DOI: https://doi.org/10.32652/spmed.2018.2.29-39

Національний університет фізичного виховання і спорту України, Київ

С. Б. Дроздовська, В. А. Пастухова, Є. В. Імас

Анотація


З метою створення персоналізованого підходу у спортивній дієтології здійснено огляд молекулярно-генетичних маркерів, придатних до застосування у сфері фізичного виховання і спорту; розширено список поліморфізмів, що можуть бути використані як молекулярно-генетичні (нутрігенетичні) маркери ефективності дії дієтичних добавок у спорті; створено науковий базис для застосування молекулярно-генетичних методів у процесі підготовки спортсменів, що сприятиме підвищенню фізичної працездатності у спорті.  Результати. Наведено результати узагальнення механізмів взаємодії «ген–нутрієнт».  Створено перелік молекулярно-генетичних маркерів ризику розвитку порушень метаболізму; маркерів, що дозволяють коригувати раціон раціонального харчування та вживання дієтичних добавок спортсменами відповідно до індивідуальних генетичних особливостей, нутрієнтів, дія яких на геном і, особливо, на метаболічні процеси та процеси адаптації до м’язової роботи, на сьогодні доведено. Висновок. Урахування нутрігенетичних особливостей харчування дозволить покращити підготовку спортсменів шляхом підвищення ефективності використання дієтичних добавок у харчуванні, підвищення фізичної працездатності, знизити побічну дію вживаних препаратів. Методичні рекомендації з харчування спортсменів, створені з урахуванням результатів нутрігенетичних досліджень, дозволяють дозувати дієтичні добавки відповідно до метаболічної відповіді організму на генному рівні.

Ключові слова


нутрігенетика; нутрігеноміка; харчування спортсменів; поліморфізми генів

Повний текст:

PDF

Посилання


Grigor’yeva, I.N. (2011). Polimorfizm gena APOYe u lits s nasledstvennoy otyagoshchennost’yu po zhelchnokamennoy bolezni [Polymorphism of the APOE gene in individuals with hereditary burden of cholelithiasis]. Vestnik NGU – Bulletin of the NSU, Vol. 9, 1, 93-98 [in Russian].

Drozdovs’ka, S.B., Palladina, O.L., Yur'yev, S.D., Polishchuk, A.O., Honcharov, S.V., Dosenko, V.Y. (2018). Efektyvnist' vplyvu diyetychnoyi dobavky «Leptyn Menedzher» na znyzhennya masy tila u zhinok z riznymy henotypamy za henom retseptora do leptynu, yaki zaymayut'sya sylovym fitnesom [Effectiveness of the influence of dietary supplements “Leptin Manager” on weight loss in women with different genotypes for the genome of the leptin receptor, engaged in power fitnessessloss in women with different genotypes for the genome of the leptin receptor, engaged in power fitness]. Sportyvna medytsyna i fizychna reabilitatsiya – Sports medicine and physical rehabilitation, 1, 73-81 [in Ukrainian].

Misnikova, I.V. (2015). Rol’ nutrigenomiki v korrektsii metabolicheskikh narusheniy [The role of nutrigenomics in the correction of metabolic disorders]. Al’manakh klinicheskoy meditsiny – Almanac of Clinical Medicine, 1, 42-45 [in Russian].

Skoryukova, S.A., Kim, M.V., Bystrova, A.A., Babenko, A.Y., Baranova, Y.I., Pchelina, S.N. (2015). Polimorfizm S19W gena apolipoproteina A5 u bol’nykh sakharnym diabetom 2 tipa – svyaz’ s metabolicheskimi parametrami i urovnem triglitseridov [The S19W polymorphism of the apolipoprotein A5 gene in patients with type 2 diabetes mellitus is associated with metabolic parameters and the level of triglycerides]. Uchenyye zapiski SPbGMU imeni akad. I.P. Pavlova – Scientific notes of St. Petersburg State Medical University named after acad. I.P. Pavlov, Vol. XXII, 2, 60-63 [in Russian].

Tsyhanenko, O.I., Ivashchenko, S.M., Sklyarova, N.O. (2014). Sportyvna diyetolohiya ta perspektyvy yiyi vykladannya u vuzakh fizychnoho vykhovannya i sportu [Sport Dietology and Perspectives of its Teaching in High Schools of Physical Education and Sports]. Sportyvna medytsyna i reabilitatsiya – Sports medicine and rehabilitation, 2, 82-85 [in Ukrainian].

Abrahams, M. (2011). Practical Nutrigenomics: a guide to setting up your personalised nutrition service.

