Přidružení Mezi aquaporin-1 a Vytrvalostní Výkon: Systematický přehled

Výsledek Kontroly

Obrázek 1 zobrazuje vývojový diagram studií výběrové řízení. Při prvotním vyhledávání v databázi bylo nalezeno 172 relevantních studií. Další prověřování těchto 172 studií vedlo k vyloučení 118 publikací z důvodu okrajové relevance a k uchování 54 dokumentů pro určení způsobilosti. Tento proces vedl k odmítnutí osmi studií kvůli nekoincidenci biologických (strukturálních a funkčních) vlastností kanálu AQP1. Konečný výsledek přinesl 46 studie, které byly použity při syntéze tohoto systematického přehledu.

br. 1

Prisma vývojový diagram. Podrobnosti o současné hledání a výběru proces aplikován při systematické revizi procesu

AQP1 Case–Control a CE Výkon

U lidí (viz Tabulka 1), první řádek důkazy na podporu hypotézy o přidružení mezi AQP1 genu a CE výkon byla poskytována Martinez et al. . Tato zpráva byla pozorovací studií používající genetický epidemiologický model v návrhu případové kontroly. Oni zkoumal vztah mezi DNA sekvence varianta, rs1049305 (C > G), v 3′ UTR z AQP1 genu a CE výkonnostní úroveň v mužské a ženské Hispánský maraton běžců (n = 784). Případy (rychlí běžci; n = 396; muži = 225; ženy = 171) skončili v horním třetím percentilu pro jejich věk a pohlaví, zatímco kontroly (pomalí běžci; n = 388; muži = 221; ženy = 167) skončily v nejnižším třetím percentilu. Hlášené genotypové frekvence byly v HWE (X2, p ≥ 0,05) a nebyly signifikantně (X2, p ≥ 0,05) odlišné mezi pohlavími. Vzhledem k tomu, že u mužů a žen byla podobná genotypová distribuce frekvence, v obou případech (rychlí běžci) a kontroly (pomalí běžci) byly údaje pro obě pohlaví shromážděny. Chi-square test na sdílená data odhalila významný (X2 = 6.94, p = 0,03), rozdíl v genotypu prevalence distribuce mezi případy (rychlý běh) a kontroly (pomalé běžce).

Tabulka 1 Souhrn studie o přidružení AQP1gene rs1049305 (C > G) varianta v 3′ untranslated region a vytrvalostní výkon u lidí

pozorované allelickou frekvence distribucí v případech (rychlý běh) a ovládací prvky (pomalý běh), neodhalily žádné pohlavní rozdíly (X2, p ≥ 0.05). Distribuce alelických frekvencí sdružených v pohlaví odhalila významné rozdíly (X2 = 7,55, p = 0,005) mezi případy (rychlí běžci) a kontrolami (pomalí běžci). U obou pohlaví, v případech a kontrolách, C-alela byla méně často pozorována. Vypočtený poměr šancí = 1.35 a jeho 95% interval spolehlivosti (CI) (1.08–1.67) navrhl, že C-alely byla větší pravděpodobností (p = 0.005) převládající v případech (rychlý běh) než v kontrolních skupinách (pomalé běžce). Je pozoruhodné, že aqp1gene rs1049305 (C > G) je v 3 ‚ UTR. 3 ‚ UTR messengerové RNA byla spojena s regulací genové exprese . 3 ‚ UTR řídí jaderný export, subbuněčné cílení, a rychlosti translace a degradace DNA. Geny řízené sekvencí 3 ‚ UTR jsou obecně regulační proteiny a jejich nepravidelná exprese může mít vážné účinky na člověka .

