associatie tussen aquaporine-1 en Endurance Performance: A Systematic Review

resultaat van controle

figuur 1 toont een stroomdiagram van het selectieproces van de studies. De eerste database zoekopdracht vond 172 relevante studies. Een verdere screening van deze 172 studies leidde tot de uitsluiting van 118 publicaties vanwege de marginale relevantie en de bewaring van 54 documenten voor het bepalen van de subsidiabiliteit. Dat proces leidde tot de afwijzing van acht studies wegens niet-toeval in biologische (structurele en functionele) eigenschappen van het aqp1 kanaal. Het uiteindelijke resultaat leverde 46 studies op die werden gebruikt bij de synthese van dit systematische overzicht.

Fig. 1

prisma stroomdiagram. Details van het huidige zoek-en selectieproces toegepast tijdens het systematische beoordelingsproces

Aqp1 Case–Control en CE Performance

bij mensen (zie Tabel 1) werd de eerste regel van bewijs ter ondersteuning van de hypothese van associatie tussen het aqp1 gen en CE performance geleverd door Martinez et al. . Dat rapport was een observatiestudie met behulp van een genetisch epidemiologisch model in een case-control ontwerp. Zij onderzochten het verband tussen een DNA sequentie variant, rs1049305 (C > G), in de 3′ UTR van het aqp1 gen en CE prestatieniveau bij mannelijke en vrouwelijke Hispanic marathon lopers (n = 784). Cases (snelle lopers; n = 396; mannen = 225; vrouwen = 171) waren finishers in het hoogste derde percentiel voor hun leeftijd en geslacht, terwijl controles (langzame lopers; n = 388; mannen = 221; vrouwen = 167) eindigde in het laagste derde percentiel. De gerapporteerde genotype frequenties waren in HWE (X2, p ≥ 0,05) en waren niet significant (X2, p ≥ 0,05) verschillend tussen de geslachten. Aangezien er vergelijkbare genotypische frequentieverdelingen waren bij mannen en vrouwen, werden voor beide gevallen (snelle lopers) en controles (langzame lopers) de gegevens voor beide geslachten samengevoegd. Chi-kwadraattest op de gepoolde gegevens toonde een significant (X2 = 6,94, p = 0,03) verschil aan in de verdeling van de genotype-prevalentie tussen de gevallen (snelle lopers) en de controles (langzame lopers).

Tabel 1 Overzicht van studies over de vereniging van AQP1gene rs1049305 (C > G) variant in de 3′ onvertaalde regio en uithoudingsvermogen bij mensen

De waargenomen allelen frequentie verdelingen binnen de gevallen (snelle lopers) en controles (langzame lopers) bleek geen seks verschillen (X2, p ≥ 0.05). De geslacht-gepoolde allelische frequentieverdeling toonde significante verschillen aan (X2 = 7,55, p = 0,005) tussen gevallen (snelle lopers) en controles (langzame lopers). Bij beide geslachten, binnen gevallen en controles, werd het C-allel minder vaak waargenomen. De berekende odds ratio = 1,35 en het 95% betrouwbaarheidsinterval (BI) (1,08–1,67) suggereerden dat het C-allel waarschijnlijker (p = 0,005) voorkwam in de gevallen (snelle lopers) dan in de controles (langzame lopers). Het is opmerkelijk dat de AQP1gene rs1049305 (C > G) zich in de 3′ UTR bevindt. 3 ‘ UTR van boodschappersRNA is geassocieerd met het regelen van genuitdrukking . 3 ‘ UTR controleert de nucleaire uitvoer, het subcellulaire richten, en tarieven van Vertaling en degradatie van DNA. De genen die door de opeenvolging van 3’ UTR worden gecontroleerd zijn over het algemeen regelgevende proteã nen, en hun onregelmatige uitdrukking kan ernstige gevolgen op mensen hebben .

Aqp1 kanaal en CE prestaties

Xu et al. met behulp van muizen, bewijs geleverd voor een associatie tussen de aqp1 kanaal en CE prestaties. Zij testten de hypothese dat het aqp1-kanaal een fysiologisch invloedrijke rol speelt in O2-transport, aangezien het aqp1-kanaal op hoge niveaus aanwezig is in erytrocyten en het pulmonale capillaire endotheel. Ze vergeleken vrijwillige wielrennen over een periode van 24 uur in aqp1-null vs. wild-type muizen onder omstandigheden van hypoxie( ambient = 16%), normoxie (21%), en hyperoxie (40%). Lineaire regressieanalyse van de afgelegde afstand als functie van de aqp1-status en behandeling die categorisch verwijst naar 21% O2, gaf aan dat de aqp1-knockout de afgelegde afstand met 4,7 ± 0 reduceerde.5 km (p < 0,001), aanpassing voor . Vergeleken met 21% O2, verminderde het verminderen van O2 tot 16% de afgelegde afstand met 1,6 ± 0,6 km (p = 0,01), terwijl het verhogen van O2 tot 40% de afgelegde afstand met 1,2 ± 0,6 km (p = 0,04) verhoogde, aangepast voor aqp1-status. Deze bevindingen leidden tot de conclusie dat de aqp1-null muizen een belangrijk effect hebben in vrijwillige inspanningstolerantie (CE-prestaties), in overeenstemming met de hypothese dat Aqp1 een belangrijke fysiologische rol speelt in O2-transport door plasmamembranen. Het is algemeen aanvaard dat bij mensen de uitvoering van langdurige oefening (zoals afstand lopen) sterk afhankelijk is van moleculaire mechanismen meestal gerelateerd aan het beheer van O2.