Baratta M. (2002). Leptin – from a signal of adiposity to a hormonal mediator in peripheral tissues. Med. Sci. Monit., 8(12), RA282-292.

Сalder, Ph.C. (2012). Mechanisms of Action of (n-3) Fatty Acids. J. Nutrition, 1S-8S. Retrieved from doi: 10.3945/jn.111.155259.

Castro, R., Rivera, I., Ravasco, P., Camilo, M.E., Blom, C. (2004). 5,10-methylenetetrahyldrofolate reductase (MTHFR) 677C>T and 1298A>C mutations are associated with DNA hypomethylation. J. of Medical Genetics, Vol. 41, 454-458.

Efeyan, A., Comb, W.C., Sabatini, D.M. (2015). Nutrient-sensing mechanisms and pathways. Nature, Vol. 517, 302-310.

Grace, M.H. (2009). Hypoglycemic activity of a novel anthocyanin-rich formulation from lowbush blueberry, Vaccinium angustifolium Aiton. Phytomedicine, 16, 5, 406-415.

Guest, N.S., Jamnik, J., Womack, Ch., El-Sohemy, A. (2015). Genetic variation related to caffeine metabolism or response during exercise. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 12 (Suppl. 1), 53.

Jürgens, G., Taddei-Peters, W.C., Költringer, P., Petek, W., Chen, Qi, Greilberger, J., Macomber, P.F., Butman, B.T., Stead, A.G., Ransom, J.H. (1995). Lipoprotein(a) Serum Concentration and Apolipoprotein(a) Phenotype Correlate With Severity and Presence of Ischemic Cerebrovascular Disease. Stroke, 26, 1841-1848.

Kang, R., Kim, M., Chae, J.S., Lee, S.-H., Lee, J.H. (2014). Consumption of whole grains and legumes modulates the genetic effect of the APOA5-1131C variant on changes in triglyceride and apolipoprotein A–V concentrations in patients with impaired fasting glucose or newly diagnosed type 2 diabetes. Trials, Vol. 15, 100.

Kayumova, L., Vorobieva, E., Gorbunova, V. (2013). Molecular and genetic aspects of the regulation of lipid metabolism in individuals with different levels of fitness. Europ. J. of Human Genetics, Vol. 21, Suppl. 2, 578.

Kim, M., Chae, J.S., Kim, M., Lee, S.H., Lee, J.H. (2014). Effects of a 3-year dietary intervention on age-related changes in triglyceride and apolipoprotein A–V levels in patients with impaired fasting glucose or newonset type 2 diabetes as a function of the APOA5-1131TNC polymorphis. Nutr. J., Vol. 13, 40.

Kohlmeier, M. (2016). Nutrigenetics: Applying the Science of Personal Nutrition.

Li, S., Hu, B., Wang, Y., Wu, D., Jin, L., Wang, X. (2014). Influences of APOA5 variants on plasma triglyceride levels in Uyghur population. PLoS, Vol. 9 (10), e110258.

Licinio, J., Caglayan, S., Ozata, M., Yildiz, B.O., de Miranda, P.B. (2004). Phenotypic effects of leptin replacement on morbid obesity, diabetes mellitus, hypogonadism, and behavior in leptin-deficient adults. PNAS, Vol. 101, 13, 4531-4536.

Matsukawa, T. Motojima, H., Sato, Y., Takahashi, S., Villareal, M.O., Isoda, H. (2017). Upregulation of skeletal muscle PGC-1α through the elevation of cyclic AMP levels by Cyanidin-3-glucoside enhances exercise performance. Nature Scientific Reports, 7, 44799. Retrieved from DOI: 10.1038/ srep44799 11.

Milner, J., Trujillo, E.B., Kaefer, C.M., Ross, S. (2008). Nutrigenomics. In: Biosocial Surveys. Committee on advances in collecting and utilizing biological Indicators and Genetic Information in Social Science Surveys. Washington: The National Academies Press.

Miyashita, K. (2010). Anti-obesity and anti-diabetic effects of allanic carotenoid flucoxanthin. Functional food, Vol. 21, 3, 24-27.

Nedergaard, J., Cannon, B. (2003). The «novel» «uncoupling» protein UCP2 and UCP3: what do they really do? Pros and cons for suggested functions. J. Exp. Physiol., 88, 1, 65-84.

Nogales-Gadea, G., Pinos, T., Lucia, A., et al. (2012). Knock-in mice for the R50X mutation in the PYGM gene present with McArdle disease. Brain, Vol. 135 (Pt 7), 2048-2057.

Mine, Yoshinori, Miyashita, Kazuo, Shahidi, Fereidoon (Eds.). (2009). Nutrigenomics and Proteomics in Health and Disease: Food Factors and Gene Interactions. Wiley-Blackwell.