Aqp1 kanál a výkon CE

Xu et al. , pomocí myší, poskytl důkaz pro souvislost mezi kanálem Aqp1 a výkonem CE. Testovali hypotézu, že kanál Aqp1 hraje fyziologicky vlivnou roli v transportu O2, protože kanál Aqp1 je přítomen na vysokých úrovních v erytrocytech a plicním kapilárním endotelu. Porovnávali dobrovolné kolo běžící po dobu 24 hodin u myší aqp1-null vs. divoký typ za podmínek hypoxie (okolní = 16%), normoxie (21%) a hyperoxie (40%). Lineární regresní analýza na dálku spustit jako funkce Aqp1 stav a léčbu kategoricky odkazovat na 21% O2 uvedla, že Aqp1 knockout snížené vzdálenosti běh 4.7 ± 0.5 km (p < 0.001), nastavení pro . Ve srovnání s 21% O2, snížení O2 k 16% snížení vzdálenosti běh o 1,6 ± 0,6 km (p = 0,01), zatímco zvyšování O2 na 40% zvýšila vzdálenost běh o 1,2 ± 0,6 km (p = 0.04), nastavení pro Aqp1 stav. Tato zjištění vedla k závěru, že Aqp1-null myši mají zásadní vliv na dobrovolné cvičení tolerance (CE výkon), v souladu s hypotézou, že Aqp1 hraje důležitou fyziologickou roli v transportu O2 přes plazmatické membrány. Je dobře přijímáno, že u lidí provádění dlouhodobého cvičení (jako je běh na dálku) do značné míry závisí na molekulárních mechanismech, které se většinou týkají řízení O2.

AQP1 Kanál a CE Výkon Koreluje

současné observační studie AQP1 kanál vrhnout další světlo na možnou roli molekulární mechanismus, jako to souvisí s AQP1 kanál přítomnost nebo nepřítomnost a akutní reakci na cvičení a O2 řízení. U lidí je prodloužená cvičební kapacita, která vyžaduje běh na dlouhé vzdálenosti, vysoce ovlivněna VO2max, metabolickou ekonomikou, prahem laktátu, regulací teploty a odolností proti únavě. Bohaté informace naznačují, že genetika zprostředkovává velikost těchto mechanismů . Z těchto pěti faktorů je primárním determinantem vytrvalostního výkonu VO2max . Jedním z nejsilnějších argumentů pro takové tvrzení je, že vytrvalostní výkon a VO2max jsou silně a pozitivně spojeny. Nové poznatky vyplývající ze systematického přehledu z 15 studií a meta-analýza ukázala, že vážený znamená pro dědivosti VO2max absolutní hodnoty a ty přepočtu na tělesnou hmotnost a hmotnost bez tuku bylo 0,68 (95% CI 0.59–0.77), JE 0,56 (95% CI 0.47–0.65), a 0,44 (95% CI 0,13 až 0.75), respektive. Meta-regresní analýza ukázala, že sex by mohl částečně vysvětlit různorodost v VO2max odhady dědivosti upravena podle tělesné hmotnosti. Odhady dědičnosti hlášené mezi studiemi byly statisticky významné. Poslední, pro submaximální vytrvalost byly fenotypy a endurance heritability 0,49 (95% CI 0,33-0,65)a 0,53 (95% CI 0,27–0,78).

stav nosiče Aqp1 C-alely a výkon CE

u lidí byla druhá linie podpory hypotézy o spojení mezi genem aqp1 a výkonem CE prokázána Rivera et al. (viz tabulka 1). Podruhé, observační studie s použitím genetické epidemiologie model hodnocena asociace mezi DNA sekvence varianta, rs1049305 (C > G), v 3′ UTR z AQP1 gen a CE související s výkonem fenotyp. V této příležitosti, uplynulý čas běhu na 10 km byla událost porovnání AQP1 C-alely dopravcem stav, např. dopravci (homozygotní pro C-alely (CC) a heterozygotní pro C-alely (CG); n = 50) a non-nosiče (homozygotní pro G-alela (GG); n = 41). Hlavní zjištění ukázala, že aqp1 C-alely nese běžel v průměru 13.4% rychlejší (p < 0.05) než non-nosiče během 10-ti km závod, což je přibližně 16.12 km/h pro dopravce a 13.9 km/h pro non-nosiče. Mezi oběma skupinami nebyl žádný rozdíl ve stavu výcviku (dopravci vs. nenosci AQP1 C-alely). Tato zjištění poskytují další podporu představě, že interindividuální variabilita výkonu CE by mohla být částečně vysvětlena molekulárními mechanismy, jako jsou variace sekvence DNA. Zjištění Rivera et al. poskytnout další podporu těm Martinez et al. , což naznačuje účast genotypu aqp1 rs1049305 CC a CG na podpoře vytrvalostního běhu.

