РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИИ МУЛЬТИФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ У ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ

Понятие «здоровое питание» начало использоваться в 90-е гг. XX в. Это означает, что питание должно не только удовлетворять потребности организма в энергии и пищевых веществах, но и спо­собствовать предупреждению развития хронических неинфекци­онных заболеваний и сохранению здоровья человека. С этих пози­ций пища рассматривается как серьезный фактор профилактики или риска основных заболеваний современного человека — сердеч­но-сосудистых, некоторых онкологических заболеваний, ожирения, сахарного диабета, остеопороза и других. Нарушение питания, приводящее к нарушению здоровья, может быть связано как с недостаточностью пищевых веществ и питания в целом, так и с избыточностью потребления тех или иных продуктов

Особенности метаболических реакций у юных спортсменов, не­адекватность и несбалансированность питания по основным пи­щевым компонентам и микронутриентам (минеральным веществам и витаминам) могут оказать негативное влияние на состояние здо­ровья детей и подростков. Причем это может не только сказывать­ся в данный период онтогенеза, но и привести к развитию хрони­ческих неинфекционных заболеваний в зрелом возрасте.

Заболевания, связанные с нарушением обмена веществ и функ­ций сердечно-сосудистой системы, относятся к мулътифакторным, в проявлении которых существенную роль играют как внеш­ние факторы (например, питание, двигательная активность, стресс и т.д.), так и наследственная предрасположенность.

Повышенное потребление углеводов, необходимое юным спорт­сменам при систематической мышечной деятельности (особенно с проявлением выносливости), и нарушение структуры их потреб­ления (избыток легкоусвояемых углеводов в рационе) приво­дят к повышению концентрации глюкозы в крови. Это не только плечет за собой изменения ферментативных реакций обмена глю­козы в организме, но и существенно увеличивает возможность исферментативного гликирования белков, в частности белков крови.

По результатам анализа клинико-генеалогических данных ра­нее в СПбНИИФК было установлено, что среди юных спортсме­нов 7,8% лиц генетически предрасположены к сахарному диабе­ту II типа. Уровень содержания гликированного гемоглобина (I IbA) — показателя нарушений обмена углеводов — находился и пределах нормы — 3,0-6,0%. Среди лиц, не занимающихся физи­ческими упражнениями (группа сравнения), 11% имели предрас­положенность к диабету, а уровень НЬА выше нормы — 6,92±044%. Вероятно, рациональное питание и систематические физические нагрузки имеют прямое отношение к контролю процессов нефер­ментного гликирования белков в организме, которые в последние премя рассматриваются как показатели нарушений углеводного обмена, ведущих к развитию диабета.

Избыточное потребление углеводов без достаточной физичес­кой нагрузки может способствовать усиленному липогенезу и раз- интию ожирения. Гипергликемия в сочетании с холестеринемией иедут к возникновению сахарного диабета (СД) II типа, разви­тию атеросклероза и связанных с ним заболеваний сердечно-со- судистой системы. Риск развития этих заболеваний увеличивается и зрелом возрасте спортсмена, когда заканчивается активная спортивная карьера. Существенную роль при этом играют не только факторы питания, но и генетическая предрасположенность к развитию данных мультифакторных заболеваний.

Взаимодействие генетических и пищевых факторов особенно характерно для алиментарно-конституционного типа ожирения.

Считается, что ожирению подвержено около 60% населения и только около 40% людей могут не беспокоиться за его разви­тие вследствие повышенного потребления пищевых веществ.

Ввиду того, что количество адипоцитов в организме человека обусловлено генетически и передается доминантно, ожирение дан­ного типа носит семейный характер. Риск развития данного забо­левания у ребенка, имеющего одного из двух родителей, страдаю­щего ожирением, достигает 50%.

Анализируя факторы риска развития СД, следует отметить се­мейное накопление болезни. По некоторым данным, частота встре­чаемости диабета у родственников 1-3-й степени родства в семьях больных СД II типа составляет 38,2%, причем 27,3% при активном выявлении, 10,9% — по обращаемости. Относительная частота об­наружения СД II типа увеличивается с 2,04% в возрасте до 30 лет до 29,9% в возрасте 50-60 лет. Наиболее часто (46,6%) СД II типа обнаруживается у родственников 1-й степени родства. Исходя из этих сведений, целесообразно иметь данные о семейном распрост­ранении неинфекционных заболеваний, связанных с нарушением метаболизма, при приеме детей в спортивные образовательные уч­реждения. С этой целью предлагается использование анкетно- опросного метода (приложение 1).

