Способ оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта Российский патент 2024 года по МПК G01N33/58 C12Q1/6806 C12Q1/6827 C12Q1/686 C12Q1/6883 

Группа изобретений относится к области к области спортивной медицины, а именно к области спортивной генетики, и может быть использована при отборе спортсменов для прогнозирования их результативности в циклических видах спорта.

Циклические виды спорта включают специализацию спортсмена в беге на разные дистанции (бег на короткие, средние и длинные дистанции).

Каждая из этих специализаций предъявляет уникальные биохимические, физиологические, антропометрические требования к спортсмену, которые в дальнейшем формируют оптимальный фенотип высокой спортивной результативности.

Учитывая количество систем организма, которые должны взаимодействовать при занятиях циклическими видами спорта (скелетно-мышечная, сердечно-сосудистая, дыхательная, нервная и т.д.), высокие спортивные результаты являются одними из самых сложных для прогнозирования.

В беге на длинные дистанции высокий спортивный результат в значительной степени зависит от максимального потребления кислорода, экономичности работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем, эффективности движений, метаболизма скелетных мышц, включающего повышенную экспрессию митохондриальных генов и высокую активность ферментов во время аэробного дыхания.

Высокая спортивная результативность в беге на короткие дистанции зависит от структуры скелетных мышц, мышечной силы и способности мышц генерировать силу без травм и патологической утомляемости.

Максимальная мощность в циклических видах спорта является функцией силы и скорости мышечного сокращения, которая, в свою очередь, зависит от площади поперечного сечения мышечных волокон.

Спортивная результативность - это определенный исход выступления конкретного спортсмена (персоны или индивидуума) в соревнованиях, непосредственно отражающий степень реализации генетической предрасположенности и уровня подготовленности этого спортсмена на данный момент времени.

Спортивная результативность основана на сложных взаимодействиях генов и их аллельных вариантов, которые отвечают за регуляцию основных физиологических параметров, лимитирующих высокую производительность в циклических видах спорта разных специализаций (в беге на короткие, средние и длинные дистанции) и формирование соответствующего высоко результативного спортивного фенотипа.

Исходя из этого, полигенная модель генетической предрасположенности наиболее подходит для прогнозирования ожидаемых высоких спортивных результатов. Носительство большего количества аллелей кандидатных генов, ассоциированных с оптимальным аэробным метаболизмом скелетных мышц, приведет к лучшему их ответу на интенсивные аэробные тренировки. В то время, носительство большего количества аллелей других кандидатных генов, ассоциированных с высокой мышечной силой и скоростью, повысит вероятность прогноза высокой спортивной результативности в беге на короткие дистанции.

Кроме того, некоторые аллели кандидатных генов могут быть нейтральными, то есть не оказывать существенного влияния на спортивную результативность сами по себе, но при носительстве других клинически значимых аллелей кандидатных генов могут привести к усилению их аддитивного влияния на фенотип высоко результативного спортсмена в циклических видах спорта за счет межгенных взаимодействий.

Это означает, что гаплотипы могут оказывать более значительное влияние на эффективность прогнозирования фенотипа высоко результативного спортсмена, чем отдельные аллельные варианты того или иного кандидатного гена.

Кумулятивная оценка вклада гаплотипов в прогнозирование высокой спортивной результативности является важным направлением современной персонализированной спортивной медицины и спортивной генетики, имеющем приоритетную роль в спортивном отборе в циклические виды спорта, которые по «медалеемкости» занимают лидирующее положение на соревнованиях национального и Олимпийского уровней.

Изучение генетической предрасположенности к высокой спортивной результативности в циклических видах спорта с разной спецификой тренировочного процесса основано на проведении ассоциативных генетических исследований и полногеномных исследований аллельных вариантов кандидатных генов, участвующих в энергетическом метаболизме скелетных мышц и миокарда, определяющих функциональные резервы сердечно-сосудистой системы, процессы ангиогенеза, функционирование скелетных мышц, особенности формирования скелетных мышц, суставов и сухожилий у спортсменов в результате интенсивных физических нагрузок.

Известен способ определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности на основе анализа генетической панели, содержащей гены и их полиморфизмы АроЕ (см. патент RU №2339701, МПК C12Q 1/68, 2008).

Генетическая панель включает соотношение способности и наличия генотипов и аллелей генов АроЕ (Е2, Е3, Е4), ecNOS (4/5), AGT (М/Т), АСЕ (I/D), BKR (I/D, Т/С), ADRB1 (Arg/Gly), ADRB2 (Gln27Glu, Arg/Gly), VDR3 (T/t), PPAR-α (G/C), PPAR-γ (Pro/Ala), UCP2 (Ala/Val), UCP3 (C/T), ACTN3 (R/X), AGTR1 (A/C), AGTR2 (C/A), REN (G/A), AR (CAG-повторы), PPAR-δ (T/C), PGC1A(Gly/Ser).

При осуществлении данного способа производят анализ по аллельным вариантам 19 генов - АРОЕ, NOS3, AGT, AGTR1, АСЕ, AGTR2, BKR, REN, ADRB1, ADRB2, VDR3, AR, PRARA, PRARD, PRARG, PGC1A, UCP2, UCP3, ACTN3.

Всю генетическую панель анализируют и пишут заключение о генетической предрасположенности путем суммирования эффектов разных генотипов по формулам:

- если μ*∑(с1+с2+…cn) ≥ ∑(в1+в2+…вn), то индивидуум имеет генетическую предрасположенность к занятиям со спринтерскими и/или силовыми способностями и отрицательно ассоциирован с выносливостью;

- если μ*∑(в1+в2+…вn) ≥ ∑(с1+с2+….cn), то индивидуум имеет генетическую предрасположенность к видам спорта на выносливость, но не имеет генетической предрасположенности к спринтерским и/или силовыми способностям;

- если μ*∑(с1+с2+….cn) ≥ ∑(в1+в2+…вn) и/или если μ*∑(в1+в2+…вn) < ∑(с1+с2+….cn), то индивидуум имеет генетическую предрасположенность к спринтерским и/или силовыми способностями и с выносливостью, при этом значение коэффициента лежит в диапазоне от 0,61 до 0,72, а величины в1-вn, c1-cn в случае наличия такой генетической предрасположенности, при этом каждой «с» соответствует показатель силы и «в» - показатель выносливости, приравнивают к «1», а в случае ее отсутствия приравнивают к «0», то есть каждому генотипу, ассоциированному с определенным типом физической работоспособности присваивается значение 1, а неассоциированному ни с одним из типов рассмотренных видов физической работоспособности, присваивается значение 0.

