и представителями контрольной группы.

Существуют также аллели, ограничивающие физическую деятельность человека посредством снижения или повышения экспрессии генов, изменения активности или структуры их продуктов. Следствием такого ограничения физической деятельности в лучшем случае является прекращение роста спортивных результатов, в худшем - развитие патологических состояний, таких как, например, чрезмерная гипертрофия миокарда левого желудочка.

Нами проведен анализ изменения уровня экспрессии мРНК гена HIF1a (фактор, индуцируемый гипоксией) в ответ на гипоксию, обусловленную физической нагрузкой в группе марафонцев (рис. 5). Показано, что количество мРНК варьирует в процессе тренировки, и вариации имеют индивидуальный характер для каждого спортсмена. При приблизительно сходном начальном количестве мРНК во всех образцах перед выполнением нагрузки, наличие мРНК гена HIF1a после нагрузки изменялось с разной степенью интенсивностии в разном направлении.

У одного из спортсменов был выявлен редкий вариант гена HIF1 a - аллель 1772T, который, согласно литературным данным, обеспечивает значительно более высокий уровень синтеза HIF1a. Однако в состоянии гипоксии в лейкоцитах периферической крови этого спортсмена уровень экспрессии мРНК гена HIF1a оказался ниже, по сравнению с носителями аллелей 1772С.

Полученные результаты согласуются с появившимися недавно данными, свидетельствующими, что при нормальной концентрации кислорода носители гетерозиготного генотипа показывают более активную экспрессию гена HIF1a, в то время как в условиях гипоксии для спортсменов с генотипом С/С характерен более высокий индукционный уровень синтеза .

Таким образом, исследование уровней экспрессии генов позволяет решить ряд важных задач:

1. Сравнить успешность спортсменов с одинаковым генотипом, поскольку экспрессия генов может существенно различаться.
2. Определить программу тренировок, поскольку экспрессия генов изменяется в ходе тренировок у разных людей по-разному: у одних результаты лучше при длительных тренировках с умеренной нагрузкой, а у других - при кратковременных тренировках с максимальной нагрузкой.
3. Выяснить, как взаимодействуют разные полиморфные аллели в гетерозиготе - кодируют ли они сообща выработку среднего количества соответствующего фермента, или один из них (какой?) подавляет действие другого. Отсутствие такой информации не позволяет однозначно интерпретировать ценность тех или иных вариантов генов, находящихся в гетерозиготном состоянии.

Выявление у спортсменов генетического риска профессиональных заболеваний и патологий. При выборе вида спорта необходимо учитывать предрасположенность к разного рода профессиональным заболеваниям спортсменов, многие гены - маркеры такой предрасположенности - известны. Чрезмерная физическая нагрузка, которая нередко встречается в профессиональном спорте, отрицательно влияет на организм и может быть причиной развития различных патологических изменений, приводящих к летальным или инвалидизирующим событиям.

Проблема внезапной смерти в спорте и сегодня волнует мировую общественность. Ежегодно на 1 млн спортсменов приходятся один-пять случаев внезапной кардиальной смерти. «В спорте причиной более 90 % внезапных смертей нетравматического характера являются сердечно-сосудистые заболевания», - отмечается в документе, принятом МОК.

По данным Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смертности. Вклад генетического компонента в риск артериальных тромбозов составляет более 50 %. Одним из наиболее плодотворных подходов к изучению генетических механизмов развития сердечно-сосудистых заболеваний является выявление генетических маркеров, ассоциированных с заболеванием, с помощью молекулярно-генетических методов. Данного рода исследования дают возможность выделить группы генов, нарушение структуры и функционирования которых вносит наибольший вклад в развитие кардиоваскулярной патологии, и на этой основе выявить группы лиц с более высоким генетическим риском заболевания.

Особую опасность представляют мутации факторов свертываемости крови - мутация протромбина и Лейденовская мутация, которые увеличивают риск венозных тромбозов, что нередки у хоккеистов и футболистов, в семь-восемь раз. Своевременное выявление их позволяет проводить профилактику тромбофилий с помощью противосвертывающих средств (антиаггрегантов).