В СПбНИИФК в рамках контракта по теме «Разработка со­временной системы здорового питания в детско-юношеских спортивных школах и училищах олимпийского резерва» был про­веден генеалогический анализ среди юных спортсменов — воспи­танников УОР № 1 г. Санкт-Петербурга, ЭШИОР г. Сестрорецка по велосипедному спорту, ДЮСШ по академической гребле — и выявлена предрасположенность пробандов к заболеванию са­харным диабетом II типа, развитию ожирения и заболеваний сер­дечно-сосудистой системы. Как видно из данных, представленных в табл. 14, значительная часть юных спортсменов имеет в анамне­зе определенную степень риска развития указанных заболеваний.

Начало нынешнего тысячелетия ознаменовалось величайшим достижением молекулярной биологии — расшифровкой генома че­ловека. Согласно современным представлениям геном понимают как полную генетическую систему, ответственную за происхожде­ние, развитие и наследование всех структурных и функциональ­ных характеристик клетки и организма.

Таблица 14

Предрасположенность юных спортсменов к мультифакторным заболеваниям (по данным генеалогического анализа)

Хронические заболевания или нарушения обмена веществ Частота встречаемости, %

УОР-1 N=65

Гребцы ДЮСШ N=190

ЭШИОР по велоспорту п=40

Диабет

7,9

15

5,7

11овышенное содержание сахара крови

8,5

11,6

5,7

11чбыточная масса тела или ожирение

19

9,2

5,7

I ипертоническая болезнь

4,9

17,3

14,3

Ишемическая болезнь сердца

6,3

6,9

14,3

Инфаркт миокарда (с госпитализацией)

6,5

9,8

8,6

В молекулярном плане геном клетки — это совокупность мо­лекул ДНК — знаменитой двойной спирали, открытой в 1953 г. Д. Уотсоном и Ф. Криком. Именно в двойной спирали ДНК каж­дой клетки путем чередования четырех пар нуклеотидов закоди­рована вся генетическая информация, необходимая для развития человека от микроскопической зиготы до многоклеточного орга­низма, состоящего более чем из 100 триллионов клеток, объеди­ненных почти в 200 различных тканей.

В результате секвенирования (расшифровки первичной после­довательности нуклеотидов) всего генома оказалось, что у челове­ка 20 488 генов и только 3% из них ответственны за кодирование белков. Наряду с белковыми молекулами геном кодирует разные РНК, не кодирующие белки (как, например, транспортная и ри- босомальная РНК). В геноме также есть много участков, играю­щих регуляторную роль, с ними связываются специальные регу- ляторные белки, контролирующие функцию генов в ходе развития организма. Но на все эти цели требуется ничтожная доля генома. Что делает отдыхающая часть генома — неясно, многие исследова­тели считают, что это главным образом «мусор», накопившийся в ходе эволюции.

Для описания взаимодействия между геномом и питанием се­годня введены два термина: нутригеномика и нутригенетика. Нут- ригеномика описывает влияние компонентов пищи на экспрессию гена. Нутригенетика стремится понять, как генетический статус человека координирует ответ организма на пищу и позволяет определить оптимальную диету для конкретного человека на ос­нове его генотипа (рис. 2). Нутригеномика и нутригенетика явля­ются концепцией, способной произвести «революцию» в предот­вращении и лечении заболеваний. Одной из целей нутригеномики является определение генетических полиморфизмов, связывающих взаимодействие «ген — диета», давая, таким образом, инструменты для рекомендации персональной диеты.

Понятие «генетический полиморфизм» (вариабельность, огра­ниченная одним видом) означает наличие на молекулярном уров­не небольших отклонений в нуклеотидных последовательностях ДНК, которые совместимы с нормальной функцией генома чело­века, но приводят к определенным вариациям в структуре белков, формируя биохимическую индивидуальность каждой личности.

