Психогенетические аспекты построения фармакотерапии в скоростно-силовых видах спорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Психогенетические аспекты построения фармакотерапии в скоростно-силовых видах спорта

В.В. Маринич, Н.В. Шепелевич,

Т.Л. Лебедь, А.В. Кардаш, Т.В. Маринич

Цель исследования предложить модель прогнозирования устойчивости к воздействию факторов риска перенапряжения и перетренированности в условиях предсоревновательной подготовки юных биатлонистов на основе оценки влияния полиморфизмов генов, опосредующих активность нейромедиаторных систем головного мозга (5НТТ, 5НТ2А, СОМТ), при мониторинге функционального состояния вегетативной нервной системы спортсменов.

Marinich V.V. Shepelevich N.V. Lebed T.L. Kardash A.V. Marinich V.

Psychogenetic aspects of pharmacotherapy in sports

Purpose of the study to propose a model for predicting resistance to the effects of overvoltage and overtraining risk factors in pre-competitive training conditions for biathlon junior athletes based on the evaluation of influence of polymorphisms of genes mediating the activity of the brain neurotransmitter systems (5HTT, 5HT2A, COMT), in monitoring the functional status of the autonomic nervous system athletes.

Keywords: Individualization of the training process, pharmacological support of an athlete, psychophysiological diagnosis of the state of the central nervous system of athletes, genetic screening.

Введение

Актуальность темы заключается в возможности изучения взаимосвязи распространенности полиморфизмов генов, регулирующих свойства нервной системы с психофизиологическими показателями спортсменов в различные периоды спортивной деятельности, для разработки прогностических критериев устойчивости спортсмена к физическим и психологическим нагрузкам, а также для разработки подходов к фармакологической коррекции и восстановления спортсменов.

1. Изучить и сравнить частоту встречаемости генетических вариантов генов 5НТТ, 5НТ2А, COMT.

2. Провести анализ ассоциаций полиморфных локусов генов с изменениями показателей состояния ЦНС и психологическими особенностями в период предсоревновательных нагрузок.

3. Предложить элементы комплексной модели прогноза устойчивости к действию факторов риска перенапряжения и перетренированности при оценке значимости генетических полиморфизмов, показателей психофизиологического и психологического статуса в предсоревновательный период подготовки.

4. Предложить мероприятия по фармакологической коррекции (профилактике перенапряжения) у обследованных.

Материалы и методы исследования

Забор биологического материала осуществляли с помощью специальных одноразовых стерильных зондов «Sarstedt» (Италия) путем соскоба клеток буккального эпителия с внутренней стороны щеки. Перед забором тщательно ополаскивали полость рта водой. Образцы хранили при температуре -20°С в течение нескольких месяцев.

Для определения размеров продуктов амплификации проводится электрофорез по методике, описанной в п. 2.6. Генотипу ЬЬ соответствуют фрагменты длиной 311 п.о., генотипу Ь8 два фрагмента длиной 311 и 267 п.о., а генотипу 88 фрагмент длиной 267 п.о.

Определение полиморфизма 0472А гена СОМТ

Для определения полиморфизма а472А гена сОМт проводится ПЦР со следующей парой праймеров (температура отжига 62°С).

Продуктами амплификации в данной ПЦР являются фрагменты ДНК длиной 96 п.о. Наличие замены а^А нуклеотида в 472-м положении гена сОМт создаёт сайт распознавания (с|Ата) для эндонуклеазы Ма III. Для детекции полиморфизма проводят обработку продукта ПЦР рестриктазой Ма III при 37°С в течение одного часа с последующим электрофорезом продуктов рестрикции согласно п. 2.6 в 3%-ном агарозном геле. Генотипу аа соответствуют 2 фрагмента длиной 83 и 13 п.о., генотипу аА четыре фрагмента длиной 83, 65, 18 и 13 п.о., а генотипу АА 3 фрагмента длиной 65, 18 и 13 п.о. В связи со сложностью электрофоретического разделения фрагментов 18 и 13 п.о. (разница всего 5 нуклеотидов) на электрофореграмме для генотипа аА возможно будут заметны только три полосы (83, 65 и ~18 п.о.), а для генотипа АА две размером 65 и ~18 п.о.