Изучение причин внезапной сердечной смерти имеет особое значение, так как позволяет выделить группы риска и характерные для них клинико-инструментальные критерии, определить обязательный план обследования (например, в отношении детей, решивших заниматься спортом), разработать превентивные мероприятия.

По мнению большинства ученых, более 90 % случаев внезапной сердечной смерти в спорте возникают в результате декомпенсации имеющегося (врожденного или приобретенного), но не обнаруженного ранее кардиологического заболевания. Отсутствие видимых сердечно-сосудистых структурных аномалий на аутопсиях (при вскрытии) отмечено только в 2 % случаев внезапной сердечной смерти у молодых спортсменов.

В США у юных атлетов наиболее часто встречается гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП), которая и является причиной более 1/3 всех летальных случаев.

Данное заболевание является одной из основных и, вероятно, наиболее распространенных форм кардиомиопатий - заболеваний миокарда, сопровождающихся его дисфункцией. По современным представлениям, ГКМП - это преимущественно генетически обусловленное заболевание мышцы сердца, характеризующееся комплексом специфических морфофункциональных изменений и неуклонно прогрессирующим течением с высокой угрозой развития тяжелых угрожающих жизни аритмий и внезапной смерти.

Первым и единственным проявлением заболевания может стать внезапная смерть. Провоцирующими факторами при этом обычно являются удар в грудь спортивным снарядом типа бейсбольной биты, хоккейной шайбой или кулаком, контакт с другим человеком или со стационарным объектом. Люди, у которых коллапс развивается немедленно, составляют 50 %. В этой связи необходимо правильно дозировать уровень нагрузки в спорте и рационально использовать степень физической активности, чтобы она соответствовала потенциальным возможностям человека.

Совершенно очевидно, что достичь прогресса в профилактике сердечно-сосудистых патологий в спорте можно, только опираясь на медицинскую генетику, поскольку эти заболевания у квалифицированных спортсменов, приводящие к ранней инвалидности и преждевременной смерти, представляют собой наиболее серьезную и значительную проблему не только для спортивной медицины, но и для общества в целом. При этом не следует забывать о необходимости выявления предрасположенности к травмам и ряду заболеваний, являющихся профессиональными для атлетов разных видов спорта. Поэтому в настоящее время обсуждаются перспективы и целесообразность использования анализа генетической предрасположенности в качестве одного из базисных способов формирования олимпийской сборной и сборных команд с целью повышения надежности и эффективности системы индивидуального отбора и подготовки высококвалифицированных спортсменов.

С помощью ДНК-диагностики можно также определить риск черепно-мозговых травм. Так, например, наличие аллелей Е4 гена АРОЕ значительно повышает вероятность серьезных последствий мозговых травм у боксеров, поэтому носителям аллелей Е4 (а их частота в контрольной популяции белорусов составляет более 10 %) заниматься боксом не рекомендуется.

Восстановление после черепно-мозговых травм также зависит от генотипа человека - у носителей Arg/Arg гена TP53 в 2,9 раза повышен риск неблагоприятного исхода. Тормозит процесс восстановления после черепно-мозговых травм и ряд других генов. Результаты исследований такого рода позволяют более точно определить метод лечения, избежать осложнений и ускорить реабилитацию пациента с черепно-мозговой травмой в зависимости от генетических показателей. Избирательный скрининг юных спортсменов на носительство мутаций в генах, определяющих эффективность восстановления после черепно-мозговых травм, в будущем позволит существенно снизить среди спортсменов инвалидизацию и смертность.

Риск переломов костей у спортсменов во многом обусловлен особенностями метаболизма костной ткани, который ассоциирован с полиморфизмами многих генов, и во многом варьирует при систематических повышенных физических нагрузках, приводящих к дезинтеграции структуры костной ткани и травматизму. Актуальным вопросом для спортивной медицины является изучение генетических маркеров остеопороза, поскольку сверхинтенсивные физические нагрузки могут стать причиной развития этого заболевания.

С целью повышения эффективности прогноза профпатологий возникает необходимость создания диагностического комплекса, включающего скрининг локусов, ассоциированных с развитием различных физических качеств, а также ответственных за возможные опасные для жизни и здоровья медицинские последствия физических перегрузок.