Международный проект «Разнообразие генома человека» (Hu­man Genome Diversity — HGD) ориентирован на генетический полиморфизм как на удобный молекулярный маркер, нейтраль­ный по отношению к функции гена. Обнаруженные в исследова­ниях по программе HGD особенности спектров генетического по­лиморфизма в зависимости от климатогеографических условий, расовой принадлежности, диеты и пр. указывают на то, что при определенных условиях генетические полиморфизмы могут пред­располагать или, наоборот, препятствовать проявлению различ­ных заболеваний.

Гены, аллелъные1 варианты которых предрасполагают к опре­деленным заболеваниям, получили название генов предрасполо­женности.

Идентификация генов предрасположенности к мультифактор- н ым неинфекционным заболеваниям проводится по следующим признакам:

1)    гены, которые постоянно активны в состоянии болезни и при зтом являются чувствительными к диетическому вмешательству;

2)    гены с функционально важной вариабильностью;

3)    гены, играющие важную иерархическую роль в биологиче­ских каскадах;

4)    полиморфизмы, которые широко распространены в попу­ляции;

5)    гены с ассоциированными биологическими маркерами, ко­торые возможно определить при клинических испытаниях.

Нарушения липидного метаболизма играют важную роль при развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Генетический поли­морфизм таких генов, как белок-переносчик эфиров холестерина (СЕТР) , липопротеинлипаза (LPL), печеночная липаза (HL), апо- липопротеин Е (АРОЕ), аполипопротеин А1 (АРОА1), трансмемб­ранный белок А1 (АВСА1) и лецитинхолестеролацилтрансфер- раза (LCAT) и др., определяет индивидуальную чувствительность к развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Некоторые из этих генов, как АРОА1 и LPL, восприимчивы к пищевому вмешатель­ству и могут влиять на развитие сердечных заболеваний.

Полиморфизм в промоторном[1] участке гена АРОА1 (-75G/A) сказывается на индивидуальной реакции организма на полинена­сыщенные жирные кислоты (ПНЖК). У носителей А-аллеля на­блюдается увеличение уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) сыворотки крови в ответ на повышенное потребление ПНЖК, тогда как у гомозигот по G-аллелю реакция противо­положна. Обнаруживаются и половые различия в реакции орга­низма на повышенное потребление ПНЖК. У женщин с АА-гено- типом по гену АРОА1 содержание «хороших» ЛПВП повышается при повышенном потреблении ПНЖК, а у представительниц GG-генотипа — при низком.

Полиморфизм гена LPL (T195G, или Hindlll) связан с пред­расположенностью к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, СД II типа и раннему развитию ожирения, так как сказывается на повышении уровня триглицеридов (ТГ) плазмы и снижении ЛПВП. Однако мышечная деятельность и снижение калорийнос­ти диеты уменьшают действие этого полиморфизма на риск раз­вития заболеваний, что доказывает важность взаимозависимости между образом жизни, питанием и заболеваниями, связанными с обменом веществ.

Согласно данным, широко представленным в зарубежной ли­тературе, 116 генов тесно связаны с ожирением, 94 — с СД II типа, 58 генов являются общими для двух патологий обмена веществ.

СД является одной из наиболее острых проблем современной медицины.

В настоящее время 146,8 млн человек в мире страдают СД II типа, что составляет 2,1% всего населения планеты. К 2010 г., по прогнозам ученых, число лиц, имеющих СД II типа, может превысить 200 млн (более 3% населения).

По данным И.И. Дедова с соавт., 8 млн человек (5% населения) в России страдают СД, из них 90% — СД II типа.

В основе СД II типа лежит как наличие резистентности к ин­сулину, так и нарушение его секреции. СД II типа (прежде всего ш 1сулинорезистентность) является составной частью так называ­емого метаболического синдрома, представляющего собой висце­ральное ожирение, дислипидемию (повышение ТГ, ХС-ЛПНП, снижение ХС-ЛПВП), артериальную гипертензию.

