Миллионы людей по всему миру играют в футбол. И любому футболисту время от времени предстоит «играть головой» для успешного исхода матча.
По некоторым данным, в профессиональном спорте каждый футболист бьет по мячу головой в среднем 3-4 раза за игровой час. При этом в крови повышается уровень микроРНК — молекул, которые связаны с защитой клеток от воспаления. Ученые из Гарвардской медицинской школы под руководством Стиана Бахра Садмо (Stian Bahr Sandmo) решили оценить, как в футболе на эти уровни циркулирующих микроРНК влияют случайные удары головой, целенаправленные удары головой при тренировке, а также высокоинтенсивные тренировки. Данные исследования опубликованы в журнале Brain Injury.
В 2005 году ученые уже изучали влияние ударов головой в элитном футболе. Они в течение двух сезонов подряд (2004-2005 гг.) следили за игроками норвежской премьер-лиги. Тогда были взяты и проанализированы образцы крови для того, чтобы оценить, могут ли удары головой в футболе вызвать структурное повреждение головного мозга, выраженное в повышении уровня белка S100B в сыворотке крови.
Новое исследование направлено на микроРНК. МикроРНК (miRNA или microRNA) представляет собой класс малых некодирующих молекул РНК длиной 18–25 нуклеотидов, которые активно участвуют в регуляции экспрессии генов. Он был открыт в 1993 году Виктором Эмбросом, Розалинд Ли и Родой Фейнбраум при изучении гена lin-14.
В предыдущих исследованиях ученые установили, что у человека микроРНК влияют на иммунную систему, связаны с дифференцировкой, пролиферацией, апоптозом клеток как в норме, так и при различных патологиях, а так же управляют развитием гематопоэтических стволовых клеток. Количество их вариантов у человека, по некоторым данным, достигает почти 700, и регулируют они до 30% всех генов.
Ученые выбрали 274 образца крови, полученных от 332 игроков, за которыми наблюдали в сезоне 2005 года. Образцы были отобраны и повторно проанализированы на предмет изменений в циркулирующих микроРНК в ответ на следующие условия: 1) случайные удары головой (с сотрясением или без сотрясения) во время матча, 2) повторяющиеся удары головой во время тренировки и 3) упражнения высокой интенсивности. В частности, уровни микроРНК измеряли через 1 и 12 часов после каждого из этих условий и сравнивали с исходными значениями в состоянии покоя.
По результатам скрининга удалось определить, что после случайного удара головой происходило изменение уровня восьми микроРНК. При этом интенсивные упражнения не влияли на них. Эти микроРНК связаны с сигнальными путями, отвечающими за регенерацию нейронов, циркадный ритм, термогенез и подавление боли, регуляцию клеточной адгезии («слипчивости») и др.
При повторяющихся ударах головой на тренировках повышался уровень шести микроРНК (также без влияния интенсивных упражнений). Гены-мишени были связаны с сигнальными путями TGF-β, который участвует в иммунном ответе, болезни Паркинсона, развитии опухолевых и сердечно-сосудистых заболеваний. Также он контролирует пролиферацию, клеточную дифференцировку и другие функции в большинстве клеток. Кроме того, он представляет собой стимулятор фиброза и получил заслуженное имя «маркера риска смертности».
Результаты показывают, что эффекты высокоинтенсивных упражнений на циркулирующие микроРНК многочисленны, что требует тщательного рассмотрения.
Ученые планируют продолжить исследование, чтобы более подробно изучить, как на головной мозг влияют удары головой по мячу.
Текст: Александра Безродная