Aqp1 kanaal en CE Performance Correlates

de huidige observationele studie van het aqp1 kanaal werpt verder licht op de mogelijke rol van een moleculair mechanisme, zoals dat gerelateerd aan de aqp1 kanaal aanwezigheid of afwezigheid en de acute respons op lichaamsbeweging en O2 management. In mensen, wordt de verlengde oefeningscapaciteit zoals die vereist door het lange-afstand lopen hoogst beà nvloed door VO2max, metabolische economie, lactaatdrempel, temperatuurregeling, en moeheidsweerstand. Overvloedige informatie geeft aan dat de genetica de omvang van deze mechanismen bemiddelen . Van deze vijf factoren, de primaire determinant van uithoudingsvermogen oefening prestaties is de VO2max . Een van de sterkste argumenten voor een dergelijke stelling is dat uithoudingsvermogen prestaties en VO2max zijn sterk en positief geassocieerd. Nieuwe bevindingen voortvloeiend uit een systematische beoordeling van 15 studies en meta-analyse toonden aan dat de gewogen gemiddelden voor erfelijkheid van absolute VO2max-waarden en die gecorrigeerd voor lichaamsgewicht en voor vetvrije massa respectievelijk 0,68 (95% BI 0,59–0,77), 0,56 (95% BI 0,47–0,65) en 0,44 (95% BI 0,13–0,75) waren. De meta-regressieanalyse toonde aan dat geslacht de heterogeniteit in de VO2max-erfelijkheidsschattingen, aangepast aan het lichaamsgewicht, gedeeltelijk kon verklaren. De schattingen van de erfelijkheid die in de studies werden gerapporteerd, waren statistisch significant. Als laatste waren voor submaximale uithoudingsvermogen de fenotypen en erfenissen van uithoudingsprestaties respectievelijk 0,49 (95% BI 0,33–0,65) en 0,53 (95% BI 0,27–0,78).

AQP1 C-allel Carrier Status en CE Performance

bij de mens werd de tweede lijn van ondersteuning voor de hypothese van een associatie tussen het aqp1 gen en CE performance aangetoond door Rivera et al. (zie Tabel 1). Voor een tweede keer werd in een observationele studie met behulp van een genetisch epidemiologisch model de associatie geëvalueerd tussen de DNA-sequentievariant, rs1049305 (C > G), in de 3′ UTR van het aqp1-gen en het CE performance-gerelateerde fenotype. Bij deze gelegenheid werd de verstreken rijtijd in een 10-km gebeurtenis vergeleken met aqp1 C-allel carrier status, bijvoorbeeld carriers (homozygote voor C-allel (CC) en heterozygote voor C-allel (CG); n = 50) en niet-carriers (homozygote voor G-allel (GG); n = 41). De belangrijkste bevindingen gaven aan dat AQP1 C-allel dragers gemiddeld 13 bedroeg.4% sneller (p < 0,05) dan niet-vervoerders tijdens de race van 10 km, die ongeveer 16,12 km/u bedraagt voor vervoerders en 13,9 km/u voor niet-vervoerders. Er was geen verschil in opleidingsstatus tussen de twee groepen (vervoerders versus niet-vervoerders van het AQP1 C-allel). Deze bevindingen ondersteunen verder het idee dat Inter-individuele variabiliteit in CE-prestaties gedeeltelijk kan worden verklaard door moleculaire mechanismen, zoals DNA-sequentievariaties. De bevindingen van Rivera et al. aanvullende ondersteuning bieden aan die van Martinez et al. , suggereert de deelname van aqp1 rs1049305 CC en CG genotype in het bevorderen van uithoudingsvermogen lopen prestatieniveau.