Ordovas, J.M., Mooser, V. (2004). Nutrigenomics and nutrigenetics. Current Opinion in Lipidology, Vol. 15, iss. 2, 101-108.

Pavlidis, C., Patrinos, G.P., Katsila, T. (2015). Nutrigenomics: A controversy. Applied and translational genomics, Vol. 4, 50-53.

Rankinen, Т., Aamir, Z.Y., Chagnon, C., Weisnagel, S.J., Argyropoulos, G., Walts, B., Perusse, L., Bouchard, C. (2006). The human obesity gene map: the 2005 update. Obesity, Vol. 14, 529-644.

Riechman, S.E., Balasekaran, G., Roth, S.M., et al. (2004). Association of interleukin-15 protein and interleukin-15 receptor genetic variation with resistance exercise training responses. J. Appl. Physiol., 97 (6), 2214-2219.

Ross, S.A. (2003). Diet and DNA methylation interactions in cancer prevention. Ann. N Y Acad. Sci., Vol. 983, 197-207.

Roth, S.M., Schrager, M.A., Lee, M.R. (2003). Interleukin-6 (IL-6) genotype is associated with fat-free mass in men but not women. J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci., 58, 12, 1085-1088.

Song, N., Zhang, L., Chen, W., Zhu, H., Deng, W., Han, Y., Guo, J., Qin, C. (2016). Cyanidin 3-O-β-glucopyranoside activates peroxisome proliferator-activated receptor-γ and alleviates cognitive impairment in the APPswe/PS1ΔE9 mouse model. Biochimica et Biophysica Acta, 1862, 1786-1800.

Strobel, A., Issad, T., Camoin, L., Ozata, M., Strosberg, A.D. (1998). A leptin missense mutation associated with hypogonadism and morbid obesity. Nature Genetics, 18, 213-215. Retrieved from doi:10.1038/ng0398-213

Terruzzi, I.M., Senesi, P., Montesano, A., La Torre, A., Alberti, G., Benedini, S., Caumo, A., Fermo, I., Luzi, L. (2011). Genetic polymorphisms of the enzymes involved in DNA methylation and synthesis in elite athletes. Physiol. Genomics, Vol. 43 (16), 965-973.

Tiryaki-Sönmez, G., Schoenfeld, B., Vatansever-Ozen, S. (2011). Omega-3 fatty acids and exercise: a review of their combined effects on body composition and physical performance. Biomedical Human Kinetics, 3, 23-29.

Walder, K., Norman, R.A., Hanson, R.L., et al. (1998). Association between uncoupling protein polymorphisms (UCP2-UCP3) and energy metabolism/obesity in Pima Indians. Hum. Mol. Genet., 7(9), 14.

Womack, C.J., Saunders, M.J., Bechtel, M.K., Bolton, D.J., Martin, M., Luden, N.D., Dunham, W., Hancock, M. (2012). The influence of CYP1A2 polymorphism on the ergogenic effects of caffeine. J. of the International Society of Sports Nutrition, 9, 1–6.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Григорьева И. Н. Полиморфизм гена АПОЕ у лиц с наследственной отягощенностью по желчнокаменной болезни / И. Н. Григорьева // Вестник НГУ. – 2011. – Т. 9, No 1. – С. 93–98.

Дроздовська С. Б. Ефективність впливу дієтичної добавки «Лептин Менеджер» на зниження маси тіла у жінок з різними генотипами за геном рецептора до лептину, які займаються силовим фітнесом / С. Б. Дроздовська, О. Л. Палладіна, С. Д. Юрьєв, А. О. Поліщук, С. В. Гончаров, В. Є. Досенко // Спорт. медицина і фізична реабілітація. – 2018. – No 1. – С. 73–81.

Мисникова И. В. Роль нутригеномики в коррекции метаболических нарушений / И. В. Мисникова // Альманах клинической медицины. – 2015. – No 1. – С. 42–45.

Скорюкова С. А. Полиморфизм S19W гена аполипопротеина А5 у больных сахарным диабетом 2 типа – связь с метаболическими параметрами и уровнем триглицеридов / С. А. Скорюкова, М. В. Ким, А. А. Быстрова, А. Ю. Бабенко, Е. И. Баранова, С. Н. Пчелина // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. – 2015. − XXII, No 2. – С. 60–63.

Циганенко О. І. Спортивна дієтологія та перспективи її викладання у вузах фізичного виховання і спорту / О. І. Циганенко, С. М. Іващенко, Н. А. Склярова // Спорт. медицина і реабілітація. – 2014. – No 2. – С. 82–85.