Данный способ позволяет на математической основе разработать индивидуальные рекомендации по прогнозированию генетической предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности, например к генетической предрасположенности спортсменов к скоростно-силовым видам физической работоспособности или к физической работоспособности на выносливость, на основании кумулятивной оценки вклада аллельных вариантов 19 кандидатных генов. Недостатками данного способа являются:

- способ не позволяет оценить генетическую предрасположенность к высокой спортивной результативности в циклических видах спорта на средние дистанции (легкая атлетика, конькобежный спорт и др.);

- отсутствие в генетической панели кандидатных генов, регулирующих процессы ангиогенеза в миокарде и скелетных мышцах;

- способ не позволяет оценить генетическую предрасположенность к спортивным травмам мышц и сухожильно-связочного аппарата и длительному восстановительному периоду после перенесенных спортивных травм в циклических видах спорта, что значительно влияет на прогнозирование высокой спортивной результативности индивидуума.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ определения наследственной предрасположенности человека к спортивной деятельности, включающий забор биологического материала, выделение ДНК, генотипирование каждого образца с помощью генетической панели (см. патент RU №2646479, МПК G01N 33/50, C12Q 1/68, 2018).

Указанный способ разработан группой авторов на базе ООО "Управление в медицине" (Россия) и предназначен для определения генетической предрасположенности человека к спортивной деятельности разной направленности и специализации, включая циклические виды спорта.

При осуществлении данного способа производят забор биологического материала, выделение ДНК, генотипирование аллельных вариантов и генотипов следующих кандидатных генов: АСЕ, PPARGC1A, PPARGC1B, PPARG2, PPARA, PPARD, VDR, CALCR, VEGFA, GNB, NOS3, AGT, IL6.

Способ включает расчет баллов по показателям: выносливость, скорость, сила, производят по формуле:

ОГБ=(100/(2*14))*(n1+n2+n3+n4+n5+n6+n7+n8+n9+n10+n11+n12+n13+n14).

Предложенная формула позволяет оценить балльную значимость для физических качеств (выносливость, сила, скорость) в зависимости от индивидуального генотипа по данному гену и сделать выводы о генетической предрасположенности человека к тому или иному виду спорта.

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет оценить генетическую предрасположенность к спортивным травмам мышц и сухожильно-связочного аппарата и длительному восстановительному периоду после перенесенных спортивных травм в циклических видах спорта, что значительно влияет на прогнозирование высокой спортивной результативности индивидуума.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении эффективности прогнозирования спортивной результативности в циклических видах спорта конкретного спортсмена путем кумулятивного генетического прогноза за счет генетического тестирования образцов его ДНК.

Для достижения указанного технического результата в способе оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта (способ 1), включающем сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующимся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARA, CKM, ACTN3, IGF-II, и при выявлении гомозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs 11549465 (1772 С>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гомозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs 18012825 (34 C>G) гена PPARG, гомозиготное носительство минорного аллеля С варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs680 (17200 A>G) гена IGF-II определяют фенотип спринтер и прогнозируют результативность на коротких дистанциях.

Также согласно изобретению по способу 1 генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Для достижения указанного технического результата в способе оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта (способ 2), включающем сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующимся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, ACTN3, и при выявлении гетерозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гетерозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1799983 (894 G>T) гена NOS3, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гетерозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs 18012825 (34 C>G) гена PPARG, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 С>Т) гена PPARGC1A, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3 определяют промежуточный фенотип и прогнозируют результативность на средних дистанциях.

Также согласно способу 2 генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Для достижения указанного технического результата в способе оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта (способ 3), включающем сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующимся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, PPARGC1A, PPARA, CKM, TFAM, ACTN3, и при выявлении гомозиготного носительства инсерции I варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства делеции D варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs1799983 (894 G>T) гена NOS3, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 11549465 (1772 C>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 C>Т) гена PPARGC1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготного носительства мажорного аллеля А варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гомозиготного носительства минорного аллеля С rs1937 (58385582 G>C) гена TFAM, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3 определяют фенотип стайер и прогнозируют результативность на длинных дистанциях.

Также согласно способу 3 генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Способ был разработан на основе практических исследований.

Заявляемый способ позволяет осуществлять оценку кумулятивного генетического прогноза достижения высокой спортивной результативности в циклических видах спорта за счет генетического тестирования образцов ДНК конкретного спортсмена посредством микрочипов с помощью новой генетической панели.

Генетическая панель содержит аллельные варианты 17 кандидатных генов: АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, CRM, TFAM, ACTN3, IGF-II, COL5A1, MMP3, GDF5.

Представленная генетическая панель включает гены, кодирующие белки и ферменты, ассоциированные с высоким функциональным резервом тех систем организма, которые лимитируют высокую спортивную результативность в циклических видах спорта, а именно:

1. Функциональный резерв сердечно-сосудистой системы (АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, IL-6).

2. Функциональный резерв скелетно-мышечной системы (AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, CKM, TFAM, ACTN3, IGF-II).

3. Функциональный резерв сухожильно-связочного аппарата (COL5A1, ММР3, GDF5).

Указанные аллельные варианты / полиморфизмы кандидатных генов, ассоциированных с генетической предрасположенностью к высокой спортивной результативности в циклических видах спорта способны изменять экспрессию ключевых белков и ферментов.

В свою очередь, снижение или повышение экспрессии этих белков и ферментов, снижает или повышает прогноз достижения высокой спортивной результативности у индивидуума, соответственно.

Исследования показали, что только кумулятивная оценка влияния указанных аллельных вариантов кандидатных генов позволяет понять происходящие изменения функциональных резервов систем организма в процессе интенсивных физических нагрузок, обусловленных изменением функциональной активности и уровня экспрессии этих белков и ферментов.

Функциональные резервы сердечно-сосудистой системы у спортсменов циклических видов спорта - это гемодинамические и структурные перестройки миокарда и коронарных сосудов, которые формируют «спортивное сердце» и обеспечивают положительную адаптацию к спортивным нагрузкам разной направленности (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции).