Продуктами амплификации в данной ПЦР являются фрагменты ДНК длиной 428 п.о. Наличие замены С^-Т нуклеотида в 102-м положении гена 5НГ2А создаёт сайт распознавания (с|саа) для эндонуклеазы М8рГ Для детекции этого полиморфизма проводят обработку продукта ПЦР рестриктазой М8р! при 37°С в течение одного часа.

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.

Психофизиологическая диагностика

Для диагностики и оценки психофизиологического состояния спортсменов проводилось изучение особенностей сенсомоторных и когнитивных функций с помощью психофизиологических методик, представленных в аппаратно-программном комплексе Нейрософт-Психотест (ООО «Нейрософт», г. Иваново).

В процессе исследования использовались следующие методики:

* «Простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР)»;

* «Помехоустойчивость»;

* «Реакция различения»;

Результаты исследования.

Распределение частот генотипов и аллелей в исследуемых группах спортсменов различных видов спорта.

Исследовались особенности нейродинамических процессов и психоэмоционального состояния спортсменов в предсоревновательный период подготовки под действием экстремальных физических нагрузок, а также анализ динамики этих параметров у носителей разных полиморфизмов генов 5НТТ, 5НТ2А и СОМТ (таблицы 1 3).

Таблица 1. Частота генотипов и аллелей по генетическому маркеру Ь/8 гена 5НТТ в группе спортсменок (п=21)

Таблица 2. Частота генотипов и аллелей по генетическому маркеру Т102С гена 5НТ2А в группе спортсменок

Таблица 3. Частота генотипов и аллелей по генетическому маркеру Уа1158Ме1 гена СОМТ в группе спортсменок

У спортсменов, сочетающих развитие выносливости и координации, отмечается практически равномерное сочетание встречаемости обоих аллелей (Ьи 8) данного гена, что дает преимущества в одном из развиваемых качеств, создавая при этом лимитирующий компонент развития другого требуемого (таблица 1). Это приводит к необходимости индивидуального подхода в тренировке дефицитарного лимитирующего фактора с учетом актуального психофизиологического состояния спортсмена в конкретной тренировочной или соревновательной ситуации.

Анализируя частоту встречаемости аллелей в группе спортсменок, наблюдается чаще аллель С, которая ассоциируется с подвижным типом нервной деятельности, что наиболее предпочтительно для видов спорта, развивающих скорость (таблица 2). Вариант ТТ гена 5НТ2А, ответственный за быстрое развитие усталости и снижение адаптации к нагрузкам, имел место у 38% обследованных, и это коррелирует с повышенным уровнем агрессивности и стрессогенным ухудшением глубины и длительности сна. Наличие в генотипе одного аллеля С ассоциировано с тревожностью.

В исследуемой выборке аллель G чаще встречается у 66,13%. Результаты исследований влияния функционального полиморфизма гена COMT на свойства личности неоднозначны (таблица 3). Одни из них указывают на ассоциацию аллеля Met (G) и/или генотипа Met/Met (GG) в гене СОМТ с повышенными значениями черт тревожного ряда, в то время как другие, наоборот, продемонстрировали снижение нейротизма у мужчинносителей данного генотипа в другой популяции.

При исследовании темперамента было выявлено, что высокоактивный генотип Уа1/Уа1 (АА), приводящий в итоге к пониженному уровню дофамина в синапсе, ассоциирован с более низким нейротизмом и более высоким уровнем согласия и добросовестности, чем другие генотипы в гене СОМТ.

Сравнение нейродинамических характеристик в группах обследованных спортсменок

Функциональное состояние ЦНС является важнейшим фактором как в тренировочном процессе спортсмена, так и в соревновательных условиях. Именно функциональное состояние ЦНС определяет поведение спортсмена и его возможности в динамике спортивных состязаний и его результативность.

Анализ результатов показателей ПЗМР

Время ПЗМР является одним из определяющих быстроту возникновения и исчезновения возбуждения и торможения психофизиологических показателей. Чем меньше время реакции и выше скорость ее протекания, тем более подвижна нервная система обследуемого и, наоборот, преобладание тормозных процессов в ЦНС проявляется в увеличении времени ПЗМР.

Уровень функциональных возможностей спортсменок находится в пределах состояния, характеризуемого как «незначительно сниженная работоспособность», границы которой от 2,0 до 3,7 усл. единиц.