Нами в ходе молекулярно-генетического тестирования спортсменов у пяти человек были выявлены опасные мутации второго и пятого факторов свертываемости крови. Такие мутации определяют высокий (в семь-восемь раз выше нормы) риск тромбозов. Эти сведения были немедленно сообщены врачам команд для тщательного медицинского обследования и назначения специальных препаратов (антиаггрегантов) носителям данных мутаций, что должно предотвратить опасные последствия физических нагрузок для жизни и здоровья спортсменов.

Таким образом, все названные направления генетики спорта необходимы для того, чтобы обеспечить каждому спортсмену условия, необходимые для полной реализации его генетического потенциала. Поэтому каждый атлет должен иметь генетический паспорт, в котором указать варианты генов, необходимых для достижения высоких спортивных результатов в выбранном виде спорта, уровни экспрессии этих генов в покое и при нагрузке, а также гены риска профпатологий.

Разработка методов выявления генного допинга. Будущее генетики спорта уже сегодня диктует необходимость развития нового направления в данной области -разработка методов выявления генного допинга.

В последние годы все большее развитие получает генная терапия, основанная на введении в клетку терапевтического гена, который может компенсировать функцию аномального или отсутствующего. Генетический материал (ДНК или РНК), заключенный в вирус или липид, попадает в организм путем прямой инъекции в орган-мишень (или с помощью аэрозолей при легочном применении). При введении ДНК в организм гены способны индуцировать РНК, которая синтезирует соответствующий белок, обладающий терапевтическим эффектом. Эти методы разрабатываются для лечения пациентов со смертельными заболеваниями, для которых нет других способов лечения.

В спорте генная терапия может использоваться для лечения травм, таких как мышечные повреждения, разрывы связок и сухожилий, переломов костей, что требует больших усилий и времени. Перенос генов, кодирующих необходимые ростовые факторы, в поврежденную ткань способствует ускоренной регенерации тканевых дефектов, вызванных травмой. Генная терапия уже пришла в спорт высших достижений, но может применяться и в качестве генетического допинга.

Генетический допинг, по определению WADA, - это «нетерапевтическое применение клеток, генов, генетических элементов или модуляторов экспрессии генов, обладающих способностью повышать спортивные результаты». Введение спортсменам генов, продуцирующих «внутренние» биологически активные вещества, может повысить их возможности. Работающий в клетках организма ген - это надолго или навсегда.

Атлет, который подвергается генетическому допингу, получает «дополнительное» количество генетической информации (ДНК или РНК) путем генно-терапевтических манипуляций. Одним из генов, используемых для генного допинга, является ген ЕРО, кодирующий эритропоэтин. Введение дополнительной его копии в организм человека индуцирует усиленную продукцию эритроцитов крови, что способствует увеличению переноса кислорода от легких к тканям, повышая выносливость. В экспериментах на животных при введении гена ЕРО гематокрит увеличивался на 80 % .

Другим известным геном является IGF-I (инсулиноподобный фактор роста 1), ответственный за увеличение мышечной массы , которое обеспечивается без тренировок и нагрузок, и он, скорее всего, заменит запрещенные сейчас стероиды. Особенность этого гена заключается в том, что он может использоваться как «ремонтный», ускоряющий процесс регенерации мышечных тканей, которые часто повреждаются из-за перегрузок. Существует около пяти вариаций этого «гена неуязвимости».

В отличие от гена EPO, эффекты IGF-I не распространяются дальше мускула, в который его ввели, т. е. если сделать инъекцию в мышцу ноги, мышечные ткани сердца спортсмена не увеличиваются. А для того чтобы определить, была ли сделана инъекция, нужно брать образец мышечной ткани прямо в точке введения (которую найти почти невозможно). Генный допинг могут использовать для стимулирования роста новых кровеносных сосудов, что способствует увеличению доставки кислорода и питательных веществ к тканям . Для этой цели может использоваться ген, ответственный за синтез фактора роста эндотелия сосудов VEGF (от англ. vascular endothelial growth factor). В терапии его уже применяют для формирования шунтов у пациентов с ишемической болезнью сердца и заболеваниями периферических артерий. Векторы с геном VEGF также могут служить генетическим допингом.