Установлено, что сочетание нарушений нескольких генов или их полиморфизм необходимы для развития СД II типа. Констати­руя определяющий вклад генов в развитие СД, следует выделять «диабетогенные» гены и неспецифические, или гены-пособники (гены, регулирующие аппетит, энергозатраты, накопление абдо­минального жира и др.), которые могут участвовать в механизмах развития СД II типа.

Наличие инсулинорезистентности может быть следствием му­тации гена рецептора к инсулину (IR), гена гексокиназы II типа, гена субстрата инсулинового рецептора (IRS-1) и гена регулятор- ной субъединицы I типа протеинфосфатазы.

Субстрат инсулинового рецептора (IRS) представляет собой се­мейство белков (IRS 1-4), которые являются «причаливающими» цитоплазматическими протеинами, играющими ключевую роль в трансдукции гормонального сигнала внутрь клетки. Ген IRS-1 у человека локализуется на хромосоме 2q35-q36.1 и представлен как в чувствительных к инсулину тканях, так и в тканях-мишенях, чувствительных к инсулиноподобному фактору роста-1 (IGF-1), и является одним из генов-кандидатов, участвующих в предраспо­ложенности к СД II типа. Наличие полиморфизмов Arg972Gl и А1а513Рго, гена IRS достоверно чаще выявляется у больных ди­абетом, чем в контрольной выборке. Гетерозигогы с полиморфиз­мом в кодоне 972 имеют достоверно ниже базальное содержание иммунореактивного инсулина (ИРИ) и С-пептида, что позволяет считать возможную роль указанного локуса в наследовании пред­расположенности к СД II типа.

К настоящему времени проведенные генетические исследова­ния выявили несколько локусов, ассоциированных с СД II типа. Локус на 2-й хромосоме наиболее тесно связан с СД.

В частности, с генетической предрасположенностью к СД II типа связывают полиморфизм генов: кальпаин-1010 (CAPN10), Рго12А1а однонуклеотидный полиморфизм рецептора активиро­ванного пролифераторами пероксисом-у (PPARG). Рго/Рго-поли- морфизм гена PPARG встречается у 85% людей, причем частота его выявления у больных СД II типа на 25% выше, чем у здоровых людей. Замена пролина на аланин в гене PPARG, т.е. А1а/А1а- генотип, ассоциируется с повышением чувствительности к инсу­лину и снижением риска развития СД II типа и связанного с ним инфаркта миокарда. При Pro 12Ala генетическом полиморфизме обнаруживается различный ответ организма на соотношение по­ступающих с пищей ПНЖК к насыщенным ЖК. Когда это соот­ношение понижено, лица — носители А1а-аллеля имеют больший индекс массы тела, чем гомозиготы по Pro-аллелю данного гена. Обратная зависимость наблюдается в том случае, когда это соот­ношение между ЖК пищи повышено.

Другой представитель класса ядерных рецепторов — PPAR-a, кодируется этот рецепторный белок геном PPARA, в 7-м интроне[2]этого гена имеется однонуклеотидная замена гуанидина на цито- зин — G/C-полиморфизм, приводящий к замене лейцина на валин в 162-й кодоне. Такой полиморфизм связывают с нарушением липидного метаболизма в отношении липопротеидов различной плотности и холестерина. Таким образом, гомозиготы по мутант- ному С-аллелю гена PPARA склонны к развитию атеросклероза и связанного с ним нарушения сердечной деятельности. Полимор­физм 294Т/С гена PPARD, еще одного представителя семейства PPAR, также тесно связан с нарушением метаболизма. Гомозиготы по редкому С-аллелю имеют больший уровень холестерина плаз­мы крови, чем носители обычного Т-аллеля.

Семейство ядерных рецепторов PPAR, являясь регуляторами клеточного метаболизма, оказывает влияние на синтез митохонд- риальных белков, участвующих в разобщении дыхания и окисли­тельного фосфорилирования, — разобщающие белки UCP1, UCP2 и UCP3 (UCP — uncoupling protein). Такое разобщение приводит к тому, что часть энергии в процессе биологического окисления образуется не в виде АТФ, а рассеивается в виде тепла. Белок UCP1 является переносчиком протонов преимущественно в бурой жиро­вой ткани, ответственной за термогенез. Экспрессия мРНК этого белка существенно отличается у худых и лиц с ожирением. Роль бурой жировой ткани у взрослого человека не совсем ясна, но при нарушении ее функции прирост массы тела может составлять 1-2 кг в год.

