Синдром «спортивного сердца» у молодых спортсменов и изолированная систолическая гипертензия: могут ли «спортивные гены» лежать в основе их взаимосвязи? Результаты пилотного исследования

Введение. Занятия интенсивными аэробными упражнениями могут привести к специфическому; непатологическому состоянию; известному как изолированная систолическая гипертензия или «сердце спортсмена»; характеризующемуся повышенным систолическим артериальным давлением. Побочные эффекты реакции сердца на интенсивные тренировки могут быть обусловлены индивидуальными генетическими факторами.

Цель. Анализ минимального набора полиморфных вариантов генов в связи с индивидуальными различиями гемодинамических параметров у спортсменов и контрольной группы нетренированных лиц.

Методы. Критериям включения соответствовали 98 человек. В качестве испытуемых были отобраны лица мужского пола возраст 18–30 лет; профессионально занимающиеся спортом более 4 лет; без серьезных патологий. Участников разделяли на группы согласно основным типам спортивной специализации. Измерялись основные антропометрические параметры; а также оценено функциональное состояние сердечнососудистой системы в состоянии покоя. Генетический анализ проводился с использованием ДНК; выделенной из образцов крови. Варианты генов ACTN3; ACE; PPARA и BDKRB2; ассоциированные с развитием и функционированием сердца; изучали методом ПЦР. Статистический анализ проводился с использованием статистического пакета SPSS версия 22.0 (IBM; Armonk; США).

Результаты и обсуждение. Были определены три полиморфных варианта генов (ACTN3 R577X; ACE I/D и BDKRB2 -9/+9); которые достоверно предсказывали значения систолического артериального давления. Полиморфные варианты генов ACE и BDKRB2 ассоциированы с высоким уровнем систолического артериального давления у спортсменов группы силовой направленности. Полиморфный вариант I/D гена ACE был дифференцированно связан с силовыми тренировками по сравнению с тренировками на скорость и выносливость. Сочетание доминантных аллелей четырех генов является предиктором повышенного систолического артериального давления у спортсменов силовой специализации.

Выводы. Определенные варианты генов могут влиять на развитие специфических для тренировок и преимущественно неблагоприятных характеристик состава тела. Три полиморфных варианта генов могут независимо предсказывать ремоделирование сердца и будущие осложнения со здоровьем у молодых спортсменов.

1. Costa EC, Ha JL, Kehler DS, Boreskie KF, Arora RC, Umpierre D, et al. Effects of High-Intensity Interval Training Versus Moderate-Intensity Continuous Training On Blood Pressure in Adults with Pre- to Established Hypertension: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Trials. Sports Medicine. 2018; 48: 2127-2142. doi: 10.1007/s40279-018-0944-y

2. De Ferranti SD, Steinberger J, Ameduri R, Baker A, Gooding H, Kelly AS, et al. Cardiovascular Risk Reduction in High-Risk Pediatric Patients: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2019; 139(13): e603-e634. doi: 10.1161/CIR.0000000000000618

3. Costa ADS, Ghouri I, Johnston A, McGlynn K, McNair A, Bowman P, et al. Electrically stimulated in vitro heart cell mimic of acute exercise reveals novel immediate cellular responses to exercise: Reduced contractility and metabolism, but maintained calcium cycling and increased my filament calcium sensitivity. Cell Biochem Funct. 2023; 41(8): 1147-1161. doi: 10.1002/cbf.3847

4. Zorzi A, Brunetti G, Corrado D. Differential diagnosis between athlete’s heart and hypertrophic cardiomyopathy: New pieces of the puzzle. Int J Cardiol. 2022; 15(353): 77-79. doi: 10.1016/j.ijcard.2022.02.001

5. Lovic D, Narayan P, Pittaras A, Faselis C, Doumas M, Kokkinos P. Left ventricular hypertrophy in athletes and hypertensive patients. J Clin Hypertens (Greenwich). 2017; 19(4): 413-417. doi: 10.1111/jch.12977

6. Vriend EMC, Bouwmeester TA, Franco OH, Galenkamp H, Zwinderman AH, van den Born BH, et al. Sex differences in blood pressure phenotypes over time – the HELIUS study. J Hypertens. 2024; 42(6): 977-983. doi: 10.1097/HJH.0000000000003676

7. Henschen S. Skilanglauf und skiwettlauf: eine medizinische sports studie. Mitt Med Klin Upsala (Jena). 1899; 2: 1847-1930. [Henschen S. Cross-country skiing and ski racing: a medical sports study. Mitt Med Klin Upsala (Jena). (In German)]. URL: https://wellcomecollection.org/works/ar47g9wh [date of access: November 1, 2024].

