DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1237.2016.2.80896

Клінічні аспекти поліморфізму гена ендотеліальної NO-синтази у професійних спортсменів

S. N. Malakhova

Анотація


У статті висвітлені питання властивостей і біологічної ролі молекули оксиду азоту, що має вазодилятувальні, нейротрансмітерні та стреслімітувальні властивості, бере участь у реакціях оксидантного стресу, глутамат-кальцієвого каскаду та запалення. Тривають дослідження взаємозв’язку ендотеліальної NO-синтази з ризиком серцево-судинних, ішемічних та респіраторних захворювань у популяції нетренованих осіб і спортсменів.

Мета роботи – за даними наукової літератури дослідити сучасний стан питання впливу поліморфізму гена ендотеліальної NO-синтази на формування фізичних якостей сили, витривалості, швидкості у професійних спортсменів та його зміни й вплив на функціональний стан організму спортсмена.

На сучасному етапі розвитку медичної генетики доведено, що реалізація дії кожної окремої ізоформи ферменту NO-синтази зумовлена наявністю того чи іншого поліморфізму. Найбільш вивченими є Т-786С поліморфізм промотора гена eNOS, G894T (Glu298Asp) поліморфізм 7 екзону, 4a/b−4 інтрону eNOS, але їхній вплив не є остаточно доведеним і зумовлений наявністю гомо- чи гетерозиготи. Генетичні дослідження серед професійних спортсменів доводять значущу роль системи оксиду азоту в підвищенні фізичної працездатності, але не дають можливості оцінити особливості цього впливу з урахуванням різноспрямованого тренувального процесу й рівня спортивної кваліфікації та прогнозувати дальшу професійну успішність і збереження нормального функціонування серцево-судинної, респіраторної та інших систем організму.

Висновки. Отже, завдяки сучасним дослідженням можна стверджувати: синтез оксиду має провідну роль у функціонуванні організму спортсменів зокрема, але вони не дають можливості оцінити ці зміни у спортсменів різної спортивної кваліфікації. Доведено, що поліморфізм гена eNOS пов’язаний з ішемічними захворюваннями, раннім розвитком атеросклерозу, порушенням ендотелійзалежної вазодилятації, хворобами респіраторної системи та іншими змінами організму. Але недостатньо вивченим залишається питання змін функціонального стану у спортсменів різної спортивної кваліфікації залежно від поліморфізму гена ендотеліальної NO-синтази.


Ключові слова


оксид азоту; ендотеліальна NO-синтаза; генетичний поліморфізм

Повний текст:

PDF

Посилання


Akhmineeva, A. N., Polunina, O. S., Voronina, L. P., & Sevost´yanova, I.V. (2013) Funkcional'noe sostoyanie sosudistogo e´ndoteliya pri ishemicheskoj bolezni serdca [The functional state of the vascular endothelium in coronary heart disease]. Sovremennye naukoemkie tehnologii, 4, 106. [in Russian].

Balatskiĭ, A. V., Andreenko, E. Yu., Samokhodskaia, L. M., Boĭtsov, S. A., & Tkachuk, V. A. (2013) Polimorfizm genov jendotelial'noj NO-sintazy i konneksina-37 kak faktor riska razvitija infarkta miokarda u lic bez koronarnogo anamneza [Endothelial NO synthase and connexin 37 gene polymorphisms as a risk factor for myocardial infarction in subjects without a history of coronary artery disease]. Terapevticheskij arkhiv, 5(9), 18–22. [in Russian].

Bogdanovskaya, N. V., & Malikov, N. V. (2013) Rol' sistemy sinteza oksida azota v obespechenii adaptacii organizma k sistematicheskim fizicheskim nagruzkam The role of nitric oxide synthesis system in providing systematic adaptation to physical stress Novyye podkhody k izucheniyu klassicheskikh problem, Proceedings of the 7th All-Russian School-conference on the physiology of muscles and muscle activity. Moscow. [in Russian].

Vdovenko, N. V., & Osypenko, H.A. (2012) Porushennia metabolizmu za umov aktyvatsii perekysnoho okysnennia lipidiv pid chas m’iazovoi diialnosti [Metabolism under conditions of activation of lipid peroxidation during muscle activity]. Aktualni problemy fiz. kultury i sportu, 24, 49–52. [in Ukrainian].

Vorobyova, E. N., Schumacher, G. I., Horeva, M .A., & Osipova, I. V. (2010) Disfunkciya e´ndoteliya – klyuchevoe zveno v patogeneze ateroskleroza [Endothelial dysfunction – a key element in the pathogenesis of atherosclerosis]. Rossijskij kardiologicheskij zhurnal, 2, 84–91. [in Russian].