В качестве допинга могут использовать гены, синтезирующие вещества, блокирующие образование или эффекты миостатина, контролирующего рост мышц. Применение их способствует существенному увеличению мышечной массы за счет гиперплазии и гипертрофии. В медицине этот метод был предназначен для лечения мышечной дистрофии Дюшенна и миотонической дистрофии .

Генетический допинг более эффективен по сравнению с химическим, при этом на данный момент не существует адекватных методов диагностики его применения. В то же время неконтролируемое проведение генной терапии в спортивных целях может привести к серьезным отрицательным последствиям для здоровья спортсменов. Повышенная продукция даже безобидного, «родного» биологически активного вещества в организме неминуемо затронет регуляторные системы, следящие за его балансом в крови. Предсказать долговременные последствия таких вмешательств - трудная задача.

ДНК, которая используется для переноса гена, является естественной и поэтому не отличима от собственной ДНК спортсмена. Модифицированный ген доставляется в организм с помощью определенного вектора, выявить который, а также частицы вирусов или химических агентов можно только путем взятия образца ткани (биопсии) в месте инъекции, однако для этого надо знать эту точку, к тому же подвергать всех спортсменов инвазивным процедурам крайне нежелательно.

При использовании многих форм генетического допинга нет необходимости прямого введения генов в необходимый орган-мишень. Например, ген ЕРО можно ввести практически в любую точку тела для локальной продукции эритропоэтина, который затем попадет в кровоток и будет воздействовать на костный мозг.

В большинстве случаев генетический допинг приводит к образованию протеина, идентичного собственному спортсмена. Только уровень его в крови может указывать на применение допинга. Однако гены можно регулировать, «включая» и «отключая» их с помощью специальных медицинских препаратов. В исследовании на обезьянах было показано, что таким образом можно контролировать уровень эритропоэтина, в итоге получая необходимый уровень гематокрита .

В таблице 2 суммированы возможные решения вопроса определения генетического допинга, предложенные в настоящее время, и потенциальные проблемы, связанные с ними.

ТАБЛИЦА 2 - Современные способы детекции генетического допинга и связанные с ними проблемы

Уровень	Способ детекции	Проблема	Известное решение	Сложности решения
Трансгенная ДНК (тДНК) или антисмысловая РНК		гомология с геномной ДНК	законодательно-установленные генетические метки тДНК	легко обойти и невозможно реализовать
Вирусный вектор или другой материал для генного трансфера		эндемичное присутствие
		гомология с естественными белками	определение посттрансляционных различий	сложно обнаружить
Эффект допинга	непрямой	спорная специфичность	дополнительные проверки
Протеом и транскриптом	непрямой	спорная специфичность	профилирование экспрессии	высокая стоимость, юридическая недоказанность

В 2003 г. было заведено первое в мире уголовное дело о применении в спорте репоксигена - препарата на основе популярного в генной инженерии аденовирусного вектора, несущего ген эритропоэтина. Немецкий тренер-экспериментатор Томас Спрингштейн опробовал генетический допинг на юниорах до 18 лет, не думая о том, что избыток эритропоэтина может привести к сгущению крови и образованию тромбов. Фирма-производитель разрабатывала этот препарат для больных анемией, а не для спорта. Но репоксиген - только первая ласточка (или первый блин). Судя по тому, с какой скоростью внедряются в качестве допинга другие достижения медицины и биологии, такие частично модифицированные спортсмены появятся раньше, чем будут официально одобрены клеточные технологии лечения больных.

Основной проблемой для спортивного сообщества, особенно для антидопинговых агентств, является обнаружение генетического допинга. ВАДА выделяет на разработку методов его выявления около миллиона долларов в год. Тем не менее до настоящего момента нет эффективных способов обнаружения генного допинга в спорте.