11олиморфизм гена UCP2 заключается в замене цитидина на шмидин в 4-м 3K30HeJ ДНК, что приводит к замене аланина на малин в 55-м кодоне (А1а55Уа1-полиморфизм). У лиц с Val/Val- гснотипом наблюдается меньшая степень разобщения, более эф- ||)ективная утилизация энергии, большая продукция реактивных форм кислорода, меньшее окисление жиров на единицу выпол­ненной работы, чем у носителей Ala/Ala-генотипа. Показано, что Уа1/Уа1-вариант гена UCP2 связан с риском развития СД II типа. Изменения активности белка (ввиду полиморфизма гена) могут привести к снижению секреции инсулина и/или повысить резис­тентность к инсулину, вызывая тем самым развитие СД II типа.

Физиологическая роль разобщающего белка UCP3 заключает­ся не только в его разобщающей способности, но и в транспорте ионов жирных кислот из митохондрий мышц и бурой жировой ткани, где они являются основными утилизируемыми субстрата­ми. Полиморфизм гена UCP3 заключается в замене цитидина на тимидин с выпадением 55 пар оснований сайта начала транскрип­ции в 1-м экзоне геномной ДНК (С/Т-полиморфизм). Гомозиготы но Т-аллелю данного гена имеют предрасположенность к избы­точной массе тела и СД II типа.

От уровня экспрессии UCP2 и UCP3 и их полиморфизмов за­висит степень избыточной массы тела, так как именно эти бел­ки являются основными регуляторами «сжигателей» жира, от функциональной активности которых зависит скорость основ­ного обмена и поддержание нормальных соотношений массы тела и жировых депо.

В исследованиях, проведенных в СПбНИИФК, по оценке гене­тической предрасположенности юных спортсменов к заболевани­ям, связанным с нарушением обмена веществ, было обнаружено, что частота встречаемости «генотипов предрасположенности» у них составляет от 3,3% по СС-генотипу PPARA до 69% по Pro/Pro PPARG. Наиболее значимым является сочетание двух и более «плохих» генов у спортсменов, так как риск развития заболеваний при этом увеличивается. Около 30% обследованных юных атлетов имели повышенную степень риска развития СД II типа или нару­шений жирового обмена и требовали коррекции рационов пита­ния с целью профилактики появления этих заболеваний в зрелом возрасте.

Как известно, в организм поступает из окружающей среды, в том числе с пищей, большое количество чужеродных веществ — ксенобиотиков (глава 5), за метаболизм, деградацию и детоксика- цию которых отвечают гены «внешней среды».

Биотрансформация ксенобиотиков проходит в три фазы:

1) активация с образованием активных промежуточных электрофильных соединений;

2) преобразование этих соединений в водорастворимые неток­сичные компоненты;

3) выведение нетоксичных компонентов из организма.

Система ферментов, участвующих в первой фазе, имеет высо­кую мощность и избирательную локализацию на главных путях поступления ксенобиотиков в организм — пищевом (печень, желу­дочно-кишечный тракт) и дыхательном (легкие, бронхи) — и мно­гообразие путей метаболизма. Гены детоксикации представлены генами суперсемейства цитохромов Р-450 (CYP) и многочислен­ных нецитохромных окислителей. Полиморфизм гена CYP7A1 связывают с метаболизмом холестерина, образованием из него желчных кислот; гена CYP27B1 с превращением витамина D3 в организме в активную форму; генов CYP19 и СОМТ с метабо­лизмом андрогенов и эстрогенов; генов CYP1A1 и CYP1A2 с ме­таболизмом ароматических углеводородов, ароматических аминов. Цитохромы CYP3A4, CYP1A1, CYP1A2, CYP2D5, CYP2C широко представлены в клетках печени и участвуют в метаболизме лекар­ственных препаратов.

