СПОРТИВНАЯ ГЕНЕТИКА== Спортивная генетика: ОСОБЕННОСТИ ОТБОРА И ОРИЕНТАЦИИ ПРИ ОЦЕНКЕ ГЕНОВособенности отбора и ориентации при оценке генов ==

7.1. === Критические варианты полиморфизмов ДНК, лимитирующих спортивную работоспособность===

Своевременное '''выявление факторов, лимитирующих физическую деятельность''', умение устранять эти факторы и адекватное применение средств коррекции помогают достичь высоких результатов в спорте и сохранить здоровье спортсмена. Исследование распределения полиморфизмов генов 5НТТ и 5НТ2А у представителей игровых видов спорта позволяет на стадии ранней специализации осуществлять отбор лиц, предрасположенных к большей психологической устойчивости и успешности. Оценка зрительно-моторных реакций спортсменов позволяет сопоставлять генетические и фенотипические маркеры прогноза успешной спортивной деятельности.

Назначая спортсмену различные виды стимуляции, всегда следует учитывать индивидуальные особенности организма, степень[[Тренированность|тренированности]] и [[Выносливость|выносливости]], ограничивающие его «верхнюю планку» - предел физиологически возможного адаптивного потенциала при мобилизации эндогенных механизмов обеспечения конечного спортивного результата.

тренированности Среди ''основных факторов, лимитирующих спортивную работоспособность, выделяют'': биоэнергетические ([[Анаэробные упражнения|анаэробные]] и [[Аэробные и гликолитические возможности|аэробные]]) возможности спортсмена; нейромышечные ([[Сила мышц|мышечная сила]] и выносливоститехника выполнения упражнений); [[Психологическая подготовка спортсмена|психологические]] ([[мотивация]] и [[Тактическая подготовка в спорте|тактика ведения спортивного состязания]]). Непременным условием установления фактора, ограничивающие его «верхнюю планку» - предел физиологически возможного адаптивного потенциала при мобилизации эндогенных механизмов обеспечения конечного спортивного результаталимитирующего [[Физическая работоспособность|работоспособность]], являются методические возможности исследователя (биохимические и физиологические). К факторам, приобретающим особую значимость на современном этапе развития спортивной медицины, относятся также генетические.

Среди основных факторов, лимитирующих спортивную работоспособность, выделяют: биоэнергетические (анаэробные и аэробные) возможности спортсмена; нейромышечные (мышечная сила и техника выполнения упражнений); психологические (мотивация и тактика ведения спортивного состязания). Непременным условием установления фактора, лимитирующего работоспособность, являются методические возможности исследователя (биохимические и физиологические). К факторам, приобретающим особую значимость на современном этапе развития спортивной медицины, относятся также генетические. Интенсивные занятия спортом, несоответствующие генетической предрасположенности, приведут к ограничению [[Спортивная работоспособность|спортивной работоспособности ]] и снижению соревновательного результата. В настоящее время считается всё более целесообразным построение [[спортивный отбор|спортивного отбора]], выбора спортивной специализации с учетом генетической предрасположенности человека не только к выполнению различных нагрузок, но и возможности организма поддерживать гомеостаз, избежать дезадаптации и развития патологических состояний. Концепция отбора детей в спорт должна предусматривать использование здоровье сберегающих технологий в спортивной деятельности с учетом раннего определения генетических полиморфизмов предрасположенности ребенка к высокой физической активности, с учетом типа [[Энергообеспечение мышечной деятельности|энергообеспечения физической активности]], и своевременного прогнозирования риска развития патологических нарушений организма, препятствующих выполнению интенсивных физических нагрузок. В связи с этим, адекватный выбор типа нагрузок на основе генетической предрасположенности к различным видам деятельности на раннем этапе спортивной карьеры, а также коррекция тренировочного процесса на более поздних стадиях с учётом индивидуальных особенностей организма является одной из актуальных проблем современной спортивной медицины.

'''Рецептор серотонина [[серотонин]]а 2А ''' широко распространен в организме в периферических тканях, где опосредует сократительные реакции в [[Гладкие мышцы|гладкомышечной ткани ]] [[Сердечно-сосудистая система|сердечно-сосудистой]], [[Пищеварительная система|желудочно-кишечной ]] и [[Мочеполовая система|мочеполовой систем]]. В [[Строение головного мозга|головном мозге ]] 5НТ2А экспрессируется в районах, которые считаются ответственными за когнитивные функции (префронтальный кортекс, особенно в пирамидальных нейронах и интернейронах). В синапсах 5НТ2А расположен только на постсинаптической мембране. Это самый чувствительный тип [[Серотониновые рецепторы|серотониновых рецепторов]], и эта чувствительность повышается при различных психических расстройствах.