Ведущие белки и ферменты, регулирующие функциональные резервы сердечно-сосудистой системы представлены в таблице 1 на фиг. 1:

- ангиотензин I превращающий фермент (АСЕ - Angiotensin I Converting Enzyme): играет ключевую роль в гомеостазе кровообращения, аллельные варианты этого гена ассоциированы с изменениями массы миокарда в ответ на интенсивные физические нагрузки;

- рецептор брадикинина В₂ (BDKRB2 - Bradykinin Receptor В₂): приводит к увеличению поглощения глюкозы скелетными мышцами во время физической активности, усилению кровотока в скелетных мышцах и, как следствие, к более высокой физической работоспособности спортсменов;

- синтаза оксида азота 3 (NOS3 - Nitric oxide synthase 3): обладает сосудорасширяющим эффектом, реализует вазомоторный контроль, аллельные варианты этого гена ассоциированы с увеличением экспрессии eNOS, улучшением сосудистой функции за счет снижения окислительного стресса;

- сосудистый эндотелиальный фактор роста A (VEGFA - Vascular endothelial growth factor А): играет ключевую роль в процессах регуляции ангиогенеза в скелетных мышцах и миокарде в ответ на интенсивные физические нагрузки, аллельные варианты этого гена ассоциированы с высокими аэробными возможностями организма спортсменов;

- индуцируемый гипоксией фактор 1-альфа (HIF1A - Hypoxia-inducible factor 1-alpha): считается главным регулятором транскрипции клеточного ответа и реакции скелетных мышц и миокарда на гипоксию, аллельные варианты этого гена ассоциированы с высокими аэробными возможностями организма спортсменов;

- интерлейкин 6 (IL-6 - Interleukin 6): действует как провоспалительный цитокин, в том числе, в скелетных мышцах, аллельные варианты этого гена ассоциированы с высокими скоростно-силовыми возможностями организма спортсменов.

Функциональные резервы скелетно-мышечной системы спортсменов циклических видов спорта - это усиление интенсивности и объема энергетических, пластических и структурных процессов в скелетных мышцах, обеспечивающих положительную адаптацию к интенсивным спортивным нагрузкам разной направленности (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции).

Ведущие белки и ферменты, регулирующие функциональные резервы скелетно-мышечной системы представлены в таблице 2 на фиг. 2:

- аденозин монофосфат дезаминаза 1 (AMPD1 - Adenosine monophosphate deaminase 1 type): является важным регулятором энергетического обмена скелетных мышц при интенсивных физических нагрузках, участвует в пуриновом нуклеотидном цикле, аллельные варианты гена AMPD1 ассоциированы с высокой спортивной результативностью в скоростно-силовых видах спорта (спринт);

- гамма-рецептор, активируемый пролифератом пероксисом (PPARG -Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma): контролирует путь пероксисомного бета-окисления жирных кислот, аллельные варианты гена PPARG ассоциированы с высокой физической работоспособностью в скоростно-силовых видах спорта (спринт);

- коактиватор 1 альфа гамма-рецептора, активируемого пролифератом пероксисом (PPARGC1A - Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1 Alpha): является ключевым коактиватором транскрипции генов, участвующих в энергетическом обмене скелетных мышц и миокарда, аллельные варианты гена PPARGC1A ассоциированы с высокими окислительными способностями поперечнополосатых мышечных волокон;

- альфа-рецептор, активируемый пролифератом пероксисом (PPARA - Peroxisome Proliferator Activated Receptor Alpha): участвует в регуляции энергетического метаболизма поперечно-полосатых мышечных волокон (скелетные мышцы и миокард), аллельные варианты гена PPARA ассоциированы с повышенным окислением жирных кислот в скелетных мышцах и миокарде, с увеличением доли медленно сокращающихся волокон типа I и повышением спортивной результативности в циклических видах спорта на выносливость (марафон);

- креатинкиназа мышечного типа (CKM - Creatine Kinase, Muscle): участвует в энергетическом гомеостазе в скелетных мышцах, аллельные варианты гена CKM ассоциированы с лучшей физической работоспособностью и межиндивидуальной вариабельностью ответа скелетных мышц на максимальное потребление кислорода во время интенсивных нагрузок на выносливость (марафон);

- митохондриальный фактор транскрипции A (TFAM - Transcription Factor A, Mitochondrial): отвечает за регуляцию репликации и транскрипции ДНК митохондрий, защищает клетки скелетных мышц и миокарда от оксидативного стресса во время интенсивных физических нагрузок, аллельные варианты гена TFAM аассоциированы с высокими значениями аэробной производительности скелетных мышц и миокарда у спортсменов;

- актинин альфа 3 (ACTN3 - Alpha-Actinin Skeletal Muscle Isoform 3): экспрессируется в скелетных мышцах и функционирует как ключевой структурный компонент саркомерной Z-линии мышечного волокна, участвует в сшивании актина, содержащего тонкие филаменты мышечного волокна, аллельные варианты гена ACTN3 ассоциированы с формированием композиции мышечных волокон и с повышением спортивной результативности на коротких дистанциях (спринт);

- инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF2 - Insulin Like Growth Factor): участвует в метаболизме глюкозы в жировой ткани, скелетных мышцах и печени, аллельные варианты гена IGF2 ассоциированы с высокими силовыми способностями спортсменов.

Предрасположенность к спортивным травмам скелетных мышц, связок и сухожилий является генетически детерминированной, а характер и тяжесть спортивных травм, а также продолжительность восстановительного периода определяется сложными межгенными взаимодействиями и влиянием окружающей среды (интенсивность и продолжительность спортивных нагрузок).

Устойчивость к спортивным травмам и/или способность быстро и без существенных функциональных ограничений восстанавливаться после них является дополнительным ключевым фактором для прогнозирования высокой спортивной результативности в циклических видах спорта.

