РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ФАКТОРА В АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЯХ КИСЛОРОДНОГО ГОМЕОСТАЗА ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

the peptide was significantly decreased only if a relatively high 
concentration of AAT was applied – about 4 times higher than needed for 
inhibiting of the activity of human defensins [5] or porcine protegrins 
[4]. We may suppose that the studied bactenecin may bind to other plasma 
protein but not predominantly to serpins.
ChBac3.4 exerted a distinct citotoxicity toward doxorubicin-resistant 
K-562 cells in vitro. Its EC50 for a doxorubicin (DR)-sensitive K-562 
cell line was 9.2+2.7 μM (EC50 for DR - 0.4+0.18 μM) and was practically 
equal to its activity for DR-resistant cells: EC50 =  13.4+2.6 μM (while 
EC50 for DR exceeded 100 μM).
Thus, we have shown that ChBac3.4 possess the cytotoxic activity toward 
the studied tumor cells including the doxorubicin-resistant cell line, 
with a relative selectivity for malignant cells in comparison with the 
normal human cells, and its selectivity was more pronounced in the 
presence of blood serum. The obtained results point to the prospects of 
the further investigation of the antineoplastic activity of ChBac3.4 
and its structural variants directed to the development of new 
antitumor drugs. 
This work was supported by a grant from the Federal Target Program 
“Research and Development on Priority Directions of ScientificTechnological 
Complex 
of 
Russia 
for 
2014–2020” 
(agreement 

#14.604.21.0104). Unique identifier for Applied Scientific Research 
(project) FMEFI60414X0104.
References:
1. Gennaro R., Zanetti M., Benincasa M., et al. // 2002. Curr. Pharm. 
Des. Vol. 8: P. 763-778. 
2. Mosmann T. // J. Immunol. Methods. - 1983.  Vol.  65. P. 55–63.
3. Panyutich A., Hiemstra P. et al., // Am J Respir Cell Mol Biol. 
1995. Vol. 12, N. 3. P. 351-357.
4. Shamova O., Sakuta G., Orlov D. et al. // Cell and Tissue Biology. 
2007. Vol. 1, N 6. P. 524-533.
5.Shamova O., Orlov D., Stegemann C. et al. // Int. J. Pept .Res. Ther. 
2009. Vol. 15 – P. 31-42.
DOI:10.12737/12488

РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ФАКТОРА В АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЯХ КИСЛОРОДНОГО 

ГОМЕОСТАЗА ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

В. Г. Шамратова, А.З. Даутова, Г.С. Тупиневич*

ГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», Уфа, РФ; *ГБОУ ВПО 

«Башкирский государственный  медицинский университет», Уфа, РФ

Способность человека переносить физические нагрузки в значительной мере 
зависит от индивидуальных  особенностей физиологической реактивности, 
обусловленной наследственной предрасположенностью  к 
развитию и 

проявлению различных физических качеств. К числу генов, ассоциированных 
с 
производительностью 
сердечно-сосудистой 
системы
и 
типом 

энергетического 
обеспечения 
мышечной 
деятельности, 
относится 
ген 

ангиотензин-превращающего 
фермента 
(ACE). 
В 
соответствии 
с 

носительством различных сочетаний аллелей, индивиды могут иметь 
различные генотипы –
I/I, I/D или D/D.
I/I
генотип превалирует у 

спортсменов, которым в процессе их профессиональной деятельности 
требуются выносливость, носители D/D
полиморфизма предрасположены к 

развитию скоростных и силовых качеств [1; 3].
При 
 
выполнении 
физических 
нагрузок
различной 
интенсивности 
и 

длительности ведущую роль играет кислородтранспортная система организма 
(КТС),  деятельность которой существенно влияет на эффективность 
адаптации. В связи с этим, целью исследования явилось изучение 
ассоциации полиморфизма I/D
гена ACE
с состоянием КТС организма в 

