«Ульяновский медико-биологический журнал»

PHYSIOLOGY

Download  article

DOI 10.34014/2227-1848-2020-1-96-107

 

ASSOCIATION OF BDKRB2 AND ACE GENE POLYMORPHISM WITH ERYTHROCYTE ADRENOREACTIVITY IN YOUNG MEN WITH DIFFERENT MOTOR ACTIVITY

A.Z. Dautova1, E.A. Khazhieva2, V.G. Shamratova3, L.Z. Sadykova3

1 Ural State University of Physical Culture, Ufa, Russia;

2 Bashkir State University, Ufa, Russia;

3 Bashkir State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation, Ufa, Russia

 

The aim of the paper was to study the association of polymorphic variants of rs4646994 (I/D) of the angiotensin converting enzyme gene (ACE) and rs5810761 (+9/-9) of the bradykinin B2 receptor gene (BDKRB2) with erythrocyte adrenoreactivity (ARE) in athletes and untrained young men.

Materials and Methods. The study involved 61 young men (aged 21–23) with different levels of motor activity (MA). ARE was evaluated according to the erythrocyte sedimentation rate (ESR) change under adrenaline in vitro at final concentrations 10-5, 10-6, 10-7, 10-9, 10-11, 10-13 g/ml of venous blood. According to the effect observed and ESR shifts under adrenaline, we distinguished 3 ARE types: antiaggregative (AnAg), areactive (Ar) and aggregative (Ar).

Results. The results of comparative and correlation analyses demonstrated that young athletes with +9/-9 (BDKRB2) genotype were characterized by a higher aggregative resistance of erythrocytes to the effects of both physiological (<10-9 g/ml) (physiological adrenaline concentration, PAC) and stressful doses (>10-9 g/ml) of adrenaline (stress adrenaline concentration, SAC), as well as by predominance of AnAg and Ar ARE types. In athletes, among the representatives of different genotypes of АСЕ gene I/D polymorphism, the erythrocyte response to adrenaline did not have any statistically significant differences. In physically inactive students, namely individuals with the D/D genotype, maximal ESR deviation under PAC was less than in those with I/D genotype.

Conclusion. Athletes with *-9 allele (+9/-9 genotype) in their genotype can be considered more stress-resistant, which is provided by optimal adaptive and compensatory body mechanisms. Apparently, resistance of cells to the adrenaline contributes much to the work of these mechanisms. As for the ACE gene polymorphism, its effect on the suspension characteristics of erythrocytes is less pronounced not only in physically inactive young men, but in athletes as well.

Keywords: erythrocyte adrenoreactivity (ARE), stress tolerance, β2 bradykinin receptor gene (BDKRB2), angiotensin converting enzyme (ACE) gene, motor activity.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

 

References

  1. Ahmetov I.I., Egorova E.S., Gabdrakhmanova L.J., Fedotovskaya O.N. Genes and Athletic Performance: An Update. Genetics and Sports. 2016; 61: 41–54.

  2. Peplonska B., Adamczyk J.G., Siewierski M., Safranow K., Maruszak A., Sozanski H., Gajewski A.K., Zekanowski C. Genetic variants associated with physical and mental characteristics of the elite athletes in the Polish population. Scand. J. Med. Sci. Sports. 2017; 27 (8): 788–800.

  3. Puthucheary Z., Skipworth J.R., Rawal J. Genetic influences in sport and physical performance. Sports medicine. 2011; 10 (41): 845–859.

  4. Papadimitriou L.D., Lucia A., Pitsiladis Y.P., Pushkarev V.P. ACTN3 R577X and ACE I/D gene variants influence performance in elite sprinters: a multi-cohort study. BMC Genomics. 2016; 17: 285–293.

  5. Dautova A.Z., Shamratova V.G., Vorob'eva E.V. Assotsiatsiya polimorfizmov genov ASE, SMA1 i BDKRB2 s sostoyaniem kislorodtransportnoy sistemy organizma u yunoshey s raznym urovnem dvigatel'noy aktivnosti [Association of ACE, CMA1 and BDKRB2 gene polymorphisms with oxygen transport system in young men with different levels of motor activity]. Zhurn. med.-biol. issledovaniy. 2019; 3 (7): 251–260 (in Russian).

  6. Stryuk R.I., Dlusskaya I.G. Adrenoreaktivnost' i serdechno-sosudistaya sistema [Adrenoreactivity and cardiovascular system]. Moscow: Meditsina; 2003. 160 (in Russian).