Ведущие белки и ферменты, участвующие в поддержании оптимального функционального состояния сухожильно-связочного аппарата у спортсменов циклических видов спорта представлены в таблице 3 на фиг. 3:

- альфа-1 цепь коллагена 5 типа (COL5A1 - Collagen Type V Alpha 2 Chain): играет ключевую роль в формировании фибриллярных коллагенов, прочности и эластичности сухожилий и связок, аллельные варианты гена COL5A1 ассоциированы с генетической предрасположенностью к спортивным травмам ахиллова сухожилия, передней крестообразной связки, с тендинопатией у спортсменов;

- металлопротеиназа 3 типа (ММР3-Matrix Metallopeptidase): участвует в метаболизме структурных компонентов сухожилий и связок (фибронектин, ламинин, коллагены III, IV, IX и X типов), протеогликанов хряща суставов конечностей, аллельные варианты гена ММР3 ассоциированы с генетической предрасположенностью к спортивным травмам сухожилий, связок и хрящевой ткани суставов (мениски, хрящевая поверхность суставов) у спортсменов циклических видов спорта;

- фактор дифференциации роста 5 (GDF - Growth Differentiation Factor 5): регулирует развитие хрящевой ткани суставов и ткани сухожилий и связок, аллельные варианты гена GDF ассоциированы с генетической предрасположенностью к продолжительности и полноте восстановительного периода после спортивных травм у спортсменов циклических видов спорта за счет регуляции способности соединительной ткани к регенерации и ремоделированию.

В зависимости от генетически детерминированной функциональной активности ключевых белков и ферментов, ассоциированных с функциональным резервом сердечно-сосудистой и скелетно-мышечной систем, выделены три фенотипа спортсменов:

- спринтер - результативность на коротких дистанциях;

- промежуточный фенотип - результативность на средних дистанциях;

- стайер - результативность на длинных дистанциях.

В зависимости от генетически детерминированной функциональной активности ключевых белков и ферментов, ассоциированных с функциональным резервом сухожильно-связочного аппарата, выделены три фенотипа спортсменов:

- высокий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата;

- средний риск повреждений сухожильно-связочного аппарата;

- низкий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата.

Спринтеры - это спортсмены, у которых ключевые белки и ферменты, определяющие высокую адаптацию (функциональные резервы) сердечнососудистой и скелетно-мышечной систем, ассоциированы с выполнением интенсивных кратковременных физических нагрузок в зоне максимальной и субмаксимальной мощности.

Установлено, что спортсмены с данным фенотипом являются гомозиготами по полнофункциональному (нормальному) варианту гена/генов, кодирующих эти белок/белки и фермент/ферменты.

Соответственно, у этих спортсменов увеличивается вероятность высокой спортивной результативности на коротких дистанциях и минимизируется вероятность риска срыва адаптации в напряженный соревновательный период и риска спортивного травматизма.

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с данным фенотипом целесообразно выполнение физических нагрузок в субмаксимальной и максимальной зонах мощности.

Промежуточный фенотип - это спортсмены, у которых ключевые белки и ферменты, определяющие высокую адаптацию (функциональные резервы) сердечно-сосудистой и скелетно-мышечной систем, ассоциированы, как с выполнением интенсивных кратковременных физических нагрузок в зоне максимальной и субмаксимальной мощности (один аллельный вариант), так и с выполнением длительных физических нагрузок в зоне большой и умеренной мощности (второй аллельный вариант).

Спортсмены с данным фенотипом, являются гетерозиготами по обозначенным аллельным вариантам.

Соответственно, у этих спортсменов увеличивается вероятность высокой спортивной результативности на средних дистанциях.

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с данным генотипом / фенотипом целесообразно сочетание нагрузок разной интенсивности (предпочтительно в субмаксимальной зоне мощности), с включением тренировок в большой зоне мощности.

Стайеры - это спортсмены, у которых ключевые белки и ферменты, определяющие высокую адаптацию (функциональные резервы) сердечнососудистой и скелетно-мышечной систем, ассоциированы с выполнением длительных физических нагрузок в зоне большой и умеренной мощности.

Спортсмены с данным фенотипом, являются гомозиготами по полнофункциональному (нормальному) варианту гена/генов, кодирующих эти белок/белки и фермент/ферменты.

Соответственно, у этих спортсменов увеличивается вероятность прогноза высокой спортивной результативности в циклических видах спорта на длинные дистанции, минимизируется риск срыва адаптации в напряженный соревновательный период и риск спортивного травматизма.

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с данным генотипом / фенотипом целесообразно выполнение физических нагрузок большого объема в умеренной и большой зонах мощности.

В зависимости от генетически детерминированной функциональной активности ключевых белков и ферментов, ассоциированных с функциональным резервом сухожильно-связочного аппарата, можно выделить три фенотипа спортсменов циклических видов спорта с разной специализацией (короткие, средние и длинные дистанции):

- высокий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата (при гомозиготном носительстве одного или нескольких низкофункциональных аллельных вариантов, ассоциированных с риском спортивного травматизма);

- средний риск повреждений сухожильно-связочного аппарата (при гетерозиготном носительстве одного или нескольких низкофункциональньгх аллельных вариантов, ассоциированных с риском спортивного травматизма);

- низкий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата (при гомозиготном носительстве полнофункциональных аллельных вариантов генов, ассоциированных с высоким функциональным резервом сухожильно-связочного аппарата).

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с высоким риском повреждений сухожильно-связочного аппарата вне зависимости от их специализации (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции) не целесообразны тренировки с высокими нагрузками на сухожильно-связочный аппарат.

Целесообразно использование ортезов на коленные и голеностопные суставы и/или спортивного тейпирования. Целесообразно осуществлять контроль за восстановительными процессами (увеличение периода отдыха между интенсивными физическими нагрузками).

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов со средним риском повреждений сухожильно-связочного аппарата вне зависимости от их специализации (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции) целесообразно с осторожностью включать тренировки с высокими нагрузками на сухожильно-связочный аппарат. Целесообразно осуществлять контроль над восстановительными процессами (увеличение периода отдыха между интенсивными физическими нагрузками).

При планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с низким риском повреждений сухожильно-связочного аппарата вне зависимости от их специализации (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции) допускаются интенсивные тренировочные нагрузки.

Из вышесказанного следует, что введенные отличительные признаки влияют на указанный технический результат, находятся с ним в причинно-следственной связи.

