Interakcje genów z ćwiczeniami u sportowców (GE-EX)

Słoweńscy sportowcy (n = 300; 18-40 lat) o regionalnym lub krajowym standardzie wyczynowym będą rekrutowani z dyscyplin sportowych ukierunkowanych na wytrzymałość i moc. Zdrowe, niespokrewnione osoby bez żadnego doświadczenia w sporcie wyczynowym będą służyć jako kontrole (n=200; 18-40 lat). Po wypełnieniu kwestionariusza (dla sportowców: dane demograficzne, pochodzenie geograficzne, klasyfikacja sportowa, dyscyplina i historia oraz częstotliwość i objętość treningów; dla grupy kontrolnej: dane demograficzne, pochodzenie geograficzne, zwyczaje dnia codziennego) zostaną przeprowadzone analizy genotypowe . Sportowcy i grupa kontrolna zostaną poddani genotypowaniu pod kątem 30 kandydujących polimorfizmów genów, które prawdopodobnie wpłyną na wyniki wytrzymałościowe. Molekularna analiza genetyczna zostanie przeprowadzona na próbkach DNA pobranych z pełnej krwi włośniczkowej. Genotypowanie pod kątem polimorfizmów 30 genów zostanie przeprowadzone metodą PCR w czasie rzeczywistym w aparacie LightCycler® 96 Instrument (Roche) i technologią genotypowania KASP (Kompetitive Allele Specific PCR).

Ponadto 40 sportowców z wariantem genetycznym wytrzymałościowym zostanie wybranych do udziału w badaniu ostrego wysiłku fizycznego. W celu zbadania ostrych skutków ćwiczeń o niskiej i wysokiej intensywności, zmierzone zostanie stężenie krążących miokin.

Tej podgrupie sportowców zostaną poddane trzy różne sesje eksperymentalne zaplanowane w odstępie 96 godzin, o tej samej porze dnia iw przypadkowej kolejności.

Podczas pierwszej sesji moc tlenowa zostanie określona za pomocą przyrostowego testu wyczerpania na ergometrze rowerowym (Velodyn, Racermate™, USA). Zużycie tlenu (VO2) będzie określane oddech po oddechu przy użyciu systemu analizy gazu Quark (Quark, Cosmed, Rim, Włochy). Interwencje podczas pozostałych dwóch sesji eksperymentalnych będą składać się z ćwiczeń na rowerze z ciągłą 60-minutową jazdą na rowerze przy 50% PPO (niska intensywność) i 8 x 5 min przy 80% PPO (między przerwami 1,5 min przy 75 W) ćwiczenia (wysoka intensywność) .

Uczestnicy zostaną poproszeni o przestrzeganie zalecanej diety, unikanie spożywania alkoholu i niewykonywanie żadnej aktywności fizycznej w ciągu 24 godzin przed sesjami eksperymentalnymi. Sesje eksperymentalne będą odbywać się w godzinach od 8 do 11 rano, w przypadkowej kolejności iw odstępach co 96 godzin.

Przed każdą interwencją osoby pozostają w laboratorium przez 20 minut w temperaturze pokojowej między 22-24ºC. W tym okresie pobierane będą próbki krwi spoczynkowej. Zostaną pobrane jeszcze dwie próbki krwi, bezpośrednio po treningu i 2 godziny po wysiłku. Krew żylną należy pobrać do probówek z EDTA, wirować przy 2500-3000g przez 20 minut, a osobne osocze będzie przechowywane w temperaturze -80°C do dalszej analizy.

Kwantyfikacja biomarkerów zostanie przeprowadzona przy użyciu systemu MAGPIX®, wieloanalitowych paneli opartych na kulkach magnetycznych oraz oprogramowania MILLIPLEX® Analyst 5.1 (MAGPIX®, Merck Millipore). Do analizy miokin zostanie użyty komercyjny zestaw HMYOMAG-56K.

Rozkład genotypów i częstości alleli między każdą z dwóch grup sportowców (wytrzymałość i moc) i grupą kontrolną zostaną porównane za pomocą testów χ2. Wynik genotypu wytrzymałości (EGS) zostanie skonstruowany. Po pierwsze, każdy genotyp zostanie oceniony w obrębie każdego polimorfizmu. Zatem wynik genotypu (GS) 2, 1 i 0 dla każdego indywidualnego genotypu teoretycznie związanego z najwyższym, średnim lub najniższym potencjałem fenotypów wytrzymałościowych zostanie przypisany. Po drugie, GS każdego pojedynczego genotypu zostanie zsumowane ∑(i=1)^nSNPi. Po trzecie, EGS zostanie przekształcony do skali 0-100 dla łatwiejszej interpretacji, jak następuje: EGS=(100/2n)∑_(i=1)^nSNPi. EGS równy 100 reprezentuje „optymalny” poligeniczny profil dla sportowca wytrzymałościowego – to znaczy, że wszystkie GS wynoszą 2. W przeciwieństwie do tego, EGS równy 0 reprezentuje „najgorszy” możliwy profil sportowca wytrzymałościowego, to znaczy wszystkie GS wynoszą 0. Obliczona zostanie średnia EGS uzyskana w trzech grupach badawczych. EGS sportowców wytrzymałościowych, siłowych i nie-sportowców (grupa kontrolna) zostanie porównane z jednokierunkową analizą wariancji (ANOVA), a do porównań między grupami zostanie użyty test post hoc Tukeya. Przeprowadzimy również ANOVA, aby porównać EGS między sportowcami elitarnymi i krajowymi w każdej grupie sportowców wytrzymałościowych i siłowych. Normalność danych zweryfikowano za pomocą analizy eksploracyjnej przy użyciu testu Shapiro-Wilka. Zastosowana zostanie dwukierunkowa mieszana analiza ANOVA w celu sprawdzenia głównych efektów interakcji w zależności od sesji ćwiczeń (czas*sesja) oraz czasu (czasu) na stężenie miokiny w osoczu. W przypadku efektów istotnych statystycznie dla porównań wielokrotnych zastosowany zostanie test post-hoc Tukeya. Wszystkie wartości zostaną wyrażone jako średnia i odchylenie standardowe (SD). Wartości P <0,05 będą uważane za statystycznie istotne. Korekta Bonferroniego dla testów wielokrotnych zostanie przeprowadzona przez pomnożenie wartości P przez liczbę testów tam, gdzie jest to właściwe. Analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu programu SPSS w wersji 21 (Chicago, IL).