bij de mens (zie Tabel 1) leverde een derde regel bewijs verdere ondersteuning voor de mogelijke rol van het aqp1-genotype in de prestaties van CE. Deze keer werd de associatie tussen CE performance en de rs1049305 (C > G) variant binnen de 3′ UTR regio van het aqp1 gen geëvalueerd bij Zuid-Afrikaanse Kaukasische mannelijke (n = 504) finishers in ofwel de 2000 (N = 112), 2001 (n = 222), en 2006 (n = 170) Zuid-Afrikaanse Ironman Triathlons . Hun resultaten repliceerden die van Martinez et al. en Rivera et al. door te melden dat de aqp1 rs1049305 C-variant werd geassocieerd met de duur van marathon lopen segment in drie Ironman evenementen. Triatleten met het C-allel voltooiden het 42,2 km lange runstadium sneller (gemiddeld 286, s = 49 min) dan triatleten met het GG-genotype (gemiddeld 296, s = 47 min; P = 0,032). Die studie stelde ook dat hun bevindingen en die van Martinez et al. en Rivera et al. zijn geen voorspellers van uithoudingsprestaties, maar zijn bewijs dat de aqp1 rs1049305 C-variant bijdraagt aan een fysiologische toestand die ontvankelijk is voor training en gunstig is voor uithoudingsvermogen (lange afstand) loopprestaties. Sommigen beweren verder dat de zwakte van het observeren van een vergelijkbaar genotype effect op de prestaties in de zwemmen en fiets fasen waarschijnlijk weerspiegelt de verschillende fysiologische behoeften van deze activiteiten .

expressie, in Vitro en Aqp1 G allel

Eén rapport toonde aan dat in vitro (zie Tabel 2) een verminderde aqp1 expressie geassocieerd was met de aanwezigheid van het rs1049305 G-allel. Er werd gepostuleerd dat een dergelijke vermindering van expressie van AQP1 kon worden toegeschreven aan een toename van de bindingsaffiniteit van een microRNA-129 precursor aan zijn bindingsplaats twee basenparen (bp) weg van rs1049305 . Dezelfde studie toonde aan dat bij patiënten met leverfibrose het genotype aqp1 rs1049305 CC geassocieerd was met een lagere natriumconcentratie in serum en een lagere osmolaliteit in serum in vergelijking met patiënten met een CG-of GG-genotype. Saunders et al. de hypothese was dat reducties in de expressie van AQP1 in aanwezigheid van het G-allel een tragere respons op veranderingen in osmotische gradiënt tijdens inspanning zouden kunnen veroorzaken. Dat idee onderbouwd door de TAM en Noakes observatie dat serum osmolaliteit fysiologisch wordt verdedigd tijdens de oefening.

Tabel 2 samenvatting van de studie ter evaluatie van de invloed van de Rs1049305 (C> G) in de aqp1 genexpressie, in vitro

prevalentie van Aqp1 C allele

Keniaanse en Ethiopische lopers hebben sinds de Spelen van 1968 in Mexico – Stad de Olympische Spelen gedomineerd . De populatieverdeling van het aqp1 gen C-allel kan dit fenomeen gedeeltelijk verklaren. Een rapport van het National Center for Biotechnology Information vond kleine variaties in de frequentie (%) van het AQP1 C-allel tussen Europeanen (0,30 % ), Aziaten (0,38 % ), en Kaukasiërs (0,42 %), maar een opvallende prevalentie van het AQP1 C-allel bij Afro-Amerikanen (0,86 %) en Sub-Saharanen (0,98 %). Anderen meldden dat bij Hispanics de prevalentie van het C-allel 0,36% was bij snelle lopers (gevallen) en 0,30% bij langzame lopers (controles).

AQP1-Kanaalactiviteit onder hypoxische oefening

Huang en Wang gebruikten een andere benadering voor de studie van aqp1-gen en uithoudingsvermogen. Zij onderzochten de effecten van aërobe interval training (AIT) en matige continue training (MCT) op osmotische stress-gemedieerde reologische functie en AQP1 kanaal activiteit van menselijke erytrocyten onder hypoxische oefening (HE) stress bij mensen. Dertig gezonde sedentaire mannetjes werden willekeurig toegewezen aan ofwel de AIT-groep die intervallen van 3 minuten uitvoerde bij 40% en 80% VO2max, n = 15, ofwel de MCT-groep die nodig was om aanhoudende oefeningen uit te voeren bij 60% VO2max, n = 15, gedurende 30 min/Dag, 5 dagen/week gedurende 6 weken. Erytrocyten reologische reacties op HE (100 W Onder 12% O2 gedurende 30 min) werden bepaald voor en na verschillende regimes. De bevindingen toonden aan dat acute HE de osmotische fragiliteit verhoogde en de vervormbaarheid van erytrocyten verminderde, en de aqp1-activiteit van erytrocyten verlaagde, zoals aangegeven door verhoogde magnesiumchloride (HgCl2 -) veroorzaakte instabiliteit van het erytrocytmembraan onder hypotone omstandigheden. Na de 6 weken van inspanningsinterventie, vertoonde de AIT-groep een hoger maximaal vermogen en VO2max dan de MCT-groep. Zowel ait als MCT verminderde de mate van verhoogde osmotische fragiliteit, verminderde vervormbaarheid en aqp1 activiteit van erytrocyten veroorzaakt door HE. Zij concludeerden dat AIT beter was dan MCT voor het verbeteren van de aërobe capaciteit. AIT of MCT verlichtten effectief de stoornissen van de rheologische eigenschappen van erytrocyten en de AQP1-functie die door HE worden opgeroepen.

