Признаки митохондриальной ДНК плохой обучаемости аэробным упражнениям у молодых людей, родившихся недоношенными

Молодые люди, рожденные глубоко недоношенными (VPTB; гестационный возраст < 32 недель), имеют нарушенную реакцию на аэробные тренировки (AET), что часто характеризуется отсутствием изменений аэробной способности (VO2max) после AET. Это снижает потенциал AET для компенсации повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний на раннем этапе жизни. Плохая обучаемость VPTB связана с их известной митохондриальной дисфункцией, которая, как полагают, возникает из-за притупления митохондриального созревания при раннем рождении. В настоящее время не существует методов лечения, позволяющих улучшить тренируемость этой группы населения при VO2max.

Данные нашей лаборатории на людях и мышах показывают, что варианты митохондриальной ДНК (мтДНК) и другие аспекты митохондриальной геномики играют роль в тренируемости VO2max. У людей исследователи обнаружили, что у людей с наибольшим увеличением VO2max после AET чаще наблюдалась митохондриальная гетероплазмия (сдвиг последовательности мтДНК). Напротив, гетероплазмия уменьшалась у тех, у кого изменения VO2max были незначительными или вообще отсутствовали. Снижение гетероплазмии коррелировало с более выраженными повреждениями мтДНК, что позволяет предположить, что физические упражнения вызывают чрезмерный окислительный стресс в митохондриях у этих людей. Исследователи также выявили 13 вариантов мтДНК у людей с плохой обучаемостью, что, возможно, связано с их пониженной реакцией гетероплазмии после тренировок. Эти данные указывают на то, что генетическое разнообразие, характеризующееся реакцией гетероплазмии мтДНК на АЕТ, является важным фактором, определяющим адаптивность VO2max при АЕТ. На сегодняшний день митохондриальные геномы VPTB не охарактеризованы. Появление вариантов в их митогеномах из-за раннего рождения можно было бы легко идентифицировать по сравнению с их биологической матерью, учитывая, что мтДНК наследуется по материнской линии. Важно отметить, что эти варианты митогенома могут влиять на влияние AET на гетероплазмию и их низкую обучаемость. Таким образом, существует острая необходимость охарактеризовать характеристики митохондриального генома VPTB и то, как AET влияет на эту динамику.

Наша долгосрочная цель — улучшить функцию митохондрий и способность к тренировке VO2max у молодых людей с ВПТБ, сталкивающихся с непропорционально более высоким риском заболевания, когда известно, что физические упражнения полезны в качестве лечения и профилактической меры. Соответственно, общие цели этой заявки заключаются в том, чтобы: i) охарактеризовать VPTB-индуцированные изменения последовательности мтДНК, гетероплазмии и повреждения и ii) определить влияние AET на эти характеристики мтДНК и функцию митохондрий в клетках, которые, как известно, коррелируют с окислительным митохондриальным процессом сердца. емкость: а именно мононуклеарные клетки периферической крови (РВМС). Наша основная гипотеза заключается в том, что молодые люди VTPB будут иметь уникальные варианты / мутации мтДНК и что AET будет значительно уменьшать гетероплазмию и копии мтДНК PBMC наряду с пониженной окислительной способностью митохондрий по сравнению со взрослыми, родившимися в норме (NTB). Обоснованием этого проекта является то, что характеристика уникальных аспектов мтДНК VPTB и реакции гетероплазмии на AET может выявить основной механизм их плохой обучаемости, который может быть нацелен на будущие работы. Для достижения этих целей исследователи оценят эти две конкретные цели: Цель 1: Оценить информативные варианты мтДНК у молодых людей с ВПТБ. Исследователи предполагают, что у потомков VPTB появятся варианты мтДНК de novo по сравнению с их биологическими матерями.

Цель 2: Определить влияние АЭТ на окислительную способность митохондрий и гетероплазмию мтДНК, количество копий и повреждения в изолированных РВМС у молодых людей с ВПТБ и НТБ. Исследователи предполагают, что у взрослых с VPTB будет наблюдаться снижение гетероплазмии мтДНК и увеличение количества поражений после AET по сравнению со взрослыми NTB того же возраста.

После завершения предлагаемого исследования нашим ожидаемым результатом будет выявление уникальной характеристики вариантов мтДНК и ответов гетероплазмии на АЕТ у взрослых с ВПТБ, что объяснит их низкую обучаемость. Ожидается, что эти результаты окажут положительное влияние на исследователей, поскольку они дадут основу для будущих исследований, направленных на использование мтДНК в качестве стратегии, которая поможет взрослым с ВПТБ снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний и улучшить качество жизни.