u lidí (viz tabulka 1) poskytla třetí řada důkazů další podporu možné úlohy genotypu AQP1 ve výkonu CE. Tentokrát asociace mezi OZNAČENÍM performance a rs1049305 (C > G) varianta v 3′ UTR oblasti AQP1 genu byla hodnocena v jihoafrický Běloch (n = 504) finišery v roce 2000 (n = 112), 2001 (n = 222) a 2006 (n = 170) jihoafrický Ironman Triatlonu . Jejich výsledky replikovaly výsledky Martineze a kol. a Rivera et al. oznámením, že varianta aqp1 rs1049305 C byla spojena s délkou maratonského běhu segmentu ve třech událostech Ironman. Triatlonisty, kteří nesli C-alely dokončil 42.2 km běh fázi rychleji (průměr 286, s = 49 min) než triatlonisty s GG genotypem (průměr 296, s = 47 min; P = 0.032). Tato studie také tvrdila, že jejich zjištění a zjištění Martineze a kol. a Rivera et al. nejsou prediktory vytrvalostní výkon, ale jsou důkazy o tom, že AQP1 rs1049305 C-varianta přispívá k fyziologického stavu vnímaví ke vzdělávání a prospěšné pro vytrvalostní (na dlouhé vzdálenosti), běžecké výkonnosti. Někteří další tvrdí, že slabost pozorovat podobný genotyp vliv na výkonnost v plavání a na kole fázích pravděpodobně odráží rozdílné fyziologické požadavky těchto činností .

Výraz, In Vitro, a AQP1 G Alelu

Jedna zpráva odhalila, že in vitro (viz Tabulka 2), snížená exprese AQP1 byla spojena s přítomností rs1049305 G-alela. Byla vyslovena domněnka, že takové snížení exprese AQP1 lze přičíst zvýšení závazného afinitu mikrorna-129 předchůdce na jeho vazebné místo dvou základních párů (bp) od rs1049305 . Stejné studie naznačila, že s jaterní fibrózy u pacientů, AQP1 rs1049305 CC genotyp byl spojen s nižší sérové koncentrace sodíku a nižší sérové osmolality, když ve srovnání s pacienty s CG nebo GG genotypu. Saunders et al. předpokládali, že snížení exprese AQP1 v přítomnosti G-alela může způsobit pomalejší reakci na změny osmotického gradientu během cvičení. Tato představa doložená pozorováním Tam a Noakes, že osmolalita séra je během cvičení fyziologicky obhájena.

Tabulka 2 Souhrn studie hodnotící vliv rs1049305 (C > G) v AQP1 genové exprese, in vitro

Prevalence AQP1 C Alelu

Keňských a Etiopských běžců dominoval Olympijský střední a dlouhé vzdálenosti běh událostí od roku 1968 hry v Mexico City . Populační distribuce C-alely genu aqp1 může tento jev částečně vysvětlit. Zpráva z Národního Centra pro Biotechnologické Informace nalézt malé rozdíly v četnosti (%) AQP1 C-alely mezi Evropany (0.30 % ), Asiaté (0.38 % ) a Běloši (0.42 %), ale výrazný výskyt AQP1 C-alely v Afrických Američanů (0.86 %) a Sub-Saharans (0.98 %). Jiní uvedli, že v Hispáncích byla prevalence C-alely 0, 36% u rychlých běžců (případy) a 0, 30% u pomalých běžců (kontroly).

AQP1 Kanálu Činnost v Rámci Hypoxické Cvičení

Huang a Wang použil jiný přístup ke studiu AQP1 genu a vytrvalostní cvičení. Zkoumali účinky aerobní intervalový trénink (AIT) a mírné průběžné vzdělávání (MCT) na osmotický stres-zprostředkované reologické funkce a AQP1 kanál aktivitu lidských erytrocytů pod hypoxické cvičení (ON) stres u lidí. Třicet zdravé sedavé muži byli náhodně rozděleni buď AIT skupina, která provádí 3-min intervalech na 40% a 80% VO2max, n = 15, nebo MCT skupina nutné provést trvalý výkon při 60% VO2max, n = 15, 30 min/den, 5 dní/týden po dobu 6 týdnů. Reologické odpovědi erytrocytů na HE (100 W pod 12% O2 po dobu 30 minut) byly stanoveny před a po různých režimech. Zjištění ukázala, že akutní, ŽE zvýšené osmotické křehkosti a snížení deformovatelnosti červených krvinek a depresi erytrocytů AQP1 činnosti se projevilo zvýšenou chlorid hořečnatý (HgCl2-) vyvolaná nestabilita erytrocytů membrány pod hypotonických podmínek. Po 6 týdnech cvičení intervence, skupina ait vykazovala vyšší maximální výkon a VO2max než skupina MCT. AIT i MCT snížily rozsah zvýšené osmotické křehkosti, snížené deformovatelnosti a aqp1 aktivity erytrocytů způsobené HE. Dospěli k závěru, že AIT je lepší než MCT pro zvýšení aerobní kapacity. AIT nebo MCT účinně zmírňovaly poruchy reologických charakteristik erytrocytů a funkce aqp1 vyvolané HE.