Способ иллюстрируется чертежами, где:

- на фиг. 1 представлена таблица 1 «Ключевые белки и ферменты, регулирующие функциональные резервы сердечно-сосудистой системы»;

- на фиг. 2 представлена таблица 2 «Ключевые белки и ферменты, регулирующие функциональные резервы скелетно-мышечной системы»;

- на фиг. 3 представлена таблица 3 «Ключевые белки и ферменты, регулирующие функциональные резервы сухожильно-связочного аппарата»;

- на фиг. 4 в виде таблицы представлена «Шкала кумулятивной оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта»;

- на фиг. 5 в виде таблицы представлено генетическое тестирование спортсмена из примера 1;

- на фиг. 6 в виде таблицы представлено генетическое тестирование спортсмена из примера 2;

- на фиг. 7 в виде таблицы представлено генетическое тестирование спортсмена из примера 3.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала проводят сбор биологического материала спортсмена (венозная кровь или буккальный эпителий).

Затем осуществляют обработку биоматериала и выделение ДНК спортсмена.

После чего выполняют генотипирование каждого образца ДНК спортсмена посредством микрочипов с помощью генетической панели.

Генетическая панель содержит аллельные варианты 17 кандидатных генов: АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, CRM, TFAM, ACTN3, IGF-II, COL5A1, MMP3, GDF5.

Генотипирование каждого образца определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System (Applied Biosystems, USA) для полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени.

Далее осуществляют оценку кумулятивного генетического прогноза достижения высокой спортивной результативности спортсмена в циклических видах спорта.

При этом проводят анализ носительства аллельных вариантов генов:

- ассоциированных с функциональным резервом сердечно-сосудистой системы, а именно, по 6 кандидатным генам: АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, IL-6;

- ассоциированных с функциональным резервом скелетно-мышечной системы, а именно, по 8 кандидатным генам: AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, CKM, TFAM, ACTN3, IGF-II;

- ассоциированных с функциональным резервом скелетно-мышечной системы, а именно, по 3 кандидатным генам: COL5A1, ММР3, GDF5.

Затем подсчитывают общее количество клинически значимых аллельных вариантов генов, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на коротких дистанциях, на средних дистанциях и на длинных дистанциях.

Также подсчитывают общее количество аллельных вариантов генов, ассоциированных с высоким риском, со средним риском и с низким риском повреждений сухожильно-связочного аппарата.

Далее по «Шкале кумулятивной оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта», разработанной заявителем (фиг.4), определяют фенотип спортсмена, а также его предрасположенность к повреждениям сухожильно-связочного аппарата.

При этом определяют фенотип, к которому относится спортсмен, учитывая следующие данные:

Высокая спортивная результативность на коротких дистанциях (спринтер) ассоциирована с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- DD / гомозиготное носительство делеции гена АСЕ;

- +9 / +91 гомозиготное носительство инсерции гена BDKRB2;

- ТТ / гомозиготное носительство минорного аллеля Т гена HIF1A;

- GG / гомозиготное носительство мажорного аллеля G гена IL-6;

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена AMPD1;

- GG / гомозиготное носительство минорного аллеля G гена PPARG;

- СС / гомозиготное носительство минорного аллеля С гена PPARA;

- G/G / гомозиготное носительство минорного аллеля G гена CKM;

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена. ACTN3;

- GG / гомозиготное носительство минорного аллеля G гена IGF2.

Высокая спортивная результативность на средних дистанциях (промежуточный фенотип) ассоциирована с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- ID / гетерозиготное носительство делеции гена АСЕ;

- +9 / -9 - гетерозиготное носительство инсерции гена BDKRB2;

- GT / гетерозиготное носительство мажорного аллеля G гена

- СТ / гетерозиготное носительство минорного аллеля Т гена NOS3;

- CG / гетерозиготное носительство мажорного аллеля С гена VEGFA;

- СТ / гетерозиготное носительство мажорного аллеля С гена HIF1A;

- GC / гетерозиготное носительство мажорного аллеля G гена IL-6;

- СТ / гетерозиготное носительство минорного аллеля Т гена AMPD1;

- CG / гетерозиготное носительство минорного аллеля G гена PPARG;

- СТ / гетерозиготное носительство мажорного аллеля С гена PPARGC1A;

- GC / гетерозиготное носительство мажорного аллеля G гена PPARA;

- A/G / гетерозиготное носительство мажорного аллеля А гена CKM;

- G/C / гетерозиготное носительство минорного аллеля С гена TFAM;

- СТ / гетерозиготное носительство минорного аллеля Т гена ACTN3.

Высокая спортивная результативность на длинных дистанциях (стайер) ассоциирована с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- II / гомозиготное носительство инсерции гена АСЕ;

- -9 / -9 - гомозиготное носительство делеции гена BDKRB2;

- GG / гомозиготное носительство мажорного аллеля G гена NOS3;

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена VEGFA;

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена HIF1A;

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена PPARGC1A;

- GG / гомозиготное носительство мажорного аллеля G гена PPARA;

- А/А / гомозиготное носительство мажорного аллеля А гена CKM;

- С/С / гомозиготное носительство минорного аллеля С гена TFAM;

- ТТ / гомозиготное носительство минорного аллеля Т гена ACTN3.

В таблице 1 на фиг. 1 представлены следующие данные:

- аллельные варианты генов, регулирующие функциональные резервы сердечно-сосудистой системы, а также генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем короткие дистанции (спринтер);

- генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем средние дистанции (промежуточный фенотип); генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем длинные дистанции (стайер).

В таблице 2, на фиг. 2 представлены следующие данные:

- аллельные варианты генов, регулирующие функциональные резервы скелетно-мышечной системы, а также генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем короткие дистанции (спринтер);

- генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем средние дистанции (промежуточный фенотип);

- генотипы, носительство которых ассоциированы с профилем длинные дистанции (стайер).

По способу 1 проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARA, CKM, ACTN3, IGF-II и при выявлении гомозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs 11549465 (1772 С>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гомозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs 18012825 (34 C>G) гена PPARG, гомозиготное носительство минорного аллеля С варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rsl815739 (577 С>Т) гена ACTN3, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs680 (17200 A>G) гена IGF-II определяют фенотип спринтер и прогнозируют результативность на коротких дистанциях.

По способу 2 проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, ACTN3, и при выявлении гетерозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гетерозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1799983 (894 G>T) гена NOS3, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гетерозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs 18012825 (34 C>G) гена PPARG, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 С>Т) гена PPARGC1A, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs1815739 (577 С>Т) гена ACTN3 определяют промежуточный фенотип и прогнозируют результативность на средних дистанциях.