Garganeeva, N. P., Taminova, I. F., Vorozhtsova, I. N., & Burmatov, N. A. (2012) Funkcional'nye osobennosti serdechno-sosudistoj sistemy u kvalificirovannykh sportsmenov raznykh vidov sporta v zavisimosti ot intensivnosti i tipa fizicheskoj nagruzki [Functional characteristics of cardiovascular system among qualified athletes from different sports depending on training load and exercise type]. Sibirskij medicinskij zhurnal, 27(4), 47–51. [in Russian].

Drozdovska, S. B., Lysenko, O. N., Dosenko, V. E., & Ilin, V. M. (2012) Zalezhnist aerobnykh mozhlyvostei sportsmeniv vid polimorfizmiv heniv [Dependence aerobic athletes of polymorphisms of genes]. Visnyk Cherkaskoho universytetu, 2(215), 43–52. [in Ukrainan].

Kudrya, O. N., Kiriyanova, M. A., & Kapilevich, L. V. (2012) Osobennosti perifericheskoj gemodinamiki sportsmenov pri adaptacii k nagruzkam razlichnoj napravlennosti [Characteristics of peripheral hemodynamics athletes with loads of adaptation to a different direction]. Byulleten' sibirskoj mediciny, 11(3), 48–52. [in Russian].

Kuzmina, L. M. (2012) Formuvannia indyvidualnoi stiikosti sportsmeniv do hipoksii navantazhennia na etapi spetsializovanoi bazovoi pidhotovky (Avtoref. dis…kand. nauk z fiz. vykhov. ta sportu). Formation of individual athletes resistance to hypoxia during loading specialized basic training] (Extended abstract of candidate’s thesis). Kyiv. [in Ukrainian].

Linde, E. V., Akhmetov, I. I., & Ordzhonikidze, Z. G. (2014) Geneticheskie faktory i formirovanie gipertrofii miokarda levogo zheludochka u vysokokvalificirovannykh sportsmenov [Genetic factors and the formation of left ventricular hypertrophy in elite athletes]. Nauka i sport: sovremennye tendencii, 2, 32–42. [in Russian].

Osipenko, A. (2014) Rol' sistemy oksida azota v procesakh adaptacii organizma k fizicheskim zagruzkam [The role of the nitric oxide in the processes of the organism adaptation to physical load]. Nauka v Olimpijskom sporte, 1, 23–30. [in Russian].

Parakhonskij, A. P. (2010) Rol' nejronal'noj NO-sintazy v patologii serdca [The role of neuronal NO-synthase in heart disease]. Sovremennye naukoemkie tehnologii, 9, 208–212. [in Russian].

Pakhomia, N. S., Uryasev, O. M., & Shakhanov, A. V. (2014) Rol' polimorfizmov nekotorykh genov v realizacii arterial'noj gipertenzii [Some genes polymorphism role in arterial hypertension realization]. Zemskij vrach, 3–4 (24), 21–24. [in Russian].

Prystupa, L. N., & Pogorielova, A. S. (2015) Asotsiatsiia alelnykh polimorfizmiv henu endotelialnoi NO-syntazy z rozvytkom ishemichnoi khvoroby sertsia [Assosiation between endothelial nitric oxide synthase gene polimorphisms and risk of coronary artery disease (review)]. J. Clin. Exp. Med. Res., 3, 375–386. [in Ukrainian].

Polunina, O. S., Akhmineeva, A. Kh., Voronina, L. P., & Sevostyanova, I. V. (2013) Geneticheskie i biokhimicheskie paralleli pri sochetanii khronicheskoj obstruktivnoj bolezni legkikh i ishemicheskoj bolezni serdca [Genetic and biochemical parallels in combination of chronic obstructive pulmonary disease and ischemic heart disease]. Sibirskij medicinskij zhurnal, 120 (5), 54–56. [in Russian].

Tseluyko, V. I., Yakovleva, L. M., & Bondar, T. M. (2012) Rol polimorfizmu T-786C hena endotelialnoi NO-syntazy u porushenniakh metabolizmu oksydu azotu ta rozvytku aterosklerozu [Role of endothelial NO-synthase T-786C gene polymorphism for nitric oxide metabolism violations and development of atherosclerosis]. Ukrainskyi kardiolohichnyi zhurnal, 4, 130–134. [in Ukrainian].

Chorna, S. V. (2011) Rol mitokhondrialnoi pory v korektsii funktsionalnykh porushen sertsia pry starinni za umov aktyvatsii biosyntezu ubikhinonu ta tryvalykh fizychnykh navantazhen (Avtoref. dis…kand. biol. nauk). The role of mitochondrial pores in the correction of functional disorders of the heart during aging under conditions of ubiquinone biosynthesis and activation of prolonged physical stress] (Extended abstract of candidate’s thesis). Kyiv. [in Ukrainian].

Bailey, S. J., Vanhatalo, A., Winyard, P. G., & Jones, A. M. (2012) The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway: Its role in human exercise physiology. European Journal of Sport Science, 12(4), 309–320. doi: 10.1080/17461391.2011.635705.