С точки зрения безопасности продуктов питания представляет интерес полиморфизм геца N-ацетилтрансферазы (NAT). Этот фермент участвует во второй фазе детоксикации, имеет две изо- формы — NAT1 и NAT2 и включается в процесс ацетилирования ароматических и гетероциклических аминов — канцерогенов, об­разующихся из белков пищи при ее высокотемпературной кули­нарной обработке (например, жареное мясо, шашлыки и.д.). Осно­вываясь на полиморфизмах генов NAT1 и NAT2, можно давать диетологические рекомендации по потреблению животных белков (мясо красного цвета) и приему алкоголя.

Стрессы различной природы, в том числе и мышечная деятель­ность, плохая экологическая обстановка, поступление вредных ком­понентов с пищей могут вызвать так называемый оксидативный стресс, сопровождающийся накоплением свободных радикалов, ре­активных форм кислорода, перекисей липидов, оказывающих по­вреждающее действие на клеточные мембраны, приводя к полом­кам ДНК. В организме имеется своя АОС, включающая ряд ферментов: супероксиддисмутазы (MnSOD, CuSOD, ZnSOD), глу- глтионпероксидаза-1 (GPx-1), каталаза (CAT), семейство глу- тлтионтрансфераз (GSTHP, GSTM, GSTT). Активность этих ферментов напрямую зависит от генетического полиморфизма кодирующих их генов.

Полиморфизм MnSOD в 16-м кодоне приводит к включению аланина (С-аллель) или валина (Т-аллель) в участок фермента, связывающийся с митохондрией. ТТ-полиморфизм приводит к на­рушению транспорта фермента, образующегося в цитозоле, в ми­тохондрию, а следовательно, снижает его антиоксидантную актив­ность. Однако высокое потребление свежих овощей и фруктов, богатых витаминами С, Е и каротиноидами, вдвое снижает нега­тивное влияние полиморфизма гена. Для каталазы обнаружен по­лиморфизм в промоторном участке гена CAT (-262С/Т-полимор- физм). Т-аллель ассоциирован с меньшей активность каталазы крови, следовательно, с меньшей сопротивляемостью оксидатив- пому стрессу. Есть сведения о связи полиморфизма с предрасполо­женностью к артериальной гипертензии.

Цитоплазматический фермент GPx-1 является первым хорошо изученным селенопротеином. Этот белок первым включается в де- токсикацию как перекиси водорода (Н202), так и перекисей ли­пидов. Генетический полиморфизм заключается в замене пролина на лейцин в 198-м кодоне (Рго198Ьеи-полиморфизм). Причем ча­стота встречаемости Ьеи-аллеля в популяциях достигает 40-60%. 1.еи/Ьеи-генотип ассоциируется с меньшей активностью фермен­та и меньшей его чувствительностью к селену, а носители этого генотипа склонны к повышенной чувствительности к повреждаю­щему действию перекисных соединений на клеточный метаболизм. )тот генотип некоторые авторы связывают с предрасположенно­стью не только к онкологическим заболеваниям, но и к сосудистой патологии. В результате исследований, проводимых СПбНИИФК и кафедрой биохимии СПбГУФК им. П.Ф. Лесгафта, установле­но, что 11,4% борцов — учащихся УОР № 2 г. Санкт-Петербурга
составляют группу риска развития этих патологий, имея Leu/Leu- генотип по гену GPx-1. Потребление фруктов и овощей, особен­но семейства крестоцветных, сопровождается высоким протек­торным действием их биоактивных компонентов, снижая риск развития механизмов повреждения клеток и связанных с ними па­тологий.

Гены, кодирующие ферменты, которые играют ключевую роль в метаболических реакциях, поломка которых ведет к накопле­нию в клетке промежуточных продуктов метаболизма в концен­трациях, оказывающих токсическое действие, получили название генов-«триггеров» (модификаторов).