По способу 3 проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, PPARGC1A, PPARA, CKM, TFAM, ACTN3, и при выявлении гомозиготного носительства инсерции I варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства делеции D варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs 1799983 (894 G>T) гена NOS3, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs 11549465 (1772 С>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 С>Т) гена PPARGC1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготного носительства мажорного аллеля А варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гомозиготного носительства минорного аллеля С rs1937 (58385582 G>C) гена TFAM, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3 определяют фенотип стайер и прогнозируют результативность на длинных дистанциях.

Также производят оценку предрасположенности данного спортсмена к повреждениям сухожильно-связочного аппарата, учитывая следующие данные:

Высокий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата ассоциирован с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- ТТ / гомозиготное носительство минорного аллеля Т гена COL5A1;

- СС / гомозиготное носительство минорного аллеля С гена ММР3;

- G/G / гомозиготное носительство минорного аллеля G гена GDF5.

Средний риск повреждений сухожильно-связочного аппарата ассоциирован с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- ТС / гетерозиготное носительство минорного аллеля Т гена COL5A1;

- СС / гетерозиготное носительство минорного аллеля С гена ММР3;

- G/G / гетерозиготное носительство минорного аллеля G гена GDF5.

Низкий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата ассоциирован с носительством следующих аллельных вариантов генов:

- СС / гомозиготное носительство мажорного аллеля С гена COL5A1;

- ТТ / гомозиготное носительство мажорного аллеля Т гена ММР3;

- АА / гомозиготное носительство мажорного аллеля А.

В таблице 3, на фиг.3 представлены следующие данные:

- аллельные варианты генов, регулирующие функциональные резервы сухожильно-связочного аппарата, а также генотипы, носительство которых ассоциированы с высоким риском спортивного травматизма;

- генотипы, носительство которых ассоциированы с повышенным риском спортивного травматизма;

- генотипы, носительство которых ассоциированы с низким уровнем спортивного травматизма.

Затем осуществляют выбор спортивной специализации данного спортсмена (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции), а также особенности при планировании его тренировочных нагрузок.

Если установлено, что спортсмен имеет фенотип «Результативность на коротких дистанциях (спринтер)», то при планировании тренировочных нагрузок рекомендуют их выполнение в субмаксимальной и максимальной зонах мощности.

При силовой подготовке рекомендовано работать с весами до 90-100% от предельного максимума.

Если установлено, что спортсмен имеет фенотип «Результативность на средние дистанции (промежуточный фенотип)», то при планировании тренировочных нагрузок рекомендуют сочетание нагрузок разной интенсивности (предпочтительно в субмаксимальной зоне мощности), с включением тренировок в большой зоне мощности.

Если установлено, что спортсмен имеет фенотип «Результативность на длинных дистанциях (стайер)», то при планировании тренировочных нагрузок рекомендуют их выполнение в умеренной и большой зонах мощности.

Если установлено, что спортсмен имеет фенотип «Риск спортивного травматизма» вне зависимости от его специализации (короткие дистанции, средние дистанции, длинные дистанции), то:

- не целесообразны тренировки с высокими нагрузками на сухожильно-связочный аппарат;

- целесообразно использование ортезов на коленные и голеностопные суставы и/или спортивного тейпирования;

- целесообразно осуществлять контроль над восстановительными процессами (увеличение периодов отдыха между интенсивными физическими нагрузками в циклических видах спорта).

Таким образом, кумулятивно (комплексно) оценивают вклад широкого круга аллельных вариантов вышеперечисленных генов, ассоциированных с функциональными резервами сердечно-сосудистой, скелетно-мышечной систем и сухожильно-связочного аппарата.

Тренеру предоставляют уже проанализированную информацию по результатам генетического тестирования спортсмена.

Заключение содержит список, разделенный на 4 категории: «Результативность на коротких дистанциях»; «Результативность на средних дистанциях»; «Результативность на длинных дистанциях»; «Риск спортивного травматизма».

Тренер обсуждает со спортсменом результаты выбора специализации, особенности тренировочного режима или его коррекции, а также необходимость использования дополнительных ортопедических средств защиты от травматизма и сроки восстановительного периода.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Спортсмен И. Алексей, 17 лет, с 7 лет занимается легкой атлетикой (беговые дисциплины, длинные дистанции).

Для прогнозирования спортивной результативности на соревнованиях национального и олимпийского уровней использована «Шкала кумулятивной оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта».

Для этого, сначала провели сбор биологического материала (буккальный эпителий), затем осуществили подготовку проб и генетический анализ образца ДНК.

Получив и проанализировав результаты генотипирования, проведена оценка генетической предрасположенности к высокой спортивной результативности в беговых дисциплинах на длинные дистанции (марафон).

Данные исследования представлены на фиг. 5.

Проведено генетическое тестирование, при котором установлено:

1. Функциональные резервы сердечно-сосудистой системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство инсерции I варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs 1799983 (894 G>T) гена NOS3, гомозиготное носительство аллеля С варианта rs 1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гетерозиготное носительство делеции D варианта rs5810761 (9 I/D) гена BDKRB2, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs11549465 (1772 C>Т) гена HIF1A, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на длинных дистанциях, с высокими значениями максимального потребления кислорода, повышенным приростом выносливости и сократительной эффективности миокарда.

2. Функциональные резервы скелетно-мышечной системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготное носительство аллеля А варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs8192678 (23815662 C>Т) гена PPARGC1A, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs1937 (58385582 G>C) гена TFAM, гетерозиготное носительство аллеля Т варианта rs1815739 (577 С>Т) гена ACTN3, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на длинных дистанциях, повышенным окислением жирных кислот в скелетных мышцах, преобладанием медленных мышечных волокон.

3. Функциональные резервы сухожильно-связочного аппарата.

Обнаружено гомозиготное носительство низкофункционального аллеля Т варианта rs12722 (1245 С>Т) гена COL5A1, гетерозиготное носительство низкофункционального аллеля С варианта rs679620 (102842889 Т>С) гена ММР3 и гетерозиготное носительство низкофункционального аллеля G варианта rs143383 (104 A>G) гена GDF5, ассоциированных с высоким риском травм сухожильно-связочного аппарата.