В последние годы благодаря успехам в соматической генной терапии был открыт новый метод определения генетического допинга. Он основан на spiPCR (single-copy primer-internal intron-spanning PCR), для его проведения достаточно образца цельной крови. В основе диагностического метода лежит различие в структуре между трансгенной и геномной ДНК - тДНК не содержит частей интронных последовательностей. Чувствительность метода позволяет выявлять тДНК в огромном количестве геномной ДНК .

В настоящий момент очень мало доказанных случаев применения генного допинга в спорте, однако, по некоторым данным, на «черном» рынке уже предлагают все необходимое для генетического допинга . Принятие превентивных мер поможет в борьбе с этой угрозой. Иначе уже в ближайшем будущем олимпийские соревнования превратятся в биотехнологические гонки генетически модифицированных спортсменов.

Литература

1. Моссэ И. Б. Генетические маркеры устойчивости спортсменов к физическим нагрузкам / И. Б. Моссэ, А. Л. Гончар, К. В. Жур [и др.] // Медицина для спорта - 2011: мат. Первого Всерос. конгр. с междунар. участием, 19-20 сентября 2011 г. - М., 2011. -С. 294-298.
2. Моссэ И. Б. Генетические маркеры устойчивости организма к гипоксии / И. Б. Моссэ, А. Л. Гончар, Л. В. Кухтинская [и др.] // Молекуляр. и приклад. генетика. - 2010. -Т. 11. - С. 74-82.
3. Рогозкин В. А. Перспективы использования ДНК-технологий в спорте / В. А. Рогозкин, И. И. Ахметов, И. В. Астратенкова // Теория и практика физ. культуры. - 2006. - № 7. -С. 45-47.
4. Сравнение генотипов спортсменов разной специализации по комплексу генов спортивной успешности / И. Б. Моссэ, А. Л. Гончар, К. В. Жур [и др.] // Молекуляр. и приклад. генетика. - 2012. - Т. 13. - С.19-24.
5. Doring F. A common haplotype and the Rro582Ser polymorphism of the hypoxia-inducible factor-1 a (HIF1A) gene in elite endurance athletes / F. Doring, S. Onur, A. Fischer // J. of Applied Rhysiology (1985). - 2012. - Vol. 108, N 6. - R 1497-1500. doi: 10.1152/ japplphysiol.01165.2009.
6. Frost R A. Regulation of insulin-like growth factor-I in skeletal muscle and muscle cells / R. A. Frost, C. H. Lang // Minerva Endocrinol. - 2003. - Vol. 28, N 1. - R 53-73.
7. Losordo D. W. Rhase 1/2 placebo-controlled, double-blind, dose-escalating trial of myocardial vascular endothelial growth factor 2 gene transfer by catheter delivery in patients with chronic myocardial ischemia / D.W. Losordo, R. R. Vale, R. C. Hendel // Circulation. -2002. - Vol. 105, N 17. - Р. 2012-2018.
8. Schjerling R Gene doping / R Schjerling // Scand. J. Med. Sci. Sports. - 2008. - Vol. 18, N 2. - R 121, 122.
9. Stepto N. K. Global gene expression in skeletal muscle from well-trained strength and endurance athletes / N. K. Stepto, V. G. Coffey, A. L. Carey // Med. Sci. Sports Exerc. -2009. - Vol. 41, N 3. - R. 546-565. doi: 10.1249/MSS.0b013e31818c6be9.
10. Ye X. Regulated delivery of therapeutic proteins after in vivo somatic cell gene transfer / X. Ye, V. M. Rivera, R. Zoltick // Science. - 1999. - Vol. 283, N 5398. - R. 88-91.