AQP1 en Lichaamsvochtverlies tijdens inspanning

langs deze lijnen, Rivera et al. en Saunders et al. onderzocht de associatie van lichaamsvochtverlies (gewichtsveranderingen) met de aqp1 rs1049305 (C > G) – variant tijdens duurtrajecten. Rivera et al. rapporteerde dat tijdens een wegrace van 10 km dragers van het aqp1 rs1049305 C-allel een groter aangepast lichaamsvochtverlies hadden (3,7 ± 0,9 kg) dan niet-dragers (1,5 ± 1,1 kg) (P < 0,05). Saunders et al. er werd geen genotype-effect gemeld op de absolute veranderingen in het lichaamsgewicht als reactie op het 42 km lopende segment van Ironman-triatlons. Deze laatste studie voerde aan dat de waargenomen tegengestelde bevindingen werden toegeschreven aan methodologische kwesties . In de Ironman Triathlon studie van Saunders et al. , voor en na absolute waarden van het lichaamsgewicht werden gebruikt als indicatoren voor het verlies van lichaamsvocht. Omgekeerd, Rivera et al. bepaald lichaamsvochtverlies uit het verschil tussen naakt lichaamsgewicht (gewicht vóór 10 km − gewicht na 10 km) met aanpassingen voor vochtinname, ademhalingswaterverlies en urine-uitscheiding. Tam en Noakes bekeken de literatuur met betrekking tot de controverse van wanneer en waarom absoluut lichaamsgewicht moet worden aangepast, gegeven praktische en wetenschappelijke inspanningen. Het is buiten de huidige herziening om verder in deze controverse te gaan.

de door inspanning geïnduceerde verschillen in lichaamsvochtverlies, volgens aqp1 genotype, waargenomen door Rivera et al. kan ook indirect verklaren de aqp1 associatie met lopende prestaties. De observatie dat een hoog vochtverlies in het lichaam gepaard gaat met snellere hardloopprestaties bij duurgebeurtenissen is geen geïsoleerde gebeurtenis. Zoals gevonden door Saunders et al. , triatlete finishers van de 2000, 2001, en 206 Zuid-Afrikaanse Ironman triatlon die het meeste lichaamsgewicht verloren tijdens de hele race had betere (snellere) finishtijden dan triatleten die minder lichaamsgewicht verloren. Daarnaast hadden anderen significante inverse correlaties gemeld tussen veranderingen in het lichaamsgewicht vanwege deelname aan een 100 km ultramarathon (n = 50; r = -0,31; p = 0,023). Snellere lopers verloren meer lichaamsmassa in vergelijking met langzamere lopers terwijl ze ook meer dronken .

een relevante bevinding van dit systematische overzicht is dat tijdens osmotische stress, zoals intensieve inspanning , AQP1 de overdracht van water uit het bloed naar de spieren vergemakkelijkt via snel trans-epitheliaal transport , helpt bij de lichaamsvochtbalans in verschillende systemen, biedt osmotische bescherming en dient als een kanaal voor waterreabsorptie en thermische controle . Het aqp1-kanaal, vanwege zijn bekende biologische functies, zou cellulaire homeostase tijdens intense oefening kunnen bevorderen door actie op stikstofmonoxide en CO2-transport , twee factoren die verband houden met duurzaamheidsprestaties en langdurige oefening . Wakayama veronderstelde dat AQP1 de regeneratie van skeletspieren zou kunnen versnellen vanwege zijn rol in het verbeteren van intramusculaire endotheliale functie. Atleten met het meer actieve aqp1 gen C-allel kunnen harder trainen en sneller herstellen . Meer actieve aqp1-kanalen in de skeletspieren en zweetklieren kunnen verschillende voordelen bieden bij duursporters. Ze kunnen de koeling bevorderen via een verhoogde convectieve warmteoverdracht en zweetsnelheid . Sugie et al. gevonden dat AQP1s in erytrocyten waren van cruciaal belang voor het beheer van het lichaam water door het hele lichaam.

Aqp1 Null Individuals

bij mensen leidden aqp1 null individuals een normaal leven en waren ze zich niet bewust van enige fysieke beperkingen . Ze konden echter geen vloeibare homeostase handhaven bij blootstelling aan subacute of chronische vloeistofoverbelasting.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.