Preview

Спортивная медицина: наука и практика

Расширенный поиск

Повреждение мышц, вызванное физическими упражнениями: роль полиморфизма гена ACTN3

https://doi.org/10.17238/ISSN2223-2524.2020.2.41

Полный текст:

Аннотация

Известны различные виды повреждений мышц (судорога, контрактура, растяжение, надрыв и разрыв мышцы) от которых не застрахованы даже самые опытные спортсмены. В настоящее время уже известны определенные вариации генов или полиморфизмы, связанные с повреждением мышц, вызванным физической нагрузкой (то есть люди с определенными генотипами испытывают большее повреждение мышц и нуждаются в более длительном восстановлении после напряженных упражнений). Данный обзор сфокусирован на полиморфизме гена ACTN3 (Alpha-actinin-3 R577X, rs1815739), играющего важную роль в начальной фазе повреждения мышц, вызванных физическими упражнениями. Знания о том, как кто-то может ответить на определенный тип упражнений может помочь тренерам индивидуализировать тренировочные упражнения своих спортсменов и, тем самым, снизить риск травм, связанных с перегрузкой. Цель этого обзора - дать критический анализ литературы, касающейся полиморфизма гена ACTN3, связанного с повреждением мышц, вызванным физической нагрузкой, как у молодых, так и у пожилых людей, и выделить потенциальные механизмы, лежащие в основе этих ассоциаций, что обеспечит лучшее понимание повреждений мышц, вызванных физическими упражнениями.

Об авторах

Е. В. Ореховская
ФГБОУ ВО Кемеровский государственный университет, Министерство науки и высшего образования РФ
Россия

Ореховская Евгения Владимировна, преподаватель кафедры физического воспитания факультета физической культуры и спорта 

Кемерово



А. В. Минин
ФГБОУ ВО Кемеровский государственный университет, Министерство науки и высшего образования РФ
Россия

Минин Артем Вячеславович, студент Института фундаментальных наук 

+7(923)616-45-52

Кемерово



Список литературы

1. Hyldahl RD, Hubal MJ. Lengthening our perspective: morphological, cellular and molecular respones to eccentric exercise // Muscle Nerve. 2014. Vol.49, №2. P.155-170.

2. Peake J, Nosaka KK, Suzuki K. Characterization of infl ammatory responses to eccentric exercise in humans // Exerc Immunol Rev. 2005. Vol.11. P.64-85.

3. Baird MF, Graham SM, Baker JS, Bickerstaff GF. Creatine-kinase- and exercise-related muscle damage implications for muscle performance and recovery // J Nutr Metab. 2012, 960363.

4. Brown S, Day S, Donnelly A. Indirect evidence of human skeletal muscle damage and collagen breakdown aft er eccentric muscle actions // J Sports Sci. 1999. Vol.17, №5. P.397-402.

5. Roig M, O’Brien K, Kirk G, Murray R, McKinnon P, Shadgan B, Reid WD. Th e eff ects of eccentric versus concentric resistance training on muscle strength and mass in healthy adults: a systematic review with meta-analyses // Br J Sports Med. 2009. Vol.43, №8. P.556-568.

6. Peake JM, Neubauer O, Della Gatta PA, Nosaka K. Muscle damage and infl ammation during recovery from exercise // J. Appl Physiol. 2017. Vol.122, №3. P.559-570.

7. Hill EC, Housh TJ, Keller JL, Smith CM, Schmidt RJ, Johnson G. Early phase adaptations in muscle strength and hypertrophy as a result of low-intensity blood fl ow restriction resistance training // Eur J Appl Physiol. 2018. Vol.118, №9, P.1831-1843.

8. Chavez LO, Leon M, Einav S, Varon J. Beyond muscle destruction: a systematic review of rhabdomyolysis for clinical practice // Crit Care. 2016. Vol.20, №1. P.135.

9. Paulsen G, Benestad HB. Muscle soreness and rhabdomyolysis // Tidsskr Nor Laegeforen. 2019. Vol.139. P.10.

10. Clarkson PM, Hoff man EP, Zambraski E, Gordish-Dressman H, Kearns A, Hubal M, Harmon B, Devaney JM. ACTN3 and MLCK genotype associations with exertional muscle damage // J Appl Physiol. 2005. Vol.99, №2. P.564-569.