References

1. Моsse I. B. Genetic markers of athletes" tolerance to physical loads / I. B. Моsse, А. L. Gonchar, O. Zhur // Меdicine for sport -2011: proceedings of the first All-Russian Congress with international participation, 19-20 September 2011 г. - Мoscow, 2011. - R. 294-298.
2. Моsse I. B. Genetic markers of body tolerance to hypoxia / I. B. Моsse, А. L. Gonchar, L. V. Кukhtinskaуa // Мокш^ and applied genetics. - 2010. - V. 11. - R. 74-82.
3. Rogozkin V. А. Perspectives of DNA-technologies usage in sport / V. А. Rogozkin, I. I. АЙ1-metov, I. V. Аstratenkova // Теоriya i praktika fiz. kultury. - 2006. - № 7. - R. 4547.
4. Comparison of genotypes of athletes of different specialization in the complex of genes of sports success / I. B. Моsse, А. L. Gonchar, К. V. Zhur // Моlecular and applied genetics. - 2012. - V. 13. - R19-24.
5. Barres R. Acute exercise remodels promoter methylation in human skeletal muscle / R. Barres, J. Yan, B. Egan // Cell Metab. - 2012. - Vol. 15, N 3. - R 405-411. doi: 10.1016/j. cmet.2012.01.001.
6. Doring F. A common haplotype and the Rro582Ser polymorphism of the hypoxia-in-ducible factor-1a (HIF1A) gene in elite endurance athletes / F. Doring, S. Onur, A. Fischer // J. of Applied Rhysiology (1985). - 2012. - Vol. 108, N 6. - R. 1497-1500. doi: 10.1152/japplphysiol.01165.2009.
7. Establishing a novel single-copy primer-internal intron-spanning RCR (spiRCR) procedure for the direct detection of gene doping / T. Beiter, M. Zimmermann, A. Fragasso //Exerc. Immunol. Rev. - 2008. - Vol. 14. - Р. 73-85.
8. Frost R A. Regulation of insulin-like growth factor-I in skeletal muscle and muscle cells / R. A. Frost, C. H. Lang // Minerva Endocrinol. - 2003. - Vol. 28, N 1. - R. 53-73.
9. Gustafsson T. The influence of physical training on the angiopoietin and VEGF-A systems in human skeletal muscle / T. Gustafsson, H. Rundqvist, J. Norrbom // J. Appl. Rhysiol. (1985). - 2007. - Vol. 2103, N 3. - R 1012-1020.
10. Lee S. J. Extracellular Regulation of Myostatin: A Molecular Rheostat for Muscle Mass / S. J. Lee // Immunol. Endocr. Metab. Agents Med. Chem. - 2010. - Vol. 10. - R 183194.
11. Losordo D. W. Rhase 1/2 placebo-controlled, double-blind, dose-escalating trial of myocardial vascular endothelial growth factor 2 gene transfer by catheter delivery in patients with chronic myocardial ischemia / D.W. Losordo, R. R. Vale, R. C. Hendel // Circulation. -2002. - Vol. 105, N 17. - Р 2012-2018.
12. Lundby C. Regular endurance training reduces the exercise induced HIF-1alpha and HIF-2alpha mRNA expression in human skeletal muscle in normoxic conditions / C. Lundby, M. Gassmann, H. Rilegaard // Eur. J. Appl. Rhysiol. - 2006. - Vol. 96. - R 363-369.
13. Montgomery H. E. Human gene for physical performance / H. E. Montgomery, R. Marshall, H. Hemingway // Nature. - 1998. - Vol. 393. - R 221, 222.
14. Schjerling R Gene doping / R Schjerling // Scand. J. Med. Sci. Sports. - 2008. - Vol. 18, N 2. -R 121, 122.
15. Stepto N. K. Global gene expression in skeletal muscle from well-trained strength and endurance athletes / N. K. Stepto, V. G. Coffey, A. L. Carey // Med. Sci. Sports Exerc. -2009. - Vol. 41, N 3. - R 546-565. doi: 10.1249/MSS.0b013e31818c6be9.
16. The World Anti-Doping Agency. The 2004 prohibited list international standard // Molecular Therapy. - 2001. - Vol. 3. - R 819, 820.
17. Zhou S. Adeno-associated virus mediated delivery of erythropoietin leads to sustained elevation of hematocrit in nonhuman primates / S.Zhou, J. E. Murphy, J. A. Escobedo // Gene Therapy. - 1998. - Vol. 5, N 5. - R 665-670.
18. Ye X. Regulated delivery of therapeutic proteins after in vivo somatic cell gene transfer / X. Ye, V. M. Rivera, R Zoltick // Science. - 1999. - Vol. 283, N 5398. - R 88-91.