'''Ген 5НТТ ''' - наиболее исследуемый ген серотониновой системы (кодирует переносчик серотонина), при генотипе LL - нормальный вариант полиморфизма в гомозиготной форме, при экспрессии повышает концентрацию переносчика серотонина.Для носителей данного генотипа характерна низкая предрасположенность к депрессии, высокая устойчивость к психическим нагрузкам, развитию центрального утомления в условиях высоких физических и психических нагрузок, что возможно использовать при отборе в циклические виды спорта.

Носители '''генотипа LS ''' - промежуточного гетерозиготного варианта имеют большую предрасположенность к игровым видам спорта.

'''Генотип SS ''' - мутантный вариант полиморфизма в гомозиготной форме. У носителей данного генотипа снижена концентрация переносчика серотонина. В поведении отмечается выраженная косвенная агрессия.

Наибольшее внимание в пределах '''гена переносчика серотонина 5НТТ ''' привлекают полиморфный участок вариации делеции/ инсерции в положении 44 п.о. в регионе промотора переносчика серотонина с формированием «короткой» S- и «длинной» L-аллелей. Наличие короткой аллели связано со снижением обратного захвата серотонина, что увеличивает длительность серотонинергической активности. Подобный полиморфизм может быть важен для людей с тревожными личностными характеристиками, депрессией и суицидальными тенденциями.

♦ *прямой праймер: 5’-CAATCTCTGGTGCTTCCCGTACAT АТ-3’ ♦ *обратный праймер: 5’-GACААATСТGTСТТСТGGCTTСТG АА-3’ Для определения размеров продуктов амплификации проводится электрофорез. Генотипу LL соответствуют фрагменты длиной 311 п.о., генотипу L/S - два фрагмента длиной 267 и 311 п.о., а генотипу S/S - фрагмент длиной 267 п.о. (рис. 17). Дорожки: 1 - ДНК-маркер (50 bp DNA-ladder, CarlRoth). 2 - Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом S/S. 3 - Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом L/L. 4 - Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом S/L. Ген 5НТ2А находится в 13-й хромосоме. Один из наиболее значимых полиморфизмов - это замена Т102->С. Аллель Т сопряжена с повышенной экспрессией гена по сравнению с аллелью С. У носителей генотипа ТТ агрессивность выше, чем у носителей С-аллели. Помимо агрессивности (важной черты личности для некоторых видов спорта) от плотности рецепторов серотонина зависит скорость развития усталости при тренировках. 

РисДля определения размеров продуктов амплификации проводится электрофорез. 17Генотипу LL соответствуют фрагменты длиной 311 п. Электрофореграмма результатов ПЦРо., генотипу L/S - два фрагмента длиной 267 и 311 п.о., а генотипу S/S -анализа полиморфизмафрагмент длиной 267 п.о. (рис. 1).

'''Дорожки:'''#ДНК-маркер (50 bp DNA-ladder, CarlRoth).#Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом S/S.#Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом L/L.#Продукт амплификации ДНК индивидуума с генотипом S/L.[[Image:Teoriya_metodika_issledovanii17.jpg|250px|thumb|right|Рис. 1. Электрофореграмма результатов ПЦР-анализа полиморфизма L/S гена 5НТТ]]'''Ген 5НТ2А''' находится в 13-й хромосоме. Один из наиболее значимых полиморфизмов - это замена Т₁₀₂->С. Аллель Т сопряжена с повышенной экспрессией гена по сравнению с аллелью С. У носителей генотипа ТТ агрессивность выше, чем у носителей С-аллели. Помимо агрессивности (важной черты личности для некоторых видов спорта) от плотности рецепторов серотонина зависит скорость развития усталости при тренировках.

• *С/С - нормальный вариант полиморфизма в гомозиготной форме;

• *С/Т - гетерозиготная форма полиморфизма;

• *Т/Т - мутантный вариант полиморфизма в гомозиготной форме.

