Gen-Übungs-Interaktionen bei Sportlern (GE-EX)

Slowenische Athleten (n = 300; 18-40 Jahre) mit regionalem oder nationalem Leistungsniveau werden aus den ausdauerorientierten und leistungsorientierten Sportarten rekrutiert. Als Kontrollpersonen dienen gesunde, nicht verwandte Personen ohne Wettkampfsporterfahrung (n= 200; 18-40 Jahre). Nach dem Ausfüllen des Fragebogens (für Athleten: Demografie, geografische Abstammung, Sportklassifikation, Disziplin und Geschichte sowie Häufigkeit und Umfang des Trainings; für Kontrollgruppe: Demografie, geografische Abstammung Gewohnheiten des täglichen Lebens) werden Genotypisierungsanalysen durchgeführt . Die Athleten und Kontrollpersonen werden auf 30 Kandidaten-Genpolymorphismen genotypisiert, von denen angenommen wird, dass sie die Ausdauerleistung beeinflussen. Molekulargenetische Analysen werden mit DNA-Proben durchgeführt, die aus dem kapillaren Vollblut gewonnen werden. Die Genotypisierung für 30 Genpolymorphismen wird mittels Real-Time PCR auf dem LightCycler® 96 Instrument (Roche) und der KASP (Kompetitive Allele Specific PCR) Genotypisierungstechnologie durchgeführt.

Darüber hinaus werden 40 Athleten mit genetischer Ausdauervariante ausgewählt, um an der Akutübungsstudie teilzunehmen. Um die akuten Wirkungen von Belastungen mit niedriger und hoher Intensität zu untersuchen, wird die Konzentration zirkulierender Myokine gemessen.

Drei unterschiedliche experimentelle Sitzungen, die im Abstand von 96 Stunden zur gleichen Tageszeit und in zufälliger Reihenfolge geplant sind, werden auf diese Untergruppe von Athleten angewendet.

In der ersten Sitzung wird die aerobe Leistung mit einem inkrementellen Test bis zur Erschöpfung auf einem Fahrradergometer (Velodyn, Racermate™, USA) bestimmt. Der Sauerstoffverbrauch (VO2) wird Atemzug für Atemzug mit einem Quark-Gasanalysesystem (Quark, Cosmed, Rim, Italien) bestimmt. Die Interventionen während der anderen beiden experimentellen Sitzungen bestehen aus Radfahrübungen mit kontinuierlichem 60-minütigem Radfahren bei 50 % PPO (niedrige Intensität) und 8 x 5 min bei 80 % PPO (zwischen den Intervallen 1,5 min bei 75 W) Übung (hohe Intensität) .

Die Teilnehmer werden gebeten, das vorgeschriebene Diätregime einzuhalten, den Konsum von Alkohol zu vermeiden und in den 24 Stunden vor den experimentellen Sitzungen keine körperliche Aktivität auszuüben. Die experimentellen Sitzungen werden von 8 bis 11 Uhr in zufälliger Reihenfolge und im Abstand von 96 Stunden durchgeführt.

Vor jedem Eingriff bleiben die Personen für einen Zeitraum von 20 Minuten im Labor bei einer Raumtemperatur zwischen 22 und 24 ° C sitzen. Während dieser Zeit werden Ruheblutproben entnommen. Zwei weitere Blutproben werden unmittelbar nach dem Training und 2 Stunden nach dem Training entnommen. Venöses Blut wird in EDTA-Röhrchen gesammelt, bei 2500–3000 g für 20 Minuten zentrifugiert, und ein separates Plasma wird für die weitere Analyse bei –80 °C gelagert.

Die Quantifizierung von Biomarkern erfolgt mit dem MAGPIX®-System, Magnet-Bead-basierten Multi-Analyt-Panels und der MILLIPLEX® Analyst 5.1-Software (MAGPIX®, Merck Millipore). Für die Myokinanalyse wird ein kommerzielles Kit HMYOMAG-56K verwendet.

Die Genotypverteilung und Allelhäufigkeiten zwischen jeder der beiden Gruppen von Athleten (Ausdauer und Kraft) und Kontrollen werden unter Verwendung von χ2-Tests verglichen. Der Ausdauer-Genotyp-Score (EGS) wird erstellt. Zuerst wird jeder Genotyp innerhalb jedes Polymorphismus bewertet. Daher wird jedem einzelnen Genotyp, der theoretisch mit dem höchsten, mittleren oder niedrigsten Potenzial von Ausdauer-Phänotypen assoziiert ist, ein Genotyp-Score (GS) von 2, 1 und 0 zugewiesen. Zweitens wird die GS jedes einzelnen Genotyps summiert ∑(i=1)^nSNPi. Drittens wird der EGS zur einfacheren Interpretation wie folgt auf eine Skala von 0–100 transformiert: EGS=(100/2n)∑_(i=1)^nSNPi. Ein EGS von 100 stellt ein „optimales“ polygenes Profil für Ausdauersportler dar – das heißt, dass alle GS 2 sind. Im Gegensatz dazu stellt ein EGS von 0 das „schlechteste“ mögliche Profil für Ausdauersportler dar, dh alle GS sind 0. Es wird der Mittelwert der in den drei Studiengruppen erzielten EGS berechnet. Die EGS von Ausdauersportlern, Kraftsportlern und Nichtsportlern (Kontrollen) werden mit einer Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) verglichen, und der Tukey-Post-Hoc-Test wird für Vergleiche zwischen den Gruppen verwendet. Wir werden auch eine ANOVA durchführen, um die EGS zwischen Elite- und nationalen Athleten innerhalb jeder Gruppe von Ausdauer- und Kraftsportlern zu vergleichen. Die Normalität der Daten wurde durch eine explorative Analyse unter Verwendung des Shapiro-Wilk-Tests verifiziert. Eine gemischte Zweiweg-ANOVA wird angewendet, um die Hauptwechselwirkungen der Zeit durch Trainingseinheit (Zeit*Sitzung) und der Zeit (Zeit) auf die Myokin-Plasmakonzentration zu überprüfen. Für statistisch signifikante Effekte wird ein Post-hoc-Tukey-Test für multiple Vergleiche verwendet. Alle Werte werden als Mittelwert und Standardabweichung (SD) ausgedrückt. P-Werte von <0,05 werden als statistisch signifikant betrachtet. Die Bonferroni-Korrektur für Mehrfachtests wird durchgeführt, indem der P-Wert gegebenenfalls mit der Anzahl der Tests multipliziert wird. Statistische Analysen werden mit dem Programm SPSS, Version 21 (Chicago, IL) durchgeführt.