Генетики составили профиль «идеального» марафонца

Рабдомиолиз — синдром, при котором клетки мышечной ткани разрушаются на фоне инфекций, травм или физических нагрузок. Несмотря на то, что пациентов, не имеющих осложнений, могут допускать к занятиям спортом, состояние повышает риск летального исхода, в том числе по причине почечной недостаточности или аритмии, особенно в теплых странах. При этом этиология рабдомиолиза изучена недостаточно: так, неясно, что отличает здоровых людей от пациентов при сопоставимой физической активности. Прошлые работы показали, что биомаркером синдрома может служить креатинкиназа — фермент, катализирующий из креатина и АТФ «топливо» организма в условиях физических нагрузок — креатинфосфат.

Ряд исследований также позволяет предположить, что устойчивость к мышечной слабости и ограничению диапазона движений, характерным для рабдомиолиза, связана с генетическими вариациями. В частности, известно, что у гомозиготных девочек уже на этапе эмбриогенеза ген α-актинин-3 (ACTN3), участвующий в стабилизации скелетных мышц, может содержать однонуклеотидный полиморфизм (SNP) rs1815739. Кроме того, тяжесть симптоматики может быть связана с семейством инсулиноподобных факторов роста (IGF), помимо прочего, опосредующих действие соматотропного гормона. Так, согласно статье 1985 года, полиморфизмы IGF2 способны снижать риск повреждения мышц.

Чтобы проверить гипотезу о корреляции между креатинкиназой и рабдомиолизом, а также оценить связь синдрома с генетическими вариациями, сотрудники Лаборатории автономной и нагрузочной физиологии провели эксперимент с 67 участниками марафона Rock'n'Roll Madrid Marathon 2015 года. За сутки до гонки и сразу после нее испытуемые совершали два прыжка в высоту с максимальным усилием на силовой платформе, после чего ученые брали у них образцы крови. Биоматериал изучался на уровень креатинкиназы и полигенные сочетания полиморфизмов семи генов: ACTN3 (rs1815739), IGF2 (s3213221), ACE (rs4340), CKMM (rs1803285), IL6 (rs1800795), MLCK (rs28497577) и TNFα (rs1800629).

Влияние SNPs оценивалось по шкале от 0 до 2, где 0 — высокие уровни креатинкиназы, 1 — среднестатистический уровень и 2 — низкие уровни креатинкиназы. Дополнительно атлеты оценили субъективное ощущение физической нагрузки по шкале Борга и боли в ногах — по визуальной аналоговой шкале. Согласно результатам, в среднем более высокий суммарный балл по шкале полиморфизмов получили спортсмены из группы с первоначально низким (менее 400 единиц на литр крови) уровнем фермента: 5,2 ± 1,4 против 4,4 ± 1,7 при повышенной (более 400 единиц) креатинкиназе. Схожая корреляция наблюдалась для миоглобина — белка, рост которого также ассоциируется с рабдомиолизом.

Примечательно, что уровень боли и нагрузки, уменьшение высоты прыжка и увеличение усилия, которое для него требовалось до и после гонки, в обеих группах были сопоставимы. По мнению авторов, полученные данные подтверждают, что креатинкиназа и миоглобин, обусловленные общим влиянием указанных полиморфизмов, могут служить биомаркерами синдрома. В будущем такой генетический профиль может использоваться при оценке готовности спортсменов к соревнованиям. Между тем ранее ученые неоднократно указывали на положительные эффекты бега. Так, у людей подобные виды активности связаны с объемом головного мозга, а мышей бег защитил от раковых опухолей.

Результаты работы представлены в журнале PLoS ONE.