• *прямой праймер: б’-CATGGAGAATAATGAGCCCAAA -3’

• *обратный праймер: 5’-TAACAATTGACAGCAGGAAATACC -3’

Наличие замены С->Т нуклеотида в 102-м положении гена 5НТ2А создает сайт распознавания (C↓↓CGG1 для эндонуклеазы ''Mspl''.

Генотипу ТТ соответствуют нерестрицированные фрагменты длиной 427 п.о., генотипу СТ - три фрагмента длиной 427, 252 и 175 п.о., а генотипу СС - 2 фрагмента длиной 252 и 175 п.о. (рис. 18).  Рис. 18. Электрофореграмма результатов ПЦР-ПДРФ анализа полиморфизма Т102С гена 5НТ2А '''Дорожки: 1 - ''' #ДНК-маркер (50 bp DNA-ladder, CarlRoth) 2 - #Продукт амплификации и рестрикции ДНК индивидуума с генотипом ТТ 3 - #Продукт амплификации и рестрикции ДНК индивидуума с генотипом ТС 4 - #Продукт амплификации и рестрикции 7.2. Применение ДНК-диагностики в системе спортивного отбора и внутривидовой ориентации

Как видно из полученных данных 60% обследованных являлись носителями смешанного генотипа гена 5НТТ, что определило отбор в игровые виды спорта по фенотипическим показателям. Однако около 20% юных футболистов относились к неблагоприятному генетическомувариантугенетическому варианту,склонному к проявлению косвенной агрессии (рис. 193).  [[Image:Teoriya_metodika_issledovanii20.jpg|250px|thumb|right|Рис. 194. Распределение генотипов скорости зрительно-моторной реакции у носителей генотипа SS гена 5НТТ (слева) и у юных футболистовносителей генотипа LL гена 5НТТ (справа)]]Носители генотипа SS отличались наиболее высокой скоростью простой зрительно-моторной реакции, устойчивостью реакции выбора и реакции различения. Носителей генотипа LL в большинстве своем отмечали средние значения зрительно-моторных реакций (рис. 20). У обследованных юных футболистов оценивали преобладающий тип высшей нервной деятельности (рис. 214).

Ген 5Т2А кодирует рецептор серотонина 2А, который распространен в периферических тканях, опосредует сократительные реакции гладких мышц. СС - нормальный вариант полиморфизма. Для его носителей характерно повышение скорости реакции под воздействием физической нагрузки, генотип СТ предпочти- Рис. 20. Распределение скорости зрительно-моторной реакции у носителей генотипа SS гена 5НТТ (слева) и у носителей генотипа LL гена 5НТТ (справа) Рис. 21. Распределение типа высшей нервной деятельности у носителей генотипа SS гена 5НТТ (сверху) и у носителей генотипа LL гена 5НТТ (снизу) телен предпочтителен при отборе в игровые виды спорта; ТТ - мутантный вариант полиморфизма, для него характерна высокая агрессивность, быстрое развитие усталости, снижение адаптации к нагрузкам. Распределение генотипов данного гена у обследованных юных футболистов представлено на рисунке 226.  [[Image:Teoriya_metodika_issledovanii22.jpg|250px|thumb|right|Рис. 226. Распределение полиморфизмов гена 5Т2А у юных футболистов]]Как показали проведенные исследования, среди обследованных отмечалось преобладание генотипов СС и СТ. При этом было характерно равное их распределение у респондентов (рис. 237).

 Рис. 23. Тип высшей нервной деятельности и характеристика сенсомоторной реакции в зависимости от генотипа гена 5НТ2А За последние 10 лет выявлено относительно немного генетических маркеров, ассоциированных со спортивной деятельностью (И.И. Ахметов, 2009), что, по-видимому, обусловлено тремя основными причинами. Во-первых, один ДНК-полиморфизм вносит лишь незначительный вклад в общее развитие какого-либо признака. Определение этого вклада представляется крайне сложной задачей (нужны большие выборки, метаанализ данных независимых исследований, проведение корреляционного анализа маркера с фенотипами ядерного, клеточного и тканевого уровней). '''Очевидно, что приоритетным направлением является не спорт, а здоровье человека''': эти предпочтения отражены в генетической карте физической активности человека в виде соотношения «спортивных» генов и генов, ассоциированных со значимыми для здоровья фенотипами, изменяющимися в ответ на физические нагрузки.