  7. Tsirkin V.I., Gromova M.A., Kolgina D.A., Mikhaylova V.I., Plenusova Ya.K. Otsenka adrenoreaktivnosti eritrotsitov, osnovannaya na sposobnosti adrenalina povyshat' skorost' agglyutinatsii eritrotsitov [Assessment of red blood cell adrenoreactivity based on adrenaline ability to increase hemagglutination]. Fundamental'nye issledovaniya. 2008; 7: 59–60 (in Russian).

  8. Efremova R.I., Voronina G.A. Adrenoreaktivnost' kak kriteriy otsenki funktsional'nogo sostoyaniya organizma [Adrenoreactivity as a criterion for assessing functional state of the body]. Vestnik NGU. Ser. Biologiya, klinicheskaya meditsina. 2010; 1 (8): 138–141 (in Russian).

  9. Khazipova I.R., Shamratova V.G. Svyazi adrenoreaktivnosti eritrotsitov s sostoyaniem kislorodtransportnoy sistemy organizma i fizicheskoy vynoslivost'yu studentov [Relationship of red blood cell adrenoreactivity with oxygen transport system and students’ physical endurance]. Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. 2012; 12: 235–242 (in Russian).

  10. Khazipova I.R., Shamratova V.G. Sposob otsenki adrenoreaktivnosti eritrotsitov [Method for erythrocyte adrenoreactivity assessment]: patent RF № 2011122065/15; 2012 (in Russian).

  11. Korotaeva K.N., Vyaznikov V.A., Tsirkin V.I., Kostyaev A.A. Vliyanie syvorotki krovi cheloveka na sokratimost' i β-adrenoreaktivnost' izolirovannogo miokarda cheloveka. [Effect of human serum on contractility and β-adrenoreactivity of isolated human myocardium]. Fiziologiya cheloveka. 2011; 3 (37): 83–91 (in Russian).

  12. Mathew C.C., Walker J.M., ed. Methods in Molecular Biology. 1984; 2: 31–34.

  13. Rogozkin V.A. Geny-markery predraspolozhennosti k skorostno-silovym vidam sporta [Genetic markers predisposing to high-speed power sports]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2005; 1: 2–4 (in Russian).

  14. Thompson W.R. Association of genetic factors with selected measures of physical performance. Phys. Ther. 2006; 86: 585–591.

  15. Maslennikova Yu.L., Mikhaylov P.V. Sravnitel'nyy analiz polimorfizma gena retseptora bradikinina (BDKRB2) u zhenshchin i muzhchin s raznym urovnem nespetsificheskoy rabotosposobnosti [Comparative analysis of bradykinin receptor gene (BDKRB2) polymorphism in females and males with different levels of non-specific working capacity]. Yaroslavskiy pedagogicheskiy vestnik. 2011; 4: 113 (in Russian).

  16. Kayashima Y., Smithies O., Kakoki M. Kinins – the kallikrein-kinin system and oxidative stress. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 2012; 21: 92–97.

  17. Gu W. Association of the bradykinin receptors genes variants with hypertension: a case–control study and meta-analysis. Clinical and Experimental Hypertension. 2016; 38: 100–106.

  18. Williams A.G., Dhamrait S.S., Wootton P.T. Bradykinin receptor gene variant and human physical performance. J. Appl. Physiol. 2004; 96 (3): 938–942.

  19. Zmijewski P., Grenda A., Leonska-Duniec A., Ahmetov I. I., Orysiak J., Cieszczyk P. Effect of BDKRB2 Gene -9/+9 Polymorphism on Training Improvements in Competitive Swimmers. Journal of strength and conditioning research. 2016; 30 (3): 665–671.

  20. Saunders C.J., Xenophontos S.L., Cariolou M.A., Anastassiades L.C., Noakes T.D., Collins M. The bradykinin beta 2 receptor (BDKRB2) and endothelial nitric oxide synthase 3 (NOS3) genes and endurance performance during Ironman Triathlons. Hum. Mol. Genet. 2006; 15 (6): 979–987.

Received 17 May 2019; accepted 11 November 2019.

 

Information about the authors

Dautova Al'bina Zufarovna, Candidate of Sciences (Biology), Senior Lecturer, Chair of Physiology and Sports Medicine, Bashkir Institute of Physical Culture, Ural State University of Physical Culture. 450077, Russia, Ufa, Kommunisticheskaya Street, 67; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-3069-2178

Khazhieva Evgeniya Aleksandrovna, Postgraduate Student, Chair of Physiology and General Biology, Bashkir State University. 450076, Russia, Ufa, Zaki Validi Street, 32; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-3964-8934

Shamratova Valentina Gusmanovna, Doctor of Sciences (Biology), Professor, Bashkir State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 450008, Russia, Ufa, Lenin Street, 3; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-7633-4264

