Ученые нашли генетический коррелят силы хвата

Важным критерием физического развития человека выступает сила хвата. Так, в рамках тестов со статической нагрузкой она позволяет сравнительно надежно предсказывать качество жизни в пожилом возрасте и даже статус пациентов после оперирования перелома проксимального эпифиза бедра. Кроме того, ослабление хвата, как считается, может указывать на повышенный риск болезней сердечно-сосудистой системы и смертности. Признак при этом обладает высокой наследуемостью — 30–65 процентов, однако до сих пор его генетический коррелят неясен. Из-за относительно небольших выборок (до 27 тысяч человек) результаты таких исследований — на сегодняшний день проведено два — остаются ненадежны.

Для уточнения генетического коррелята силы хвата авторы новой работы использовали данные двух крупных проектов — Биобанка Великобритании (UK Biobank) и CHARGE (всего — восемь дополнительных исследований). В конечную выборку вошли образцы 195 180 человек в возрасте от 20 лет, большинство из которых, однако, были значительно старше, а среди участников UK Biobank при этом отсутствовали неевропейцы. Сила хвата последних измерялась посредством кистевого динамометра, после чего сопоставлялась с полом, возрастом и индексом массы тела (ИМТ) с помощью байесовской сети. Биоматериалы ученые анализировали путем полногеномного поиска ассоциаций.

Результаты показали, что наследуемость однонуклеотидных вариаций (SNV), связанных с признаком, несколько меньше, чем считалось ранее, — около 23,9 процента. На первом этапе анализ только образцов из Биобанка позволил авторам выделить 21, а включение в рассмотрение 53 145 остальных человек — сократить показатель до 16 специфических локусов. К универсальным высокочастотным они отнесли вариации в генах POLD3, TGFA, ERP27, HOXB3, GLIS1, PEX14, MGMT, LRPPRC, SYT1, GBF1, KANSL1, SLC8A1, IGSF9B, ACTG1. Реже ассоциацию с силой хвата демонстрировали вариации DEC1 и HLA-генов. Примечательно, что в сумме их положительная корреляция была сильнее у мужчин и не наблюдалась для возраста.

Известно, что ряд из указанных локусов участвуют в поддержании мышечного тонуса. Так, ACTG1 влияет на скелетные мышцы через дистрофин-ассоциированный гликопротеиновый комплекс, нарушение работы которого может приводить к дистрофии. SLC8A1, в свою очередь, определяет электромеханическое сопряжение (сокращение, обусловленное потенциалом действия клеточных мембран в волокнах), тогда как мутации в PEX14 сопровождаются пероксисомными болезнями, одним из симптомов которых выступает мышечная слабость. Последующий анализ также выявил 25 транскриптов (РНК), которые экспрессируются минимум в одном типе тканей, связанных с силой хвата, включая мозг, и коррелируют между собой.

Дополнительно авторы проверили гипотезу о причинно-следственной связи между силой хвата и риском смерти. Ни для сердечно-сосудистых заболеваний, ни для всех причин она не подтвердилась. В то же время с генетическими маркерами признака положительно коррелировала минеральная плотность головки бедренной кости (она расположена на проксимальном эпифизе, реабилитация после перелома которого, как сообщалось выше, может отслеживаться по силе рук). Полученные данные проясняют вклад генетических факторов в физическое развитие и их связь с возрастными нарушениями и смертностью.

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

На днях ученые также выяснили, какой уровень отягощения помогает быстрее развить физическую силу.