Спортсмен имеет средний риск повреждений сухожильно-связочного аппарата.

Таким образом, кумулятивный генетический прогноз спортивной результативности на длинных дистанциях в соревнованиях национального и олимпийского уровней у этого спортсмена расценен как высокий.

Спортсмен является гомозиготным носителем аллельных вариантов 5 генов и гетерозиготным носителем аллельных вариантов 7 генов, ассоциированных с высокой спортивной результативностью в беговых дисциплинах на длинные дистанции.

Кроме этого, выявлено гомозиготное носительство аллельного варианта 1 гена и гетерозиготного носительства двух генов, ассоциированных с предрасположенностью к повреждениям сухожильно-связочного аппарата. Таким образом, фенотип данного спортсмена - «высокая результативность на длинных дистанциях со средним риском повреждений сухожильно-связочного аппарата».

Рекомендовано: выполнение физических нагрузок большого объема в умеренной и большой зонах мощности.

Не целесообразны тренировки с высокими нагрузками на сухожильно-связочный аппарат; целесообразно использование ортезов на коленные и голеностопные суставы и/или спортивного тейпирования; целесообразно осуществлять контроль за восстановительными процессами (увеличение периодов отдыха между интенсивными физическими нагрузками в циклических видах спорта).

Пример 2.

Спортсмен Б. Никита, 20 лет, с 7 лет занимается конькобежным спортом (многоборье).

Для прогнозирования спортивной результативности на соревнованиях национального и олимпийского уровней в циклических видах спорта различной специализации (короткие, средние, длинные дистанции) использована «Шкала кумулятивной оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта».

Для этого, сначала провели сбор биологического материала (буккальный эпителий), затем осуществили пробоподготовку и генетический анализ образца Д НК.

Получив и проанализировав результаты генотипирования, проведена оценка генетической предрасположенности к высокой спортивной результативности в беговых дисциплинах на короткие, средние и длинные дистанции.

Данные исследования представлены на фиг.6.

Проведено генетическое тестирование, при котором установлено:

1. Функциональные резервы сердечно-сосудистой системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, гетерозиготное носительство инсерции I варианта rs5810761 (9 I/D) гена BDKRB2, ассоциированных с высокими силовыми качествами, с высокой спортивной результативностью на коротких дистанциях, быстрым восстановлением силы мышц после интенсивных физических упражнений.

Обнаружено гетерозиготное носительство аллеля G варианта rs1799983 (894 G>T) гена NOS3, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, умеренно повышенная продукция оксида азота, умеренно повышенная экспрессия ростового фактора VEGFA.

2. Функциональные резервы скелетно-мышечной системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство аллеля С варианта rs17602729 34 (C>Т) гена AMPD1, гомозиготное носительство аллеля С варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs680 (17200 A>G) гена IGF-II, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, ассоциированных с высокими силовыми качествами, преобладанием быстрых мышечных волокон, с анаэробным типом энергообеспечения, эффективным использованием креатин фосфокиназного механизма энергообеспечения, с высокой спортивной результативностью на коротких дистанциях.

3. Функциональные резервы сухожильно - связочного аппарата.

Обнаружено гомозиготное носительство функционального аллеля С варианта rs12722 (1245 C>Т) гена COL5A1, гомозиготное носительство функционального аллеля А варианта rs143383 (104 A>G) гена GDF5, гетерозиготное носительство низкофункционального аллеля С варианта rs679620 (102842889 Т>С) гена ММР3, ассоциированного с высоким риском травм сухожильно-связочного аппарата. В целом спортсмен имеет низкий риск повреждений сухожильно-связочного аппарата.

Таким образом, кумулятивный генетический прогноз спортивной результативности на коротких дистанциях у спортсмена расценивается как высокий.

Учитывая, что спортсмен является гомозиготным носителем аллельных вариантов 5 генов и гетерозиготным носителем аллельных вариантов 2 генов, ассоциированных с высокой результативностью на коротких дистанциях фенотип данного спортсмена - «высокая результативность на коротких дистанциях с низким риском повреждений сухожильно-связочного аппарата».

Рекомендовано: при планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с данным генотипом / фенотипом целесообразно выполнение физических нагрузок в субмаксимальной и максимальной зонах мощности.

Пример 3.

Спортсмен С. Алексей, 18 лет, с 8 лет занимается легкой атлетикой (беговые дисциплины на разные дистанции).

Для прогнозирования спортивной результативности на соревнованиях национального и олимпийского уровней в циклических видах спорта различной специализации (короткие, средние, длинные дистанции) использована «Шкала кумулятивной оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта».

Для этого, сначала провели сбор биологического материала (буккальный эпителий), затем осуществили пробоподготовку и генетический анализ образца ДНК.

Получив и проанализировав результаты генотипирования, проведена оценка генетической предрасположенности к высокой спортивной результативности в беговых дисциплинах на короткие, средние и длинные дистанции.

Данные исследования представлены на фиг. 7.

Проведено генетическое тестирование, при котором установлено:

1. Функциональные резервы сердечно-сосудистой системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство аллеля С варианта rs11549465 (1772 C>Т) гена HIF1A, ассоциированного с высокой спортивной результативностью на длинных дистанциях, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs1800795 (- 174 G>C) гена IL-6, ассоциированного с высокой спортивной результативностью на коротких дистанциях, гетерозиготное носительство инсерции / варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гетерозиготное носительство делеции D варианта rs5810761 (9 I/D) гена BDKRB2, гетерозиготное носительство аллеля G варианта rs1799983 (894 G>T) гена NOS3, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на средних дистанциях.

2. Функциональные резервы скелетно-мышечной системы.

Из клинически значимых аллельных вариантов у спортсмена обнаружено гомозиготное носительство аллеля С варианта rs18012825 (34 C>G) гена PPARG, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на длинных дистанциях; гомозиготное носительство аллеля G варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена CKM, гомозиготное носительство аллеля G варианта rs680 (17200 A>G) гена IGF-II, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на коротких дистанциях; гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs8192678 (23815662 C>Т) гена PPARGC1A, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs1937 (58385582 G>C) гена TFAM, гетерозиготное носительство аллеля Т варианта rs1815739 (577 C>Т) гена ACTN3 и, гетерозиготное носительство аллеля С варианта rs17602729 (34 C>Т) гена AMPD1, ассоциированных с высокой спортивной результативностью на средних дистанциях.