11. Conceição MS, Libardi CA, Nogueira FRD, Bonganha V, Gáspari AF, Chacon-Mikahil MPT, Cavaglieri CR, Madruga VA. Eff ects of eccentric exercise on systemic concentrations of pro- and anti-infl ammatory cytokines and prostaglandin (E2): comparison between young and postmenopausal women // Eur J Appl Physiol. 2012. Vol.112, №9. P.3205-13.

12. Pickering C, Kiely J. ACTN3: More than Just a Gene for Speed // Front Physiol. 2017. Vol.8. P.1080.

13. Broos S, Malisoux L, Th eisen D, Van Th ienen R, Francaux M, Th omis MA, Deldicque L. Th e stiff ness response of type IIa fi bres aft er eccentric exercise-induced muscle damage is dependent on ACTN3 r577X polymorphism // Eur J Sport Sci. 2019. Vol.19, №4. P.480- 489.

14. Del Coso J, Hiam D, Houweling P, Pérez LM, Eynon N, Lucia A. More than a ‘speed gene’: ACTN3 R577X genotype, trainability, muscle damage, and the risk for injuries // Eur J Appl Physiol. 2019. Vol.119, №1. P.49-60.

15. Heff ernan SM, Kilduff LP, Erskine RM, Day SH, Stebbings GK, Cook CJ, Raleigh SM, Bennet MA, Wang G, Collins M, Pitsiladis YP, Williams AG. COL5A1 gene variants previously associated with reduced soft tissue injury risk are associated with elite athlete status in rugby // BMC Genomics. 2017. Vol.18, №8. P.820.

16. Bell RD, Shultz SJ, Wideman L, Henrich VC. Collagen gene variants previously associated with anterior cruciate ligament injury risk are also associated with joint laxity // Sports Health. 2012. Vol.4, №4. P.312-8.

17. Mills M, Yang N, Weinberger R, Vander Woude DL, Beggs AH, Easteal S, North K. Diff erential expression of the actin binding proteins, α-actinin-2 and -3, in diff erent species: implications for the evolution of functional redundancy // Hum Mol Genet. 2001. Vol.10, №13. P.1335-1346.

18. Goleva-Fjellet S, Bjurholt AM, Kure EH, Larsen IK, Storen O, Sæbo M. Distribution of allele frequencies for genes associated with physical activity and/or physical capacity in a homogenous Norwegian cohort – a cross-sectional study // BMC Genet. 2020. Vol.21, №1. P.8.

19. Eroğlu O, Zileli R, Nalbant MA, Ulucan K. Prevalence of alpha actinin-3 gene (ACTN3) R577X and angiotensin converting enzyme (ACE) insertion/deletion gene polymorphisms in national and amateur Turkish athletes // Cell Mol Biol (Noisy-legrand). 2018. Vol.64, №5. P.24-28.

20. Papadimitriou ID, Lockey SJ, Voisin S, Herbert AJ, Garton F, Houweling PJ, Cieszczyk P, Maciejewska-Skrendo A, Sawczuk M, Massidda M, Calò CM, Astratenkova IV, Kouvatsi A, Druzhevskaya AM, Jacques M, Ahmetov II, Stebbings GK, Heff ernan S, Day SH, Erskine R, Pedlar C, Kipps C, North KN, Williams AG, Eynon N. No association between ACTN3 R577X and ACE I/D polymorphisms and endurance running times in 698 Caucasian athletes // BMC Genomics. 2018. Vol.19, №1. P.13.

21. Papadimitriou ID, Lucia A, Pitsiladis YP, Pushkarev VP, Dyatlov DA, Orekhov EF, Artioli GG, Guilherme JPLF, Lancha Jr AH, Ginevičienė V, Cieszczyk P, Maciejewska-Karlowska A, Sawczuk M, Muniesa CA, Kouvatsi A, Massidda M, Calò CM, Garton F, Houweling PJ, Wang G, Austin K, Druzhevskaya AM, Astratenkova IV, Ahmetov II, Bishop DJ, North KN, Eynon N. ACTN3 R577X and ACE I/D gene variants infl uence performance in elite sprinters: a multi-cohort study // BMC Genomics. 2016. Vol.17. P.285.

22. Erskine RM, Williams AG, Jones DA, Stewart CE, Degens H. Th e individual and combined infl uence of ACE and ACTN3 genotypes on muscle phenotypes before and aft er strength training // Scand J Med Sci Sports. 2014. Vol.24, №4. P.642-648.