С учетом данных об участии генов серотонинергической и дофаминергической систем в функционировании (мышление, моторика и скорость реакции) нервной системы представлялось целесообразным исследовать полиморфные локусы генов серотонинового и дофаминового обмена и особенностями нейродинамических процессов у обследованных спортсменок (таблица 5).

Таблица 4. Среднегрупповые показатели сенсомоторного реагирования и функционального состояния ЦНС в группе спортсменок (ПЗМР)

Проанализированные нами показатели ПЗМР у спортсменок в зависимости от их генотипов достоверно не отличались. Тем не менее, среднегрупповые показатели времени ПЗМР до и после нагрузки имели тенденцию к уменьшению у носителей генотипа СТ гена 5НТ2А, LL и гена 5НТТ, ББ и ГО гена АСЕ, ОО гена БАТ1.

Таблица 5. Время и уровень функциональных возможностей ПЗМР в группе спортсменок, носителей различных аллелей полиморфизмов LS гена 5НТТ, Т102С гена 5НТ2А, 1/Б гена АСЕ, О2319А гена БАТ1, О472А гена СОМТ (предсоревновательный мезоцикл)

*-- достоверные различия на уровне значимости p < 0.05

Обсуждение полученных результатов

Проведенное нами исследование позволило сравнить аллельный полиморфизм генов, опосредующих активность медиаторных систем головного мозга и данные мониторинга функционального состояния вегетативной нервной системы в выборках спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовом виде спорта. Функциональное состояние ЦНС определялось по времени простой зрительно-моторной реакции, отражающей обработку информации в структурах ЦНС. На функциональное состояние спортсменов в предсоревновательном периоде влияет уровень мотивации, текущее эмоциональное состояние и интенсивность утомления.

Рекомендации по результатам научных выводов

Рекомендации по преодолению перенапряжения в предсоревновательный период подготовки в различных видах спорта.

Для получения точного представления индивидуального текущего психофизиологического статуса спортсмена рекомендуется составление индивидуального профиля. При составлении индивидуального профиля в программу комплексного обследования должно быть включено:

* молекулярно-генетическая диагностика генов, опосредующих активность нейромедиаторных систем головного мозга (5НТТ (Ш), 5НТ2А (Т102С), СОМТ(Уа1158Ые1).

* мониторинг функционального состояния вегетативной нервной системы (ПЗМР, СЗМР).

На основании составленного профиля вырабатывается индивидуализированный подход, эффект которого на предсоревновательном периоде подготовки будет более выражен, если опираться на «сильные» стороны спортсмена. При регистрации эффекта перенапряжения рекомендовано корректировать учебно-тренировочный процесс с привлечением педагогических, медицинских (фармакологических) и психологических направлений, в зависимости от результата диагностики.

Предложены элементы комплексной модели прогноза устойчивости к действию факторов риска перенапряжения, включающие генетические, психофизиологические критерии (значения скоростей ЗМР и уровень ФВ), позволяющие разделить обследованных на 2 категории ВЫСОКОГО и НИЗКОГО риска и предполагающие коррекционные мероприятия.

Рекомендации по фармакологической поддержке

В соответствии с полученными данными считаем необходимым сформулировать некоторые принципы фармакологической поддержки:

1. Базовая фармакологическая поддержка, направленная на развитие качества выносливости, включающая следующие направления в соответствии с периодами подготовки:

* Поливитамины постоянно на протяжении нагрузок на выносливость.

* Терапевтические дозы витаминов С и Е во втягивающих микроциклах.

* Терапевтические дозы витамина В15 в базовых микроциклах.

* Антигипоксанты (янтарная кислота, коэнзим <510, актовегин) в базовых микроциклах.

* Антиоксиданты (мексидол, нейробутал, гипоксен) в базовых и предсоревновательных микроциклах.

* Препараты железа (100-150 мг в сутки) во втягивающих микроциклах.

* Коррекция энергетического баланса на протяжении нагрузок на выносливость.

2. Специальная фармакологическая поддержка, направленная на развитие специальной выносливости, включающая следующие направления в соответствии с периодами подготовки:

* Минералы (калий, магний, цинк).

* Иммуномодуляторы (кагоцел, бронхомунал).

* Кардиопротекторы (рибоксин).

* Анаболические средства (экдистерон).

3. Персонифицированные программы фармакологической поддержки.