Sadykova Liliya Zufarovna, 6th-year student, Bashkir State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 450008, Russia, Ufa, Lenin Street, 3; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0001-8790-6857

 

For citation

Dautova A.Z., Khazhieva E.A., Shamratova V.G., Sadykova L.Z. Assotsiatsiya polimorfizmov genov BDKRB2 i ASE s adrenoreaktivnost'yu eritrotsitov u yunoshey s raznoy dvigatel'noy aktivnost'yu [Association of BDKRB2 and ACE gene polymorphism with erythrocyte adrenoreactivity in young men with different motor activity]. Ulyanovsk Medico-Biological Journal. 2020; 1: 96–107. DOI: 10.34014/2227-1848-2020-1-96-107 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 612.23:796:575.164

DOI 10.34014/2227-1848-2020-1-96-107

 

АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ BDKRB2 И АСЕ С АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬЮ ЭРИТРОЦИТОВ У ЮНОШЕЙ С РАЗНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

А.З. Даутова1, Е.А. Хажиева2, В.Г. Шамратова3, Л.З. Садыкова3

1 ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет физической культуры», г. Уфа, Россия;

2 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет», г. Уфа, Россия;

3 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа, Россия

 

Цель работы – изучить ассоциацию полиморфных вариантов rs4646994 (I/D) гена ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ) и rs5810761 (+9/-9) гена рецептора брадикинина 2 типа (BDKRB2) с адренореактивностью эритроцитов (АРЭ) у спортсменов и юношей, ведущих физически малоактивный образ жизни.

Материалы и методы. В исследовании принял участие 61 юноша с разным уровнем двигательной активности (ДА) в возрасте 21–23 лет. Оценку АРЭ проводили по изменению скорости оседания эритроцитов (СОЭ) под действием адреналина in vitro в конечных концентрациях 10-5, 10-6, 10-7, 10-8, 10-9, 10-11, 10-13 г/мл венозной крови. По характеру наблюдаемого эффекта в соответствии с направленностью сдвигов СОЭ в присутствии адреналина мы выделили 3 типа АРЭ: антиагрегационный (АнАг), ареактивный (Ар) и агрегационный (Аг).

Результаты. По результатам сравнительного и корреляционного анализа установлено, что юноши-спортсмены с генотипом +9/-9 (BDKRB2) характеризуются более высокой агрегативной устойчивостью эритроцитов к воздействию как физиологических (10-9 г/мл и ниже), так и повышенных (стрессовых) доз (выше 10-8 г/мл крови) адреналина, а также преобладанием АнАг- и Ар-типов АРЭ. У представителей разных генотипов полиморфизма I/D гена АСЕ реакция эритроцитов на адреналин не имела статистически значимых различий в группе спортсменов, тогда как в группе малоактивных студентов у лиц с генотипом D/D максимальное отклонение СОЭ при ФКА было меньше, чем при генотипе I/D.

Выводы. Спортсменов, имеющих в своём генотипе аллель *-9 (+9/-9 генотип), можно считать более стрессоустойчивыми, что обеспечивается оптимальными адаптивно-компенсаторными механизмами организма, существенная роль в обеспечении которых, по-видимому, принадлежит устойчивости клеток к действию адреналина. Что касается полиморфизма гена АСЕ, то его влияние на суспензионные характеристики эритроцитов выражено слабее не только у физически малоактивных юношей, но и у спортсменов.

Ключевые слова: адренореактивность эритроцитов (АРЭ), стрессоустойчивость, ген рецептора брадикинина β2 (BDKRB2), ген ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ), двигательная активность.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

 

Литература

  1. Ahmetov I.I., Egorova E.S., Gabdrakhmanova L.J., Fedotovskaya O.N. Genes and Athletic Performance: An Update. Genetics and Sports. 2016; 61: 41–54.

  2. Peplonska B., Adamczyk J.G., Siewierski M., Safranow K., Maruszak A., Sozanski H., Gajewski A.K., Zekanowski C. Genetic variants associated with physical and mental characteristics of the elite athletes in the Polish population. Scand. J. Med. Sci. Sports. 2017; 27 (8): 788–800.

  3. Puthucheary Z., Skipworth J.R., Rawal J. Genetic influences in sport and physical performance. Sports medicine. 2011; 10 (41): 845–859.

  4. Papadimitriou L.D., Lucia A., Pitsiladis Y.P., Pushkarev V.P. ACTN3 R577X and ACE I/D gene variants influence performance in elite sprinters: a multi-cohort study. BMC Genomics. 2016; 17: 285–293.