23. Yang N, MacArthur DG, Gulbin JP, Hahn AG, Beggs AH, Easteal S, North K. ACTN3 genotype is associated with human elite athletic performance // Am J Hum Genet. 2003. Vol.73, №3. P.627-631.

24. Yang R, Shen X, Wang Y, Voisin S, Cai G, Fu Y, Xu W, Eynon N, Bishop D, Yan X. ACTN3 R577X Gene Variant Is Associated With Muscle-Related Phenotypes in Elite Chinese Sprint/Power Athletes // J Strength Cond Res. 2017. Vol.31(4). P.1107-1115.

25. Бондарева Э.А., Негашева М.А. Генетические аспекты изучения спортивной успешности и спортивного отбора // Успехи современной биологии. 2017. Т.137, №1. С.44-55. DOI: 10.1134/S2079086417040028.

26. Аксенов М.О., Андрющенко Л.Б., Филимонова С.И. Поиск «генов спортивного таланта» в силовых видах спорта // Культура физическая и здоровье. 2018. Т.68, №4. С.52-54.

27. Макаров С.В., Негашева М.А., Мильготина А.Б., Пискорская И.В., Бычковская Л.С., Спицын В.А. Полиморфизм гена ангиотензинпревращающего фермента, альфа-актинина-3 и антропометрические характеристики // Медицинская генетика. 2007. Т.6, №1(55). С.43-47.

28. Weyerstrass J, Stewart K, Wesselius A, Zeegers M. Nine genetic polymorphisms associated with power athlete status – a meta-analysis // J Sci Med Sport. 2018. Vol.21, №2. P.213-220.

29. Yang Y, Li X, Zhou F, Gao C, Li M, Gao L. Th e association of sport performance with ACE and ACTN3 genetic polymorphisms: a systematic review and meta-analysis // PLoS One. 2013. Vol.8, №1. e54685.

30. Clarkson PM, Devaney JM, Gordish-Dressman H, Th ompson PD, Hubal MJ, Urso M, Price TB, Angelopoulos TJ, Gordon PM, Moyna NM, Pescatello LS, Visich PS, Zoeller RF, Seip RL, Hoff man EP. ACTN3 genotype is associated with increases in muscle strength in response to resistance training in women // J Appl Physiol. 2005. Vol.99, №1. P.154-163.

31. Eynon N, Duarte JA, Oliveira J, Sagiv M, Yamin C, Meckel Y, Sagiv M, Goldhammer E. ACTN3 R577X polymorphism and Israeli top-level athletes // Int J Sports Med. 2009. Vol.30, №9. P.695698.

32. Ginszt M, Michalak-Wojnowska M, Gawda P, Wojcierowska-Litwin M, Korszen-Pilecka I, Kusztelak M, Muda R, Filip AA, Majcher P. ACTN3 genotype in professional sport climbers // J Strength Cond Res. 2018. Vol.32, №5. P.1311-1315.

33. Kikuchi N, Nakazato K, Min SK, Ueda D, Igawa S. Th e ACTN3 R577X polymorphism is associated with muscle power in male Japanese athletes // J Strength Cond Res. 2014. Vol.28, №7. P.1783-1789.

34. Walsh S, Liu D, Metter EJ, Ferrucci L, Roth SM. ACTN3 genotype is associated with muscle phenotypes in women across the adult age span // J Appl Physiol. 2008. Vol.105, №5. P.1486-1491.

35. Erskine RM, Williams AG, Jones DA, Stewart CE, Degens H. Th e individual and combined infl uence of ACE and ACTN3 genotypes on muscle phenotypes before and aft er strength training // Scand J Med Sci Sports. 2014. Vol.24, №4. P.642-648.

36. Pimenta EM, Coelho DB, Cruz IR, Morandi RF, Veneroso CE, Pussieldi GA, Carvalho MR, Silami-Garcia E, Fernandez JAP. Th e ACTN3 genotype in soccer players in response to acute eccentric training // Eur J Appl Physiol. 2012. Vol.112, №4. P.1495-503. DOI: 112:4:1495-1503.

37. Deuster PA, Contreras-Sesvold CL, O’Connor FG, Campbell WW, Kenney K, Capacchione J, Landau M, Muldon S, Rushing E, Heled Y. Genetic polymorphisms associated with exertional rhabdomyolysis // Eur J Appl Physiol. 2013. Vol.113, №8. P.1997-2004.

38. Vincent B, Windelinckx A, Nielens H, Ramaekers M, Van Leemputte M, Hespel P, Th omis MA. Protective role of alpha-actinin-3 in the response to an acute eccentric exercise bout // J Appl Physiol. 2010. Vol.109, №2. P.564-573.