Cantu-Medellin, N., & Kelley, E. E. (2013) Xanthine oxidoreductase-catalyzed reduction of nitrite to nitric oxide: Insights regarding where, when and how. Biological Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide, 34(1), 19–26. doi: 10.1016/j.niox.2013.02.081.

Cortese-Krott, M. M., Rodriguez-Mateos, A., Sansone, R., Kuhnle, G. G., Thasian-Sivarajah, S., Krenz, T., et al. (2012) Human red blood cells at work: identification and visualization of erythrocytic activity in health and disease. Blood., 120, 4229–4237. doi: 10.1182/blood-2012-07-442277.

Copp, S. W., Hirai, D. M., Hageman, K. S., Poole, D. C., & Muschcorresponding T. I. (2010) Nitric oxide synthase inhibition during treadmill exercise reveals fiber-type specific vascular control in the rat hindlimb. Am. J. Physio.l Regul. Integr. Comp. Physiol., 298(2), 478–85. doi: 10.1152/ajpregu.00631.2009.

Ekmekçi, A., Ozcan, K., Güngör, B., Abaci, N., Osmonov, D., Zencirci, A., et al. (2013) The relationship between endothelial nitric oxide synthase 4a/4b gene polymorphism and premature coronary artery disease. Acta Cardiol., 68(5), 464–468. doi: 10.2143/AC.68.5.2994468.

Evangelista, A. M., Rao, V. S., Filo, A. R., Marozkina, N. V., Doctor, A., Jones, D. R., et al. (2010) Direct regulation of striated muscle myosins by nitric oxide and endogenous nitrosothiols. PLoS One, 5(6), e11209. doi: 10.1371/journal.pone.0011209.

Li, J., Wu, X., Li, X., Feng, G., He, L., & Shi, Y. (2010) The endothelial nitricoxide synthase gene asassociated with coronary artery disease: a meta-analysis. Cardiology, 116(4), 271–278. doi: 10.1159/00031606.

Li, Y. Y. (2011) Endothelial nitric oxide synthase G894T gene polymorphism and essential hypertension in the Chinese population: a meta-analysis involving 11,248 subjects. Intern. Med., 50(19), 2099–2106.

Liu, D., Jiang, Z., Dai, L., Zhang, X., Yan, C., & Han, Y. (2014) Association between the - 786T>C 1polymorphism in the promoter region of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and risk of coronary artery disease: a systematic review and meta-analysis. Gene, 545(1), 175–183. doi: 10.1016/j.gene.2013.09.099.

Munshi, A., Rajeshwar, K., Kaul, S., Chandana, E., Shafi, G., Anila, A. N., et al. (2010) VNTR polymorphism in intron 4 of the eNOS gene and the risk of ischemic stroke in a South Indian population. Brain Res Bull., 82(5–6), 247–50. doi: 10.1016/j.brainresbull.2010.05.008.

Martinelli, N. C., Santos, K. G., Biolo, A., La Porta, V. L., Cohen, C. R., Silvello, D., et al. (2012) Polymorphisms of endothelial nitric oxide synthase gene in systolic heart failure: An haplotype analysis. Nitrice Oxide, 26(3), 141–147. doi: 10.1016/j.niox.2012.01.003.

Radak, Z., Zhao, Z., Koltai, E., Ohno, H., & Atalay, M. (2013) Oxygen consumption and usage during physical exercise: the balance between oxidative stress and NOS-dependent adaptive signaling. Antioxid. Redox Signal, 18(10), 1208–1246. doi: 10.1089/ars.2011.4498.

Tong, Y., Yin, X., Wang, Z., Zhan, F., Zhang, Y., Ye, J., et al. (2013) A tailed primers protocol to identify the association of eNOS gene variable number of tandem repeats polymorphism with ischemic stroke in Chinese Han population by capillary electrophoresis. Gene, 517(2), 218–223. doi: 10.1016/j.gene.2012.10.087.

Yang, Y., Du, K., Liu, Z., Lu, X. (2014) Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) 4b/a gene polymorphisms and coronary artery disease: evidence from a meta-analysis. Int. J. Mol. Sci., 15(5), 7987-8003.

Yujiao, Y., Kang, D., Zhengxia, L., & Xiang, L. (2014) Endothelial Nitric Oxide Synthase (eNOS) 4b/a Gene Polymorphisms and Coronary Artery Disease: Evidence from a Meta-Analysis. Int J Mol Sci., 15(5), 7987–8003. doi: 10.3390/ijms15057987.

Zhang, K., Bai, P., Shi, S., Zhou, B., Wang, Y., Song, Y., et al. (2012) The G894T polymorphism on endothelial nitric oxide synthase gene is associated with increased coronary heart disease among Asia population: evidence from a meta analysis. Thromb Res., 130, 192–197. doi: 10.1016/j.thromres.2012.02.015.




ПАТОЛОГІЯ   Лицензия Creative Commons
Запорізький державний медичний університет