AQP1 a ztráta tělesné tekutiny během cvičení

podél těchto linií, Rivera et al. a Saunders et al. zkoumal těla ztráty tekutin (změny hmotnosti) asociace s AQP1 rs1049305 (C > G) varianta při vytrvalostní běhy. Rivera et al. hlásil, že během 10 km silniční závod, nosiče AQP1 rs1049305 C-alely měl větší upravená těla ztráty tekutin (3.7 ± 0,9 kg) než non-nosiče (1.5 ± 1,1 kg) (P < 0.05). Saunders et al. hlášeno Žádný genotypový účinek na změny absolutní tělesné hmotnosti v reakci na 42 km běžící segment triatlonů Ironman. Druhá studie tvrdila, že pozorovaná protichůdná zjištění byla přičítána metodickým otázkám . Ve studii Ironman Triathlon Saunders et al. , před a po absolutních hodnotách tělesné hmotnosti byly použity jako ukazatele ztráty tělesné tekutiny. Naopak, Rivera et al. určí tělní tekutiny ztráta z rozdílu mezi nude tělesné hmotnosti (hmotnost do 10 km − hmotnost po 10 km), s úpravami pro příjem tekutin, respirační ztráty vody, a vylučování moči. Tam a Noakes přezkoumali literaturu týkající se diskuse o tom, kdy a proč by měla být upravena absolutní tělesná hmotnost, vzhledem k praktickým a vědeckým snahám. Je nad rámec současného přezkumu jít dále do takové diskuse.

rozdíly ve ztrátě tělesných tekutin vyvolané cvičením podle genotypu aqp1 pozorované Riverou et al. může také nepřímo vysvětlit asociaci AQP1 s běžeckým výkonem. Pozorování, že vysoká ztráta tělesné tekutiny je spojena s rychlejším běžeckým výkonem při vytrvalostních událostech, není izolovanou událostí. Jak zjistili Saunders et al. , triatlonista lišty z roku 2000, 2001, 206 South African Ironman Triathlon, který ztratil většinu tělesné hmotnosti v průběhu celého závodu bylo lepší (rychlejší) dokončovací časy, než triatlonisty, kteří ztratili méně tělesné hmotnosti. Kromě toho, ostatní hlásil významná inverzní korelace mezi změny tělesné hmotnosti z důvodu účasti na 100 km ultramaraton (n = 50; r = − 0,31 v; p = 0, 023). Rychlejší běžci ztratili více tělesné hmotnosti ve srovnání s pomalejšími běžci a zároveň více pili .

relevantní zjištěním této systematické review je, že během osmotického stresu, jako je intenzivní cvičení , AQP1 usnadňuje přenos vody z krve do svalů pomocí rychlého trans-epiteliální dopravy , pomáhá v těle rovnováhu tekutin v různých systémech, poskytuje osmotický ochrany, a slouží jako prostředník pro reabsorpci vody a tepelnou regulaci . Na AQP1 kanálu, vzhledem k jeho známé biologické funkce, může podporovat buněčné homeostázy během intenzivních cvičení tím, že akce na oxid dusnatý a přepravy CO2 , dva faktory spojené s vytrvalostní výkon a delší cvičení . Wakayama předpokládal, že AQP1 může urychlit regeneraci kosterního svalstva kvůli jeho roli při zvyšování intramuskulární endoteliální funkce. Sportovci s aktivnější aqp1 Gen C-alely může trénovat tvrději a zotavit rychleji . Aktivnější kanály AQP1 v kosterním svalu a potních žlázách mohou u vytrvalostních sportovců poskytnout několik výhod. Mohou podporovat chlazení prostřednictvím zvýšeného konvektivního přenosu tepla a rychlosti potu . Sugie a kol. bylo zjištěno, že Aqp1 v erytrocytech jsou rozhodující pro hospodaření s vodou v celém těle.

Aqp1 Null jedinci

u lidí, aqp1 null jedinci vedli normální život a byli zcela vědomi jakýchkoli fyzických omezení . Nemohli však udržovat tekutou homeostázu, když byli vystaveni subakutnímu nebo chronickému přetížení tekutinami.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.