Примером таких генов является ген ангиотензинпревращаю- щего фермента (АСЕ). АСЕ обеспечивает превращение ангиотен- зина I в ангиотензин II и брадикинина в кинин. Эти мощные сосудистые метаболиты играют важную роль в структуре и функ­циях сердечно-сосудистой системы. Ген АСЕ локализован на длин­ном плече 17-й хромосомы и характеризуется наличием инсерци- онно/делеционного[3] полиморфизма, заключающегося в наличии (форма I) или отсутствии (форма D) 287 пар оснований 16-го интрона. Гомозиготы по D-аллелю данного гена имеют повышен­ный уровень фермента в сыворотке крови, что приводит к гипер­трофии стенок сосудов, артериальной гипертензии, гипертрофии миокарда левого желудочка и даже инфаркту миокарда. Имеются данные и о связи I/D-полиморфизма гена АСЕ с риском развития СД II типа. Чрезмерное потребление соли активирует деятельность ренин-ангиотензиновой системы. Среди населения Европы около 30% имеют DD-генотип по гену АСЕ. Исследования, проведенные в СПбНИИФК, по генотипированию юных атлетов показали, что частота встречаемости данного генотипа у них соответствует среднеевропейской выборке.

в

Дефицит витаминов в питании человека, как уже отмечалось, приводит к нарушению метаболических процессов в организме, так как они являются кофакторами, или коферментами многих фер­ментов. Нарушение ферментативных функций, заложенное гене­тически, на фоне витаминной недостаточности может привести к тяжелым заболеваниям. Примером таких нарушений клеточного
метаболизма является значительное накопление аминокислоты го- моцистеина в сыворотке крови. Причины гипергомоцистеинемии носят как наследственный, так и приобретенный характер.

Наследственная гипергомоцистеинемия развивается вследствие дефектов ферментов цистатион-(3-синтетазы (Ц(ЗС) или метилен- тетрагидрофолатредуктазы (MTHFR). Ген, кодирующий MTHFR, локализован на коротком плече хромосомы 1 (1р36.3) и имеет мис- сенс-мутацию в 4-м экзоне на 677-м нуклеотиде — замену цити­дина (С) на тимидин (Т), в результате чего в белковом продукте происходит замена валина на аланин. Полиморфизм гена для пред­ставителей гомозигот по Т-аллелю проявляется в синтезе MTHFR с повышенной термолабильностью и пониженной активностью, со­ставляющей около 30% от активности фермента при СС-генотипе. Частота встречаемости полиморфизма С677Т среди различных этнических групп может быть различной. Так, среди европейского населения гомозиготы по мутации Т/Т составляют от 4 до 26% населения, а частота встречаемости Т-аллеля составляет 25-50%. Присутствие Т-аллеля гена MTHFR приводит к нарушению ба­ланса метионина и гомоцистеина, наблюдается сдвиг в сторону повышения концентрации гомоцистеина, обладающего токсичес­ким действием на клетку.

Было установлено, что накопление гомоцистеина можно рас­сматривать как фактор повышения риска развития заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем. Накопление гомоцистеина может привести к нарушениям процессов метилирования в клет­ке. Активность фермента напрямую регулируется содержанием витамина В2 и опосредованно — концентрацией фолата, витами­нов В]2 и В6, холина и метионина. В исследованиях, проведенных с участием юных спортсменов — учащихся УОР № 1 и УОР № 2 г. Санкт-Петербурга и школы олимпийского резерва по велоси­педному спорту г. Сестрорецка, обнаружено, что от 4 до 9% юных атлетов имеют ТТ-генотип по гену MTHFR, при этом анализ фактического питания показывает недостаточность поступления < пищей витаминов В2, В6 и фолиевой кислоты. Эти спортсмены, составляющие группу риска развития заболеваний сердечно-сосу­дистой и нервной систем в зрелом возрасте, требуют коррекции питания или дополнительного приема витаминных препаратов. Установлено, что высокие дозы фолиевой кислоты (1 мг в сутки) нивелируют отрицательное влияние полиморфизма гена MTHFR на концентрацию гомоцистеина в сыворотке крови.
Таким образом, нутригеномика и нутригенетика являются дви­жущей силой современных исследований по нутрициологии. При­менением генетических подходов к проблемам питания и здоровья человека можно оптимизировать питание каждого спортсмена, направить его на поддержание и сохранение здоровья, предупреж­дение развития мультифакторных заболеваний: ожирения, СД II типа, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.


! Промотор — участок ДНК, с которым связывается РНК-полимераза, чтобы начать синтез мРНК.

[2] Интрон — некодирующая область гена, разделяющая экзоны.

От английских слов: insertion — «вставка», deletion — «стирание».

Еще несколько похожих статей с нашего сайта: