Статья: Полиморфный вариант RS10830963 гена рецептора мелатонина 2 типа и параметры сердечного ритма у мужчин с разным типом физической нагрузки

Примечание: Н. д. - недостоверные отличия;

** - достоверные различия по критерию Фишера.

Таблица 2

Кардиоритмографические показатели вариабельности сердечного ритма здоровых доноров, разделенных по генотипам маркера гс10830963 гена MTNR1B

Большим количеством достоверных различий (р < 0,05) характеризуется сравнение показателей группы «Сила» и «Выносливость». Достоверность различий по весу, уровню жировой, костной и мышечной массы, содержанию воды в организме и, соответственно, индексу массы тела объясняется резким расхождением фенотипов характерных для мужчин указанных специализаций.

Недостоверными оказались различия по росту и возрасту, а также параметрам диастолического давления доноров. Достоверность различий по весу, и, соответственно, мышечной массе и индексу массы тела объясняется резким расхождением фенотипов, характерных для здоровых доноров указанных типов нагрузки. Для мужчин, относящихся к группе «Выносливость», характерен астенический тип телосложения с выраженным преобладанием продольных размеров тела. Систолическое давление достоверно было повышено в группе «Сила». В нашем исследовании специализация по типу нагрузки сопровождалась разницей в вариабельности кардиоинтервалов: с (60,65 ± 5,47) мс у доноров группы «Сила» до (75,56 ± 6,68) мс в группе «Выносливость» (р = 0,08). Отмечено достоверное отличие мышечной массы между группами с различными типами нагрузки и «Контроль». Согласно индексу вагосимпатического воздействия на сердечный ритм (LF/HF) мы разделили исследованную выборочную совокупность на группы. Распределение лиц с различным типом регуляции выглядело следующим образом: парасимпатотоники - 44,3%, эйтоники - 24,1%, симпатотоники - 31,7%

Анализ результатов генотипирования показал, что в изученной выборке частоты аллелей С и G полиморфного маркера 10830963 гена MTNR1B подчиняются закону Харди-Вайнберга х² = 1,33 (р > 0,05). Аналогичные результаты по частотам генотипов данного маркера ^10830963 были получены в исследовании маркера MTNRB1 для русского населения г. Санкт- Петербурга [27]. Частота генотипов полиморфного маркера 10830963 гена MTNR1B у обследованных индивидов различалась в зависимости от типа нагрузки (табл. 3). По результатам работы отмечено, группы «Сила» и «Скорость» статистически значимо отличались по частоте встречаемости генотипа GG от группы «Выносливость» (х² = 6,9; d Т. = 2, р = 0,01).

Средние значения временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма групп здоровых доноров, имеющих разные генотипы по маркеру 10830963 гена MTNR1B (СС, CG, GG), позволяют

судить о зависимости параметров сердечного ритма от носительства С или G аллеля (табл. 2). Чтобы определить эффект носительства аллеля G мы объединили группы носителей с генотипами CG и GG. Достоверных различий для группы здоровых доноров, гомозиготных по аллелю G полиморфного маркера 10830963гена MTNR1B по сравнению с носителями аллеля С не было обнаружено (табл. 2).

Обсуждение

При длительных однотипных нагрузках происходит не только формирование отдельных морфологических признаков и телосложения в целом, но и селекция индивидуумов, обладающих наиболее благоприятными для данного вида нагрузок морфометрическими и физическими качествами [10, 11]. В нашей работе приняли участие три группы здоровых доноров, разделенных по типу нагрузки, получаемой в ходе их трудовой деятельности Сердечный ритм здоровых доноров группы «выносливость» является более редким, что вызвано усилением парасимпатических влияний на водителя ритма первого порядка, возникающих в ответ на систематические нагрузки умеренной интенсивности. Результатом этого также являются большие величины минимальной -тт) и максимальной -тах) продолжительности R-R интервалов. Согласно нашим данным значения средней продолжительности (RRNN) и стандартного отклонения сердечных интервалов (SDNN) в группе «Выносливость» также преобладают над значениями групп «Быстрота» и «Сила». Нами не найдено ассоциаций кардиоритмографических показателей вариабельности сердечного ритма с полиморфным маркером -10830963 гена рецептора мелатонина 2 типа. Это может быть связано с небольшим объемом выборки. Во-вторых, метод оценки параметров сердечного ритма характеризуется значительным разбросом полученных значений [1-3, 6, 8, 9]

Стоит отметить, что анализ частот аллелей и генотипов полиморфного маркера -10830963 гена MTNR1B не выявил достоверных различий в группах мужчин с разной спортивной специализацией (табл. 3).

Ряд исследователей показали прямое влияние мелатонина на кровеносные сосуды [15, 19, 29]. Обнаружено, что вазодилатация при применении мелатонина происходит в аорте, легочном и пупочном сосудистом русле и брыжеечных артериях [19], тогда как вазоконстрикция происходит в изолированных коронарных сосудах и почечном сосудистом русле [31]. Данные эффекты были обусловлены как непосредственным взаимодействием препарата с центральной и периферической вегетативными системами [29] так и опосредованным эффектом мелатонина через специфические рецепторы [17].

Таблица 3

Встречаемость аллелей и генотиповполиморфного маркера гс10830963 гена MTNR1B

Полиморфизм MTNR1B - 10830963, расположенный в интроне 1 - это однонуклеотидная замена С-, которая связана с повышенной экспрессией MTNR 1В и уровнями мРНК в в-клетках поджелудочной железы. Эта мутация также приводит к нарушению секреции инсулина и повышению уровня глюкозы в плазме крови, независимо от возраста и ИМТ. Кроме того, повышенная экспрессия рецептора MTNR1B приводит к нарушению механизма высвобождения мелатонина, который может изменять тонус сосудов у млекопитающих [32]. Предыдущие исследования среди разных этнических групп не выявили какой-либо связи между носительством минорного аллеля MTNR1B 10830963 и сердечно-сосудистыми патологиями. В нашем исследовании также не обнаружено достоверное снижение частоты аллеля G в группе мужчин с повторяющейся циклической нагрузкой по сравнению с контролем и группами, предполагающими кратковременные нагрузки. Данный факт может быть связан с перестройкой метаболизма у доноров группы «Выносливость» по сравнению с контролем и группами «Скорость» и «Сила». Иные результаты были получены в ходе исследования по снижению веса у 722 пациентов с ожирением, проведенного в США [25]. Присутствие аллеля G маркера 10830963 было достоверно ассоциировано с повышенной одышкой при тестах нагрузки пациентов и с составом потребляемой пищи Мы не обнаружили ассоциаций между полиморфным маркером 10830963 гена MTNR 1В и отклонениями от нормы массы тела и ИМТ, а также параметров вариабельности сердечного ритма у исследуемых доноров. Полученное значение частоты минорного аллеля MTNR1B 10830963 0,36 выше, чем у шведов (0,262), афроамериканцев (0,091) и латиноамериканцев (0,215), но сходно с таковым в немецкой популяции (0,302) и ниже, чем в китайской выборке, (0,426) [14, 32]. Следовательно, частота аллелей 10830963 варьируется в зависимости от этнической принадлежности, что указывает на то, что эффект аллелей на функции сердца и сопутствующие заболевания проявляется в конкретных этнических группах и требует дальнейшего изучения

Литература

1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1). 2002. № 24. С. 6587.

2. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменения сердечного ритма при стрессе. М.: Наука, 1984. 221 с.

3. Белоцерковский З.Б. Эргометрические и кардиологические критерии физической работоспособности у спортсменов Советский спорт, 2009 174 с

4. Губин Д. Хронодиагностика и хронотерапия - основа персонализированной медицины // Тюменский медицинский журнал. 2019. Т. 21, № 1. С. 20-40.

5. Губин Д.Г., Коломейчук С.Н. Точность биологических часов, хронотип, здоровье и долголетие // Хрономедицинский журнал. (Тюменский медицинский журнал). 2019. Т. 21, № 2. С. 14-27. DOI: 10.36361/2307-4698-2019-21-2-14-27.

6. Иванов Г.Г., Баевский Р.М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001. №3. С. 108-127.

7. Мезенцева Л.В. Устойчивость физиологических функций и медицинские риски // Академический журнал Западной Сибири. 2018 Т 14, №1 С 51-55

8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода. Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002 290 с.

9. Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. СПб: Изд-во «Питер», 2000. 256 с.

10. Нифонтова О.Л., Гудков А.Б., Щербакова А.Э. Характеристика параметров ритма сердца у детей коренного населения Ханты- Мансийского автономного округа // Экология человека. 2007. №11. С.41-44.

11. Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы // Физиология человека. 2001. Т. 27. №6. С.95-101.

12. Пигарева С.Н. Сравнительный анализ динамики электромиографических показателей у лиц с разной физической подготовкой при интенсивной работе // Академический журнал Западной Сибири. 2019. Т. 15, №6. С. 6-8.

13. Похачевский А.Л. Михайлов В.М., Груздев А.А. и др. Функциональное состояние и адаптационные резервы организма // Вестник Новгородского государственного университета. 2006. Т. 35.С.11-15.

14. Andersson E.A., Holst B., Sparso T, et al. MTNR1B G24E variant associates with BMI and fasting plasma glucose in the general population in studies of 22,142 Europeans // Diabetes. 2010. V. 59. P 1539-1548.

15. Arangino S., Cagnacci A., Angiolucci M. et al. Effects of melatonin on vascular reactivity, catecholamine levels, and blood pressure in healthy men // Am J Cardiol. 1999. V. 83. P 1417-1419.

16. Claustrat B., Brun J., Chazot G. The basic physiology and pathophysiology of melatonin // Sleep Med Rev. 2005. V. 9. P 11-24.

17. Dominguez-Rodriguez A., Abreu-Gonzalez P, Sanchez-Sanchez J.J., et al. Melatonin and circadian biology in human cardiovascular disease // J Pineal Res. 2010. V. 49. P 14-22.

18. Dubocovich M. L. Melatonin receptors: role on sleep and circadian rhythm regulation // Sleep Med. 2007. V. 8. P 34-42.

19. Girouard H., Chulak C., Lejossec M. et al. Vasorelaxant eff ects of the chronic treatment with melatonin on mesenteric artery and aorta of spontaneously hypertensive rats // J Hypertens. 2001. V. 19.P 1369-1377.

20. Gubin D.G., Gubin G.D., Gapon L.I., Weinert D. Daily melatonin administration attenuates age-dependent disturbances of cardiovascular rhythms // Curr Aging Sci. 2016. V. 9, №1. P. 5-13.

21. Gubin D., Weinert D., Cornelissen G. Chronotheranostics and chronotherapy - frontiers for personalized medicine // Хрономе- дицинский журнал. (J. Chronomed). 2020. T 22, №1. P 3-23.

22. Holzapfel C., Siegrist M. Rank M., et al. Association of a MTNR1B gene variant with fasting glucose and HOMA-B in children and adolescents with high BMI-SDS // Eur. J. Endocrinol. 2011. V. 164. P 205-212.

23. HuangW., RamseyK. M., Marcheva B., et al. Circadian rhythms, sleep, and metabolism // J Clin Invest 2011 V 121 P 21332141

24. Liu C., Wu Y., Li H., et al. MTNR1B rs10830963 is associated with fasting plasma glucose, HbA1C and impaired beta-cell function in Chinese Hans from Shanghai // BMC Med Genet. 2010. V. 11. P 59.

25. Mirzaei K., Xu M., Qi Q. et al. Variants in Glucose- and Circadian Rhythm-Related Genes Affect the Response of Energy Expenditure to Weight-Loss Diets: The POUNDS LOST Trial // American Journal of Clinical Nutrition. 2014. V. 99. P 392-399.

26. Mьssig K., Staiger H, Machicao F, Hдring H.U., Fritsche A. Genetic variants in MTNR1B affecting insulin secretion // Ann. Med. 2010. V. 42. P 387-93.

27. Popova P.V., Klyushina A.A., Vasilyeva L.B., et al. Effect of genelifestyle interaction on gestational diabetes risk // Oncotarget. 2017 V 8 P 112024-112035

28. Reppert S.M., Weaver D.R., Godson C. Melatonin receptors step into the light: cloning and classification of subtypes // Trends in Pharmacological Sciences 1996 V 17 (3) P 100-2

29. Sahna E., Parlakpinar H., Ozturk F. et al. The protective effects of physiological and pharmacological concentrations of melatonin on renal ischemia-reperfusion injury in rats // Urol. Res. 2003. V. 31. P 188-193.

30. Sewerynek E. Melatonin and the cardiovascular system // Neuro Endocrinol Lett. 2002. V. 23. P 79-83.

31. Tunstall R.R., Shukla P, Grazul-Bilska A. et al. MT2-Receptors Mediate the Inhibitory Effects of Melatonin on Nitric Oxide-Induced Relaxation of Porcine Isolated Coronary Arteries // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2011. V. 336. P 127-133.

32. Wang H., Liu L., ZhaoJ., et al. Large scale meta-analyses of fasting plasma glucose raising variants in GCK, GCKR, MTNR1B and G6PC2 and their impacts on type 2 diabetes mellitus risk // PLoS One. 2013.V. 8: e67665.

33. XiaQ., Chen Z.X., Wang Y.C., et al. Association between the melatonin receptor 1B gene polymorphism on the risk of type 2 diabetes, impaired glucose regulation: a meta-analysis // PLoS One. 2012 V 7: e50107