* Профилактика потенциальных рисков перенапряжения центральных механизмов регуляции (носители генотипов риска перенапряжения ЦНС, диагностика перенапряжения ЦНС по показателям зрительномоторных реакций): ноотропы (например, ноотропил, фенибут), растительные седативные средства.

Список литературы

1. Антипова, О. С. Психофизиологический статус детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной деятельности: автореф. дис канд. биол. наук: 19.00.02 / О.С. Антипова; ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет». Кемерово, 2014.210 с.

2. Ассоциация полиморфизмов генов дофаминовой (БК02) и серотониновой (ИТК2Л) систем с личностными характеристиками подростков / В.И. Барский [и др.] // Гигиена и санитария. 2010. № 6. С. 47 -50.

3. Ахметов, И. И. Молекулярная генетика спорта: монография / И. И. Ахметов. М.: Советский спорт, 2009.268 с.

4. Генетический паспорт основа индивидуальной и предиктивной медицины / Под ред. В.С. Баранова. СПб.: Изд-во Н-Л, 2009. 528 с.

5. Губа, В. П. Комплексный подход в оценке функционального состояния профессиональных спортсменов / В. П. Губа, В. В. Маринич // Вестник спортивной науки. 2013. № 6. С. 47-52.

6. Губа, В. П. Талант и критические точки генотипа / В. П. Губа. М.: Наука и жизнь, 2013. С. 33.

7. Колесникова, Л. И. Гены нейромедиаторных систем и психоэмоциональные свойства человека: серотонинергическая система / Л. И. Колесникова, В. В. Долгих, А. С. Гомбоева // Бюллетень ВосточноСибирского научного центра Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук. 2011. № 5 (81). С. 212 21.

8. Копытов, А. В. Роль генетического полиморфизма транспортёра серотонина 5ИТТЬРЯ в прогредиентность алкоголизма у мужчин молодого возраста (в белорусской популяции) / А. В. Копытов, В. Г. Объедков, И. М. Голоенко // Психиатрия, психотерапия и клиническая психология.

2012. № 2. С. 118 123.

9. Кулиненков, О. С. Фармакологическая помощь спортсмену: коррекция факторов, лимитирующих спортивный результат / О.С. Кулиненков. М.: Советский спорт, 2007. 146 с.

10. Лебедь, Т. Л. Молекулярно-генетическое типирование полиморфизмов / Т. Л. Лебедь, П. М. Лазарев, И. Н. Гейчук // Сборник методических рекомендаций Пинск: ПолессГУ, 2011.72 с.

11. Психодиагностика функциональных состояний человека / Под ред. А.Б. Леонова. М., 2006. 495 с.

12. Поликанова, И. С. Психофизиологические и молекулярно-генетические корреляты утомления / И. С. Поликанова // Электронный журнал «Современная зарубежная психология» 2016. Том 5. № 4. С. 2435.

13. Чарыкова, И. А. Анализ особенностей сенсомоторного реагирования в условиях адаптации к физической активности разной направленности / И. А. Чарыкова, Е.А. Стаценко, Н.А. Парамонова // Медицинский журнал. 2009. № 4 С. 119 121.

14. Landolt, H.-P. Antagonism of serotonergic 5-HT2A/2C receptors: mutual improvement of sleep, cognition and mood / H.-P. Landolt, R. Wehrle // Eur. J. Neurosc. 2009. V.29. P.1795 1809.

15. Serotonin transporter promoter polymorphism, peripheral indexes of serotonin function, and personality measures in families with alcoholism / Stotenberg S.F., Twitchell G.R., Hanna G.L. et al. // Am. J. Med. Genet. -2002. Vol. 114. P. 230 234.