8. Nakagomi A, Imazeki F, Nishimura M, Sawabe Y, Matsushita K, Murata A, et al. Central blood pressure and pulse wave velocity in young and middle-aged Japanese adults with isolated systolic hypertension. Hypertens Res. 2020; 43(3): 207-212. doi: 10.1038/s41440-019-0364-x

9. Bo Y, Yu T, Guo C, Chang LY, Huang J, Wong MCS, et al. Isolated systolic or diastolic hypertension and mortality risk in young adults using the 2017 American College of Cardiology/American Heart Association blood pressure guideline: a longitudinal cohort study. J Hypertens. 2023; 41(2): 271-279. doi: 10.1097/HJH.0000000000003325

10. Yano Y, Stamler J, Garside DB, Daviglus ML, Franklin SS, Carnethon MR, et al. Isolated systolic hypertension in young and middle-aged adults and 31-year risk for cardiovascular mortality: the Chicago Heart Association Detection Project in Industry study. J Am Coll Cardiol. 2015; 65: 327-335. doi: 10.1016/j.jacc.2014.10.060

11. Lurbe E, Redon J. Isolated systolic hypertension in young people is not spurious and should be treated: Con side of the argument. Hypertension. 2016; 68(2): 276- 280. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.06548

12. Semenova EA, Hall ECR, Ahmetov II. Genes and Athletic Performance: The 2023 Update. Genes. 2023; 14(6): 1235. doi: 10.3390/genes14061235

13. Varillas-Delgado D, Coso DJD, Gutiérrez-Hellín J, Aguilar-Navarro M, Muñoz A, Maestro A, et al. Genetics and sports performance: the present and future in the identification of talent for sports based on DNA testing. Eur J Appl Physiol. 2022; 122: 1811-1830. doi: 10.1007/s00421-022-04945-z

14. Ahmetov II, Egorova ES, Gabdrakhmanova LJ, Fedotovskaya ON. Genes and Athletic Performance: An Update. Med Sport Sci. 2016; 61: 41-54. doi: 10.1159/000445240

15. Deschamps CL, Connors KE, Klein MS, Johnsen VL, Shearer J, Vogel HJ, et al. The ACTN3 R577X polymorphism is associated with cardiometabolic fitness in healthy young adults. PLoS One. 2015; 10(6): e0130644. doi: 10.1371/journal.pone.0130644

16. Kolomeichuk SN, Alekseev RV, Putilov AA, Meigal AY. Association of polymorphic variants of ACE and BDKRB2 with heart rate variability in athletes of the Republic of Karelia. Bulletin of Russian state medical University. 2017; (4): 45-52. (In Russ.). doi: 10.24075/brsmu.2017-04-08

17. Ahmetov II, Mozhayskaya IA, Flavell DM, Astratenkova IV, Komkova AI, Lyubaeva EV, et al. PPARα gene variation and physical performance in Russian athletes. Eur J Appl Physiol. 2006; 97: 103-108. doi: 10.1007/s00421-006-0154-4

18. Williams AG, Dhamrait SS, Wootton PT, Day SH, Hawe E, Payne JR, et al. Bradykinin receptor gene variant and human physical performance. J Appl Physiol. 2004; 96: 938-942. doi: 10.1152/japplphysiol.00865.2003

19. Gaowa, Del Coso J, Gu Z, Gerile W, Yang R, DíazPeña R, et al. Interindividual Variation in Cardiorespiratory Fitness: A Candidate Gene Study in Han Chinese People. Genes (Basel). 2020; 11(5): 555. doi: 10.3390/genes11050555

20. Di Chiara T, Del Cuore A, Daidone M, Scaglione S, Norrito RL, Puleo MG, et al. Pathogenetic Mechanisms of Hypertension–Brain-Induced Complications: Focus on Molecular Mediators. Int J Mol Sci. 2022; 23(5): 2445. doi: 10.3390/ijms23052445

21. Zhang Y, Xu J, Zhou D, Ye T, Zhou P, Liu Z, et al. Swimming exercise ameliorates insulin resistance and nonalcoholic fatty liver by negatively regulating PPARγ transcriptional network in mice fed high fat diet. Mol Med. 2023; 29(1): 150. doi: 10.1186/s10020-023-00740-4

22. Wang Y, He Z, Mei T, Yang X, Gu Z, Zhang Z, et al. Sports-Related Genomic Predictors are associated with athlete status in Chinese sprint/power athletes. Genes (Basel). 2024; 15(10): 1251. doi: 10.3390/genes15101251

23. Minushkina LO, Brazhnik VA, Zateĭshchikov DA, Ignat’ev IV, Nosikov VV, Sidorenko BA. Genetic predictors of left ventricular hypertrophy: do polymorphisms of peroxisome proliferator activated nuclear receptor genes play any role? Kardiologiia. 2012; 43(12): 71-75. (In Russ.).

24. İpekoğlu G, Apaydın N, Çetin T, Eren AN, Topçu P, Yücelsoy B, et al. Examining the relationship between genetic polymorphisms (BDKRB2, GNB3, HIF1A, MCT1, NOS3) and endurance athlete status. Eur J Appl Physiol. 2024; 124(7): 1943-1958. doi: 10.1007/s00421-024-05498-z

25. Wang H, Wang X, Yang Y, Zhu Y, Wang S, Chen Q, et al. Genome-wide identification of quantitative trait loci and candidate genes for seven carcass traits in a four-way intercross porcine population. BMC Genomics. 2024; 25: 582. doi: 10.1186/s12864-024-10484-y

26. Caselli S, Sequì VA, Lemme E, Quattrini F, Milan A, D’Ascenzi F, et al. Prevalence and Management of Systemic Hypertension in Athletes. Am J Cardiol. 2017; 119(10): 1616- 1622. doi: 10.1016/j.amjcard.2017.02.011

27. Luo K, Kang W, Xu G. The risk of bradykinin B2 receptor-58T/C gene polymorphism on hypertension: a metaanalysis. Int J Clin Exp Med. 2015; 8(11): 19917-19927.