зависимости от двигательной активности человека (ДА)  и выявление роли 
её различных звеньев в поддержании кислородного гомеостаза. 
Обследование юношей 18-22-летнего возраста включало генотипирование по 
полиморфным ДНК – локусам ACE (I/D), общеклинические и функциональные 
методы. Показатели газового режима (парциальное давление кислорода - pO2 
и CO2 - pCO2, кислородную сатурацию  - satO2) и гемоглобинового профиля 
(оксигемоглобин -HbO2 и фетальный гемоглобин - FetHb) анализировали с 
помощью аппарата «RAPIDLAB865» фирмы «BAYER» (Германия). Уровень ДА 
испытуемых (низкий, умеренный и высокий) определяли в соответствии с 
рекомендациями ВОЗ. Физическую выносливость оценивали путем расчета 
кардио-респираторного индекса – КРИС (в модификации М. Самко).
По результатам двухфакторного дисперсионного и сравнительного анализов, 
установлено, что при интенсивной мышечной деятельности у лиц с 
генотипом I/I
снижаются рО2, SatO2 и HbO2, повышается pCO2. Поскольку 

генотип I/I ассоциирован с высокими аэробными потребностями организма, 
обнаруженные нами факты могут свидетельствовать об усиленной утилизации 
кислорода мышцами. Известно, что падение степени оксигенации отражает 
локальное повышение кислородной задолженности 
в работающих мышцах во 

время выполнения физической нагрузки [2]. Компенсаторным механизмом 
преодоления кислородного дефицита при возрастании  потребностей тканей в 
O2 является увеличение синтеза дополнительных молекул FetHb, обладающего 
повышенным сродством к кислороду. Так, при  возрастающих мышечных 
нагрузках у юношей с генотипом I/I
отмечается статистически значимо 

более высокий уровень FetHb по сравнению с обладателями генотипа I/D
(p<0,05) и D/D. У носителей гомозиготного генотипа D/D изменение уровня
ДА в большей степени сказывается на деятельности сердечно-сосудистой 
системы. 
При 
регулярных 
занятиях 
спортом 
возрастает 
величина 

систолического объема крови и понижается  коэффициент выносливости 
аппарата кровообращения, свидетельствуя об усилении его деятельности. 
Толерантность к физическим нагрузкам оказалась выше у лиц с генотипом 
I/I
гена ACE, чем у носителей I/D
и D/D
генотипов. Изучение связей 

между учтенными показателями КТС методом факторного анализа позволило 
установить, что высокая физическая выносливость при генотипе I/I гена 
ACE
достигается 
благодаря 
тесному 
взаимодействию 
всех 
звеньев 

кислородтранспортной системы организма.
Таким образом, на примере полиморфизма гена ACE
показано, что 

фенотипическое проявление признаков, характеризующих состояние КТС 
организма, зависит от уровня ДА. Примечательным является то, что 
влияние ДА по-разному реализуется для разных генотипов: у лиц с 
генотипом I/I
включаются механизмы регуляции  газового режима крови, 

что обеспечивает аэробные возможности организма, у лиц с генотипом D/D

мобилизуется гемодинамика,  определяя предрасположенность к силовым 
качествам.
Список литературы.
1.
Ахметов И. И. Влияние полиморфизмов генов ACE и BDKRB2 на аэробные 

возможности 
спортсменов 
// 
Педагогико-психологические 
и 
медико
биологические проблемы физической культуры и спорта. 2010. №3(16). – 15 с.
2.
Волков Н.И., Корниенко Т. Г., Тамбовцева Р. В. Показатели 

вентиляционной стоимости и респираторного ответа в критических режимах 
мышечной деятельности у спортсменов специализирующихся в
беге на 

средние и длинные дистанции // Физиология человека. 2014. Том 40, №5. –
С. 80 – 86.
3.
Рогозкин В. А. Генетическая предрасположенность человека к 

выполнению физических нагрузок // Генетические, психофизические и 
педагогические технологии подготовки спортсменов : сб. науч. тр. –
СПб.: СПБНИИФК, 2006. – С. 21-33.