Abrahams M. Practical Nutrigenomics: a guide to setting up your personalised nutrition service / M. Abrahams. – 2011. – 42 p.

Baratta M. Leptin – from a signal of adiposity to a hormonal mediator in peripheral tissues / M. Baratta // Med. Sci. Monit. − 2002. – 8(12). – RA282–292.

Сalder Ph. C. Mechanisms of Action of (n-3) Fatty Acids / Ph. C. Сalder // J. Nutrition. – 2012. – 1S-8S. − Doi: 10.3945/jn.111.155259.

Castro R. 5,10-methylenetetrahyldrofolate reductase (MTHFR) 677C>T and 1298A>C mutations are associated with DNA hypomethylation / R. Castro, I. Rivera, P. Ravasco, M. E. Camilo, C. Blom // J. of Medical Genetics. − 2004. − Vol. 41. − P. 454–458.

Efeyan A. Nutrient-sensing mechanisms and pathways / A. Efeyan, W. C. Comb, D. M. Sabatini // Nature. − 2015. – Vol. 517. – P. 302–310.

Grace M. H. Hypoglycemic activity of a novel anthocyanin-rich formulation from lowbush blueberry, Vaccinium angustifolium Aiton / M. H. Grace // Phytomedicine. − 2009. – 16, 5. – Р. 406–415.

Guest N. S. Genetic variation related to caffeine metabolism or response during exercise / N. S. Guest, J. Jamnik, Ch. Womack, A. El-Sohemy // Journal of the International Society of Sports Nutrition. – 2015. – 12 (Suppl. 1) – P. 53.

Jürgens G. Lipoprotein(a) Serum Concentration and Apolipoprotein(a) Phenotype Correlate With Severity and Presence of Ischemic Cerebrovascular Disease / G. Jürgens, W. C. Taddei-Peters, P. Költringer, W. Petek, Qi Chen, J. Greilberger, P. F. Macomber, B. T. Butman, A. G. Stead, J. H. Ransom // Stroke. – 1995. – 26. – P. 1841–1848.

Kang R. Consumption of whole grains and legumes modulates the genetic effect of the APOA5-1131C variant on changes in triglyceride and apolipoprotein A–V concentrations in patients with impaired fasting glucose or newly diagnosed type 2 diabetes / R. Kang, M. Kim, J. S. Chae, S.-H. Lee, J. H. Lee // Trials. – 2014. – Vol. 15. – P. 100.

Kayumova L. Molecular and genetic aspects of the regulation of lipid metabolism in individuals with different levels of fitness / L. Kayumova, E. Vorobieva, V. Gorbunova // Europ. J. of Human Genetics. – 2013. – Vol. 21, suppl. 2. – P. 578.

Kim M. Effects of a 3-year dietary intervention on age-related changes in triglyceride and apolipoprotein A–V levels in patients with impaired fasting glucose or new-onset type 2 diabetes as a function of the APOA5-1131TNC polymorphis / M. Kim, J. S. Chae, M. Kim, S. H. Lee, J. H. Lee // Nutr. J. – 2014. – Vol. 13. – P. 40.

Kohlmeier M. Nutrigenetics: Applying the Science of Personal Nutrition / M. Kohlmeier. − 2016. – 324 p.

Li S. Influences of APOA5 variants on plasma triglyceride levels in Uyghur population / S. Li, B. Hu, Y. Wang, D. Wu, L. Jin, X. Wang // PLoS. – 2014. – Vol. 9 (10). – e110258.

Licinio J. Phenotypic effects of leptin replacement on morbid obesity, diabetes mellitus, hypogonadism, and behavior in leptin-deficient adults / J. Licinio, S. Caglayan, M. Ozata, B. O. Yildiz, P. B. de Miranda // PNAS. – 2004. – Vol. 101, N 13. – P. 4531–4536.

Matsukawa T. Upregulation of skeletal muscle PGC-1α through the elevation of cyclic AMP levels by Cyanidin-3-glucoside enhances exercise performance / T. Matsukawa, H. Motojima, Y. Sato, S. Takahashi, M. O. Villareal, H. Isoda // Nature Scientific Reports. – 2017. – N 7. – 44799. DOI: 10.1038/srep44799 11.

Milner J. Nutrigenomics. In: Biosocial Surveys. Committee on advances in collecting and utilizing biological Indicators and Genetic Information in Social Science Surveys / J. Milner, E. B. Trujillo, C. M. Kaefer, S. Ross – Washington : The National Academies Press, 2008.

Miyashita K. Anti-obesity and anti-diabetic effects of allanic carotenoid flucoxanthin / K. Miyashita // Functional food. – 2010. – Vol. 21, N

– P. 24–27.