References

1. Antipova O.S. Psikhofiziologicheskiy status detey i podrostkov, zanimayushchikhsya razlichnymi vidami sportivnoy deyatel'nosti [Psychophysiological status of children and adolescents involved in various types of sports activities]. Abstract of Ph. D. thesis. Kemerovo, 2014, 210 p. (In Russian)

2. Barsky V.I. et al. Assotsiatsiya polimorfizmov genov dofa-minovoy (DRD2) i serotoninovoy (HTR2A) sistem s lichnostnymi kharakteristikami podrostkov [Association of gene polymorphisms of the dopamine (DRD2) and serotonin (HTR2A) systems with personality characteristics of adolescents]. Gigiyena i sanitariya. [Hygiene and Sanitation]. 2010, no. 6, pp. 47-50. (In Russian)

3. Akhmetov I. I. Molekulyarnaya genetika sporta [Molecular genetics of sport]. M.: Soviet sport, 2009, 268 p. (In Russian)

4. Geneticheskiy pasport osnova individual'noy i prediktivnoy meditsiny [Genetic passport the basis of individual and predictive medicine]. Ed. V.S. Baranov. St. Petersburg: Publishing house N-L, 2009, 528 p. (In Russian)

5. Guba V.P., Marinich V.V. Kompleksnyy podkhod v otsenke funktsional'nogo sostoyaniya professional'nykh sport-smenov [A comprehensive approach to assessing the functional state of professional athletes]. Vestnik sportivnoy nauki [Bulletin of sports science]. 2013, no. 6, pp. 47-52. (In Russian)

6. Guba V.P. Talant i kriticheskiye tochki genotipa [Talent and critical points of the genotype]. M.: Science and Life, 2013, pp. 33. (In Russian)

7. Kolesnikova L. I., Dolgikh V. V., Gomboeva A.S. Geny neyromediatornykh sistem i psikhoemotsional'nyye svoystva cheloveka: serotoninergicheskaya sistema [Genes of neurotransmitter systems and psychoemotional properties of a person: serotonergic system]. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy Akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the East Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2011, no. 5 (81), pp. 212-21. (In Russian)

8. Kopytov A. V., Obedkov V. G., Goloenko I. M. Rol' geneticheskogo polimorfizma transportera serotonina 5-HTTLPR v progrediyentnost' alkogolizma u muzhchin molodogo vozrasta (v beloruss-koy populyatsii) [The role of genetic polymorphism of the serotonin transporter 5HTTLPR in the progression of alcoholism in young men (in the Belarusian population)]. Psikhiatriya, psikhoterapiya i klinicheskaya psikhologiya [Psychiatry, psychotherapy and clinical psychology]. 2012, no. 2, pp. 118123. (In Russian)

9. Kulinenkov O.S. Farmakologicheskaya pomoshch'sportsmenu: korrektsiya.faktorov, limitiruyushchikh sportivnyy rezul'tat [Pharmacological assistance to an athlete: correction of factors limiting sports results]. M.: Soviet sport, 2007. 146 p. (In Russian)

10. Lebed T. L., Lazarev P. M., Geychuk I. N. Molekulyarno-geneticheskoye tipirovaniye polimorfizmov [Molecular genetic typing of polymorphisms]. Sbornik metodicheskikh rekomendatsiy [Collection of guidelines]. Pinsk: Poless State University, 2011. 72 p. (In Russian)

11. Psikhodiagnostika funktsional'nykh sostoyaniy cheloveka [Psychodiagnostics of human functional states]. Ed. A.B. Leonova. M., 2006, 495 p. (In Russian)

12. Polikanova I. S. Psikhofiziologicheskiye i molekulyarno-geneticheskiye korrelyaty utomleniya [Psychophysiological and molecular genetic correlates of fatigue]. Elektronnyy zhurnal «Sovremennaya zarubezhnaya psikhologiya» [Electronic journal "Modern Foreign Psychology"]. 2016. Vol. 5, no. 4, pp. 24-35. (In Russian)

13. Charykova I.A., Statsenko E.A., Paramonova N.A. Analiz osobennostey sensomotornogo reagirovaniya v usloviyakh adaptatsii k fizicheskoy aktivnosti raznoy napravlennosti [Analysis of the features of sensorimotor response in conditions of adaptation to physical activity of different directions]. Meditsinskiy zhurnal [Medical Journal]. 2009, no. 4, pp. 119 121. (In Russian)

14. Landolt H.-P., Wehrle R. Antagonism of serotonergic 5-HT2A/2C receptors: mutual improvement of sleep, cognition and mood. Eur. J. Neurosc. 2009. V.29, pp. 1795-1809.

15. Stotenberg S.F., Twitchell G.R., Hanna G.L. et al. Serotonin transporter promoter polymorphism, peripheral indexes of serotonin function, and personality measures in families with alcoholism. Am. J. Med. Genet. 2002. Vol. 114, pp. 230-234.

Размещено на Allbest.ru