Экспрессия HIF1a у лиц с полиморфизмом Pro 582 Ser при нормобарической гипоксии

ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск, Россия

Актуальность. В настоящее время известно, что при выполнении высокоинтенсивных физических нагрузок в организме возникает тканевая гипоксия или гипоксия нагрузки, толерантность к которой является одним из важнейших факторов, определяющих уровень общей и специальной физической работоспособности спортсменов. Ключевую роль в реакциях организма на гипоксию отводят гену HIF1α, который функционирует как основной регулятор кислородного гомеостаза, обеспечивая возможность быстрых и адекватных ответов на гипоксический стресс. HIF1α активируясь в физиологически важных местах регуляции кислородных путей, напрямую или опосредовано влияет на экспрессию множества генов, включая гены, регулирующие процесс ангиогенеза, вазомоторный контроль, энергетический метаболизм, эритропоэз и апоптоз.

В гене HIF1α обнаружен полиморфизм Pro 582 Ser, наличие которого ассоциировано с высокой устойчивостью клеток к гипоксии. Можно предположить, что наличие мутации в данном гене может влиять и на особенности его экспресиии при гипоксии, подавляя или наоборот- активизируя ее.

Цель исследования . Исходя из этого была поставлена задача: определить частоту встречаемости полиморфизма Pro582Ser в гене HIF1A в группе лиц не адаптированных и адаптированных к гипоксии нагрузки (спортсмены лыжники) и особенности его экспрессии на различных сроках гипоксического воздействия.

Материалы и методы. В исследовании участвовали 2 группы испытуемых в возрасте 18–22 лет. Первую группу составили спортсмены мужского пола (n=18), занимающиеся лыжными гонками на протяжении 2–8 лет и имеющие I спортивный разряд, звание кандидатов в мастера и мастеров спорта. Во вторую группу (контроль) вошли мужчины (n=12), не занимающиеся спортом. Все испытуемые дали добровольное согласие на проведение исследования. Аэробные возможности организма определяли прямым методом по уровню максимального потребления кислорода (МПК).

Для определения генетического полиморфизма и экспресии гена HIF1A образцы венозной крови брали утром, натощак в специализированной лаборатории в пробирки с EDTA – антикоагулянтом. Для выделения ДНК из лейкоцитов в венозной крови использовали набор реактивов «Проба НК» (НПФ «Литех», Россия). Определение генетического полиморфизма и экспрессии проводили методом полимеразно цепной реакции (ПЦР) в реальном времени на приборе CFX-96 BIO RAD (Россия). Для определения полиморфизма и экспрессии гена HIF1α использовали набор реактивов производства НПФ «Литех» (Россия).

Прерывистая нормобарическая гипоксическая тренировка проводилась с использованием гипоксикатора Тибет 4. Каждый сеанс ПНГТ включал в себя 6 гипоксических циклов (дыхание газовой смесью 10 % кислорода) по 5 минут, чередующихся с 5-ти минутными нормаксическими интервалами отдыха. Всего было проведено 20 ежедневных гипоксических тренировок.

Результаты. Результаты исследования показали, что частота встречаемости полиморфизма Pro 582 Ser в группе лиц не занимающихся спортом составляет 25 %, а в группе спортсменов-лыжников 55,5 %. При дальнейшем рассмотрении оказалось, что в группе спортсменов 1 разряда частота встречаемости мутаций Pro 582 Ser составляет 44,4 %, а в группе кандидатов в мастера и мастеров спорта 75 %. При сопоставлении этих результатов с уровнем работоспо собности спортсменов, оказалось, что МПК в контрольной группе составляет 42,4±8,4 мл*мин/кг, в группе спортсменов 1 разряда 57,8±5,3 мл*мин/кг, кандидатов в мастера спорта и мастеров спорта 72,5±4,3 мл*мин/кг. Кроме того, у лиц имеющих полиморфизм Pro 582 Ser уровень МПК в среднем оказался на 31 % выше, чем у лиц не имеющих его. Для определения зависимости экспрессии HIF1A от наличия полиморфизма Pro 582 Ser, все исследуемые были разделены на 2 группы: лица имеющие полиморфизм и не имеющие его.

Результаты исследования показали, что уровень экспрессии HIF1A до курса ПНГ в группе носителей полиморфизма Pro 582 Ser на 40% выше, чем у лиц не имеющих его. В дальнейшем, результаты исследований показали, что уже после однократного применения прерывистой нормобарической гипоксии экспрессия HIF1A в группе носителей полиморфизма Pro 582 Ser увеличилась                            в

2 раза, а после 10 сеансов в 2,5 раза, оставаясь повышенной вплоть до 20 суток гипоксической тренировки. Подобная динамика имеет место и у лиц не имеющих данного полиморфизма, однако в этой группе отмечены отличия в экспрессии HIF1A, которые варьировали в меньших пределах, увеличиваясь в диапазоне 1,7–2,3 раза.

Заключение. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют, что количество носителей полиморфизма Pro 582 Ser в гене HIF1A среди спортсменов выше, чем в группе лиц, не занимающихся спортом. При этом у носителей полиморфизма Pro 582 Ser уровень экспрессии HIF1A при нормобарической гипоксии выше, чем у лиц, не имеющих его, что можно полагать, определяет их повышенную устойчивость к дефициту O 2 и уровень общей физической работоспособности.