Nedergaard J. The «novel» «uncoupling» protein UCP2 and UCP3: what do they really do? Pros and cons for suggested functions / J. Nedergaard, B. Cannon // J. Exp. Physiol. – 2003. − 88, N 1. − P. 65–84.

Nogales-Gadea G. Knock-in mice for the R50X mutation in the PYGM gene present with McArdle disease / G. Nogales-Gadea, T. Pinos, A. Lucia et al. // Brain. – 2012. – Vol. 135 (Pt 7). – P. 2048–2057.

Nutrigenomics and Proteomics in Health and Disease: Food Factors and Gene Interactions / Ed. by Yoshinori Mine, Kazuo Miyashita and Fereidoon Shahidi // Wiley-Blackwell. – 2009. – 396 p.

Ordovas J. M. Nutrigenomics and nutrigenetics / J. M. Ordovas, V. Mooser // Current Opinion in Lipidology. – 2004. – Vol. 15, iss. 2. – P. 101–108.

Pavlidis C. Nutrigenomics: A controversy /C. Pavlidis, G. P. Patrinos, T. Katsila // Applied and translational genomics. – 2015. – Vol. 4. – P. 50–53.

Rankinen Т. The human obesity gene map: the 2005 update / Т. Rankinen, Z. Y Aamir, C. Chagnon, S. J. Weisnagel, G. Argyropoulos, B. Walts, L. Perusse, C. Bouchard // Obesity. – 2006.− Vol. 14. – P. 529–644.

Riechman S. E. Association of interleukin-15 protein and interleukin-15 receptor genetic variation with resistance exercise training responses / S. E. Riechman, G. Balasekaran, S. M. Roth et al. // J. Appl. Physiol. – 2004. – 97 (6). – P. 2214–2219.

Ross S. A. Diet and DNA methylation interactions in cancer prevention / S. A. Ross // Ann. N Y Acad. Sci. − 2003. – Vol. 983. – P. 197–207.

Roth S. M. Interleukin-6 (IL-6) genotype is associated with fat-free mass in men but not women / S. M. Roth, M. A. Schrager, M. R. Lee // J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. – 2003. – 58, 12. – P. 1085–1088.

Song N. Cyanidin 3-O-β-glucopyranoside activates peroxisome proliferator-activated receptor-γ and alleviates cognitive impairment in the APPswe/PS1ΔE9 mouse model / N. Song, L. Zhang, W. Chen, H. Zhu, W. Deng, Y. Han, J. Guo, C. Qin // Biochimica et Biophysica Acta. − 2016. − 1862. – P. 1786–1800.

Strobel A. A leptin missense mutation associated with hypogonadism and morbid obesity / A. Strobel, T. Issad, L. Camoin, M. Ozata, A. D. Strosberg / Nature Genetics. – 1998. – 18. – P. 213–215. doi:10.1038/ ng0398-213

Terruzzi I. M. Genetic polymorphisms of the enzymes involved in DNA methylation and synthesis in elite athletes / I. M. Terruzzi, P. Senesi, A. Montesano, A. La Torre, G. Alberti, S. Benedini, A. Caumo, I. Fermo, L. Luzi // Physiol. Genomics. – 2011. – Vol. 43 (16). – P. 965–973.

Tiryaki-Sönmez G. Omega-3 fatty acids and exercise: a review of their combined effects on body composition and physical performance / G. Tiryaki-Sönmez, B. Schoenfeld, S. Vatansever-Ozen // Biomedical Human Kinetics. – 2011. – N 3. – Р. 23–29.

Walder K. Association between uncoupling protein polymorphisms (UCP2-UCP3) and energy metabolism/obesity in Pima Indians / K. Walder, R. A. Norman, R. L. Hanson, et al. // Hum. Mol. Genet. – 1998. – 7(9). – P. 14.

Womack C. J. The influence of CYP1A2 polymorphism on the ergogenic effects of caffeine / C. J. Womack, M. J. Saunders, M. K. Bechtel, D. J. Bolton, M. Martin, N. D. Luden, W. Dunham, M. Hancock // J. of the International Society of Sports Nutrition. – 2012. – N 9. – P. 1–6.




Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

----------------------------------------------

ISSN:1992-7894 (друк)
ISSN: 1992-9285 (інтернет)

Адреса редакції: 03150, м. Київ-150, вул. Фізкультури, 1.
Довідка: тел.: +38(044) 287-65-20;
моб.: +38(050) 067-64-13; +38(099) 900-09-98;
е-mail: sportmedkafedra@gmail.com