  5. Даутова А.З., Шамратова В.Г., Воробьева Е.В. Ассоциация полиморфизмов генов АСЕ, СМА1 и BDKRB2 с состоянием кислородтранспортной системы организма у юношей с разным уровнем двигательной активности. Журн. мед.-биол. исследований. 2019; 3 (7): 251–260.

  6. Стрюк Р.И., Длусская И.Г. Адренореактивность и сердечно-сосудистая система. М.: Медицина; 2003. 160.

  7. Циркин В.И., Громова М.А., Колгина Д.А., Михайлова В.И., Пленусова Я.К. Оценка адренореактивности эритроцитов, основанная на способности адреналина повышать скорость агглютинации эритроцитов. Фундаментальные исследования. 2008; 7: 59–60.

  8. Ефремова Р.И., Воронина Г.А. Адренореактивность как критерий оценки функционального состояния организма. Вестник НГУ. Сер. Биология, клиническая медицина. 2010; 1 (8): 138–141.

  9. Хазипова И.Р., Шамратова В.Г. Связи адренореактивности эритроцитов с состоянием кислородтранспортной системы организма и физической выносливостью студентов. Вестник Челябинского государственного педагогического университета. 2012; 12: 235–242.

  10. Хазипова И.Р., Шамратова В.Г. Способ оценки адренореактивности эритроцитов: патент РФ № 2011122065/15; 2012.

  11. Коротаева К.Н., Вязников В.А., Циркин В.И., Костяев А.А. Влияние сыворотки крови человека на сократимость и β-адренореактивность изолированного миокарда человека. Физиология человека. 2011; 3 (37): 83–91.

  12. Mathew C.C., Walker J.M., ed. Methods in Molecular Biology. 1984; 2: 31–34.

  13. Рогозкин В.А. Гены-маркеры предрасположенности к скоростно-силовым видам спорта. Теория и практика физической культуры. 2005; 1: 2–4.

  14. Thompson W.R. Association of genetic factors with selected measures of physical performance. Phys. Ther. 2006; 86: 585–591.

  15. Масленникова Ю.Л., Михайлов П.В. Сравнительный анализ полиморфизма гена рецептора брадикинина (BDKRB2) у женщин и мужчин с разным уровнем неспецифической работоспособности. Ярославский педагогический вестник. 2011; 4: 113.

  16. Kayashima Y., Smithies O., Kakoki M. Kinins – the kallikrein-kinin system and oxidative stress. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 2012; 21: 92–97.

  17. Gu W. Association of the bradykinin receptors genes variants with hypertension: a case-control study and meta-analysis. Clinical and Experimental Hypertension. 2016; 38: 100–106.

  18. Williams A.G., Dhamrait S.S., Wootton P.T. Bradykinin receptor gene variant and human physical performance. J. Appl. Physiol. 2004; 96 (3): 938–942.

  19. Zmijewski P., Grenda A., Leonska-Duniec A., Ahmetov I. I., Orysiak J., Cieszczyk P. Effect of BDKRB2 Gene -9/+9 Polymorphism on Training Improvements in Competitive Swimmers. Journal of strength and conditioning research. 2016; 30 (3): 665–671.

  20. Saunders C.J., Xenophontos S.L., Cariolou M.A., Anastassiades L.C., Noakes T.D., Collins M. The bradykinin beta 2 receptor (BDKRB2) and endothelial nitric oxide synthase 3 (NOS3) genes and endurance performance during Ironman Triathlons. Hum. Mol. Genet. 2006; 15 (6): 979–987.

Поступила в редакцию 17.05.2019; принята 11.11.2019.

 

Авторский коллектив

Даутова Альбина Зуфаровна – кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры физиологии и спортивной медицины, Башкирский институт физической культуры (филиал) ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет физической культуры». 450077, Россия, г. Уфа, ул. Коммунистическая, 67; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3069-2178

Хажиева Евгения Александровна – аспирант кафедры физиологии и общей биологии, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет». 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3964-8934

Шамратова Валентина Гусмановна – доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России. 450008, Россия, г. Уфа, ул. Ленина, 3; е-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7633-4264

Садыкова Лилия Зуфаровна – студентка 6 курса, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России. 450008, Россия, г. Уфа, ул. Ленина, 3; е-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8790-6857

 

Образец цитирования

Даутова А.З., Хажиева Е.А., Шамратова В.Г., Садыкова Л.З. Ассоциация полиморфизмов генов BDKRB2 и АСЕ с адренореактивностью эритроцитов у юношей с разной двигательной активностью. Ульяновский медико-биологический журнал. 2020; 1: 96–107. DOI: 10.34014/2227-1848-2020-1-96-107.