3. Функциональные резервы сухожильно-связочного аппарата.

Обнаружено гомозиготное носительство функционального аллеля С варианта rs12722 (1245 C>Т) гена COL5A1, гетерозиготное носительство низкофункционального аллеля С варианта rs679620 (102842889 Т>С) гена ММР3 и гомозиготное носительство низкофункционального аллеля G варианта rs143383 (104 A>G) гена GDF5, ассоциированных с высоким риском травм сухожильно-связочного аппарата.

В целом, спортсмен имеет средний риск повреждений сухожильно-связочного аппарата.

Таким образом, кумулятивный генетический прогноз спортивной результативности на средних дистанциях у спортсмена расценивается как высокий.

Учитывая, что спортсмен является гетерозиготным носителем аллельных вариантов 8 генов, ассоциированных с высокой результативностью на средних дистанциях, а также с учетом гомозиготного носительства аллельного варианта 1 гена и гетерозиготного носительства двух генов, ассоциированных с предрасположенностью к повреждениям сухожильно-связочного аппарата, фенотип данного спортсмена - «высокая результативность на средних дистанциях со средним риском повреждений сухожильно-связочного аппарата».

Рекомендовано: при планировании тренировочных нагрузок для спортсменов с данным фенотипом целесообразно сочетание нагрузок разной интенсивности (предпочтительно в субмаксимальной зоне мощности), с включением тренировок в большой зоне мощности.

Не целесообразны тренировки с высокими нагрузками на сухожильно-связочный аппарат; целесообразно использование ортезов на коленные и голеностопные суставы и/или спортивного тейпирования; целесообразно осуществлять контроль за восстановительными процессами (увеличение периодов отдыха между интенсивными физическими нагрузками в циклических видах спорта).

Заявляемый способ обладает следующими преимуществами: 1. Способ позволяет тренеру и спортивному врачу принимать решение о наиболее предпочтительном выборе специализации в циклических видах спорта (короткие, средние и длинные дистанции) и оптимальном тренировочном режиме для конкретного индивидуума на основании носительства аллельных вариантов 17 кандидатных генов.

3. Кумулятивная оценка генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта значительно улучшает существующую в настоящее время персонализированную стратегию спортивного отбора в спортивной практике.

4. Способ позволяет реализовать прогноз генетической предрасположенности к спортивному травматизму, что оказывает влияние на спортивную результативность в циклических видах спорта.

Предложенная группа изобретений относится к медицине, а именно к спортивной генетике. Предложены способы оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта, включающие сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим генотипированием с помощью генетической панели. При выявлении определенных аллельных вариантов генов АСЕ, BDKRB2, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARA, СКМ, ACTN3, IGF-II определяют фенотип спринтер и прогнозируют результативность на коротких дистанциях. При выявлении определенных аллельных вариантов генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, ACTN3 определяют промежуточный фенотип и прогнозируют результативность на средних дистанциях. При выявлении определенных аллельных вариантов генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, PPARGC1A, PPARA, СКМ, TFAM, ACTN3 определяют фенотип стайер и прогнозируют результативность на длинных дистанциях. Предложенная группа изобретений обеспечивает повышение эффективности прогнозирования спортивной результативности в циклических видах спорта конкретного спортсмена путем кумулятивного генетического прогноза за счет генетического тестирования образцов его ДНК. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 пр.

1. Способ оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта, включающий сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующийся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, HIF1A, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARA, СКМ, ACTN3, IGF-II, и при выявлении гомозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs11549465 (1772 С>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs1800795 (-174 G>C) гена IL-6, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гомозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs18012825 (34 C>G) гена PPARG, гомозиготное носительство минорного аллеля С варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена СКМ, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs1815739 (577 С>Т) гена ACTN3, гомозиготное носительство минорного аллеля G варианта rs680 (17200 A>G) гена IGF-II определяют фенотип спринтер и прогнозируют результативность на коротких дистанциях.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.

3. Способ оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта, включающий сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующийся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, IL-6, AMPD1, PPARG, PPARGC1A, PPARA, ACTN3, и при выявлении гетерозиготного носительства делеции D варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гетерозиготного носительства инсерции I варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs1799983 (894 G>T) гена NOS3, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs1800795 (-174 G>C) гена IL-6, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs17602729 34 (С>Т) гена AMPD1, гетерозиготного носительства минорного аллеля G варианта rs18012825 (34 C>G) гена PPARG, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 С>Т) гена PPARGC1A, гетерозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гетерозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs1815739 (577 С>Т) гена ACTN3 определяют промежуточный фенотип и прогнозируют результативность на средних дистанциях.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.

5. Способ оценки генетической предрасположенности к спортивной результативности в циклических видах спорта, включающий сбор биологического материала спортсмена, его обработку и выделение образцов ДНК с последующим их генотипированием с помощью генетической панели, характеризующийся тем, что проводят анализ носительства генов АСЕ, BDKRB2, NOS3, VEGFA, HIF1A, PPARGC1A, PPARA, СКМ, TFAM, ACTN3, и при выявлении гомозиготного носительства инсерции I варианта rs4340 (287 I/D) гена АСЕ, гомозиготного носительства делеции D варианта rs5810761 (I/D) гена BDKRB2, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs1799983 (894 G>T) гена NOS3, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs2010963 (-634 C>G) гена VEGFA, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs11549465 (1772 С>Т) гена HIF1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля С варианта rs8192678 (23815662 С>Т) гена PPARGC1A, гомозиготного носительства мажорного аллеля G варианта rs4253778 (46630634 G>C) гена PPARA, гомозиготного носительства мажорного аллеля А варианта rs8111989 (45305950 A>G) гена СКМ, гомозиготного носительства минорного аллеля С rs1937 (58385582 G>C) гена TFAM, гомозиготного носительства минорного аллеля Т варианта rs1815739 (577 С>Т) гена ACTN3 определяют фенотип стайер и прогнозируют результативность на длинных дистанциях.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что генотипирование каждого образца ДНК определяют с помощью методики TaqMan SNP Genotyping Assays на приборе StepOne Real-Time PCR System для полимеразной цепной реакции в реальном времени.