THE ROLE OF GENETIC FACTORS IN OXYGEN HOMEOSTASIS ADAPTIVE 

RESPONSES AT DIFFERENT LEVELS OF PHYSICAL ACTIVITY

VG Shamratova, AZ Dautova, GS Tupinevich *

Bashkir State University, Ufa, Russian Federation;

*Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation

A person's ability to endure physical activity largely depends on the 
individual 
physiological 
reactivity 
determined 
by 
hereditary 

predisposition to the development and manifestation of various physical 
qualities. Gene angiotensin converting enzyme (ACE) refers to the 
number of genes associated with the performance of the cardiovascular 
system and the type of energy supplementation for muscle activity. In 
accordance with various combinations of alleles, individuals may have 
different genotypes - I/I, I/D or D/D. I/I genotype is prevalent in 
athletes, whom in the course of their professional activities require 
endurance while D/D polymorphism carriers are predisposed to the 
development of high-speed and muscle power qualities [1; 3]. 
During physical activities of varying intensity and duration, the main 
role is played by the body oxygen transport system, whose activity 
significantly affects the effectiveness of adaptation. Therefore, the 
purpose of this study was to investigate the association of 
polymorphism I/D ACE gene with the state of oxygen transport system 
depending on physical activity, and identifying the roles of its 
various variables in maintaining of oxygen homeostasis.
The examination of young men ages 18 to 22 included genotyping of 
polymorphic DNA - loci ACE (I/D) and several clinical and functional 
tests. Blood gases (partial pressure of oxygen - pO2 and CO2 - pCO2, 
oxygen saturation - satO2) and hemoglobin profile (oxyhemoglobin -HbO2 
and fetal hemoglobin FetHb) were analyzed using the apparatus 

«RAPIDLAB865» company «BAYER» (Germany). The levels of motor activity 

in the experimental group (low, moderate or high) was determined in 
accordance with the recommendations of the World Health Organization. 
Physical endurance was evaluated by calculating the index of cardiorespiratory system (modification M.Samko).
According to results of the two-factor variance and comparative 
analysis, it was found that pO2, SatO2 and HbO2 were reduced and pCO2 
was increased in people with genotype I/I during intense muscular 
activity. Because genotype I/I is associated with high aerobic demands 
of the body, the facts we found may indicate enhanced oxygen 
utilization by muscles. It is known that the degree of drop in 
oxygenation reflects a local increase in oxygen debt in the working 
muscles during exercise [2]. Compensatory mechanism in overcoming 
oxygen deficiency at increasing O2 demands in tissue is the increase of 
the synthesis of FetHb, which has an increased affinity for oxygen. 
Thus, in young men with genotype I/I, it was observed statistically 
significant higher levels of FetHb compared with the carriers of 
genotype I/D (p <0,05) and D/D at increasing physical activity. In 
carriers of homozygous genotype D/D, the change in motor activity level 
affects largely the cardiovascular system. With regular exercise, the 
value of systolic blood volume increases and coefficient of endurance 
of 
blood 
circulation 
apparatus 
reduces, 
which 
indicates 
the 

strengthening of the cardiovascular system.
Tolerance to physical activity was higher in people with genotype I/I 
of ACE gene than in carriers of I/D and D/D genotypes. The study of the 
relationship between indices of oxygen transport system determined by 
the factor analysis revealed that high physical endurance with genotype 
I/I of ACE gene was achieved due to the close interaction of all parts 
of oxygen transport system.
Thus, in an example of the polymorphism of the ACE gene it was shown 
that expression of phenotypic features that characterize the condition 
of the oxygen transport system depends on the level of physical 
activity. It is notable that the influence of motor activity is 
realized differently in different genotypes: in persons with genotype 
I/I, blood gas mode regulating mechanisms are activated which provides 
the increase in aerobic capacity of the organism; in persons with 
genotype 
D/D, 
hemodynamics 
is 
mobilized 
which 
determines 
the 

predisposition to power quality.
References.
1.
Akhmetov II. Effect of polymorphisms of ACE and BDKRB2 on aerobic 

capacity 
of 
athletes 
// 
pedagogical-psychological 
and 
medical
biological problems of physical training and sports. 2010.  №3 (16). –
P.1-5.
2.
Volkov NI, Kornienko TG, Tambovtseva RV Indicators ventilation 

value and respiratory response in critical modes of muscle activity in 
athletes specializing in women's middle and long distance // Human 
Physiology, 2014 Volume 40, №5 . P. 80 - 86.
3.
Rogozkin VA Genetic predisposition person to perform physical 

activities // genetic, psychophysical and educational technology 
training athletes: Sat. scientific. tr. - SPb .: SPBNIIFK, 2006. - P. 
21-33.
DOI:10.12737/12489