39. Seto JT, Lek M, Quinlan KG, Houweling PJ, Zheng XF, Garton F, MacArthur D, Raft ery JM, Garvey S, Hauser M, Yang N, Head S, North K. Defi ciency of alpha-actinin-3 is associated with increased susceptibility to contraction-induced damage and skeletal muscle remodeling // Hum Mol Genet. 2011. Vol.20, №15. P.2914-2927.

40. Kim SK, Kleimeyer JP, Ahmed MA, Avins AL, Fredericson M, Dragoo J, Loannidis J. Two genetic loci associated with ankle injury // PLoS One. 2017. Vol.12, №9. e0185355.

41. Venckunas T, Skurvydas A, Brazaitis M, Kamandulis S, Snieckus A, Moran CN. Human alpha-actinin-3 genotype association with exercise-induced muscle damage and the repeated-bout eff ect // Appl Physiol Nutr Metab. 2012. Vol.37, №6. P.1038-1046.

42. Iwao-Koizumi K, Ota T, Hayashida M, Yonetani Y, Nakata K, Kinoshita K, Koyanagi Y, Murata S. Th e ACTN3 gene is a potential biomarker for the risk of non-contact sports injury in female athletes // J. Mol. Biomark. Diagn. 2015. S6: 002.

43. Venckunas T, Skurvydas A, Brazaitis M, Kamandulis S, Snieckus A, Moran C. Human alpha-actinin-3 genotype association with exercise-induced muscle damage and the repeated-bout effect // Appl Physiol Nutr Metab. 2012. Vol.37, №6. P.1038-1046.

44. Baumert P, Lake MJ, Stewart CE, Drust B, Erskine RM. Genetic variation and exercise-induced muscle damage: implications for athletic performance, injury and ageing // European journal of applied physiology. 2016. Vol.116, №9. P.1595-1625.

45. Head SI, Chan S, Houweling PJ, Quinlan KGR, Murphy R, Wagner S, Friedrich O, North KN. Altered Ca2+ kinetics associated with α-actinin-3 defi ciency may explain positive selection for ACTN3 null allele in human evolution // PLoS Genet. 2015. Vol.11, №1. e1004862.

46. Moreno V, Areces F, Ruiz-Vicente D, Ordovás JM, Del Coso J. Infl uence of the ACTN3 R577X genotype on the injury epidemiology of marathon runners // PLoS One. 2020. Vol.15, №1. e0227548.

47. Massidda M, Voisin S, Culigioni C, Piras F, Cugia P. ACTN3 R577X Polymorphism Is Associated With the Incidence and Severity of Injuries in Professional Football Players // Clin J Sport Med. 2019. Vol.29, №1. P.57-61.

48. Del Coso J, Valero M, Salinero JJ, Lara B, Díaz G, Gallo-Salazar C, Ruiz-Vicente D, Areces F, Puente C, Carril JC, Cacabelos R. ACTN3 genotype infl uences exercise-induced muscle damage during a marathon competition // Eur J Appl Physiol. 2017. Vol.117, №3. P.409-416.

49. Del Coso J, Salinero JJ, Lara B, Gallo-Salazar C, Areces F, Puente C, Herrero D. ACTN3 X-allele carriers had greater levels of muscle damage during a half-ironman // Eur J Appl Physiol. 2017. Vol.117, №1. P.151-158. DOI: 10.1007/s00421-016-3507-7.

50. Ben-Zaken S, Eliakim A, Nemet D, Rabinovich M, Kassem E, Meckel Y. ACTN3 Polymorphism: Comparison Between Elite Swimmers and Runners // Sports medicine – open. 2015. Vol.1, №1. P.13.


Для цитирования:


Ореховская Е.В., Минин А.В. Повреждение мышц, вызванное физическими упражнениями: роль полиморфизма гена ACTN3. Спортивная медицина: наука и практика. 2020;10(2):41-47. https://doi.org/10.17238/ISSN2223-2524.2020.2.41

For citation:


Orekhovskaya E.V., Minin A.V. Exercise muscle damage: the role of ACTN3 gene polymorphism. Sports medicine: research and practice. 2020;10(2):41-47. (In Russ.) https://doi.org/10.17238/ISSN2223-2524.2020.2.41

Просмотров: 98


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-2524 (Print)
ISSN 2587-9014 (Online)