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Influência da mutação C34T do gene AMP Deaminase na doença coronariana e exercício físico

Influence of amphokinase gene C34T mutation in coronary disease and exercise

Influencia de la mutación C34T del gen AMP Deaminasa en la enfermedad coronaria y el ejercicio físico

 

Rafael Martins da Costa*

rafamc95@yahoo.com.br

Agnelo Weber de Oliveira Rocha**

agneloweber@hotmail.com

 

*Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

**Universidade do Estado do Amazonas

Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia

da Amazônia Legal - PPGBIONORTE

(Brasil)

 

Recepção: 08/11/2017 - Aceitação: 14/05/2018

1ª Revisão: 08/05/2018 - 2ª Revisão: 08/05/2018

 

Resumo

    A Adenosina Monofosfato Deaminase (AMPD) está presente em contrações musculares intensas e de curta duração. Tem como função minimizar o acúmulo de ADP no músculo. Essa enzima está localizada no cromossomo 1 p13-p21 e sua isoforma M pode ser ativada em decorrência de contração músculo esquelética vigorosa. Em indivíduos que apresentam a sequência polipeptídica mutante, homozigoto TT ou heterozigoto CT apresentam, respectivamente, menor e intermediária atividade enzimática de mioadelinato deaminase quando comparados com indivíduos homozigotos CC. Foi realizada uma pesquisa de caráter bibliográfico/documental em artigos dos repositórios virtuais Scielo, PubMed e ScienceDirect. Utilizando as palavras-chave AMP deaminase, doenças cardíacas, músculo esquelético, exercício físico e polimorfismo, com suas respectivas traduções para a língua inglesa. Buscou-se mostrar que os polimorfismos na AMPD podem ser de tamanha importância para a prevenção de doenças coronarianas em pessoas com alelos tendenciosos para a mutação no gene para amenizar seus sintomas e impedir que o desempenho aeróbio diminua durante o tratamento da doença. Assim, como para o desempenho esportivo. Onde podemos usar os testes genéticos para identificação de talentos para modalidades de potência no esporte, como no caso dos indivíduos homozigoto CC e heterozigoto CT.

    Unitermos: AMP Deaminase. Polimorfismo. Doenças coronarianas. Desempenho esportivo.

 

Abstract

    The Adenosonine Monophosphate Deaminase (AMPD) is present in short duration intense muscular contractions. It’s role is to minimize the ADP rush on muscle. This enzyme is located at the cromossome 1p13-p21 and it’s isoform M can be activated after a strong skeletal muscle contraction. Individuals that presents the polypeptidic mutant sequence, homozygous TT or heterozygous CT shows, respectively, less and medium enzymatic activity of mioadenylate deaminase compared to homozygous CC individuals. A bibliographic research was accomplished on the virtual databases Scielo, PubMed and ScienceDirect. Using the keywords AMP deaminase, cardiac disease, skeletal muscle, physical exercise and polymorphism. This review had the objective of showing the value of the AMPD polymorphism on coronary disease prevention on people with tendentious alleles that can soften its symptoms and prevent aerobic performance loss during the treatment and for high performance in sports. Where we can use the genetic tests to identify potential talents for power sports with the presence of the homozygous CC and heterozygous CT.

    Keywords: AMP Deaminase. Polimorphism. Coronary disease. Sport performance.

 

Resumen

    La Adenosín Monofosfato Deaminasa (AMPD) está presente en contracciones musculares intensas y de corta duración. Tiene como función minimizar la acumulación de ADP en el músculo. Esta enzima está localizada en el cromosoma 1 p13-p21 y su isoforma M puede ser activada como consecuencia de la contracción muscular esquelética vigorosa. En individuos que presentan la secuencia polipeptídica mutante, homocigoto TT o heterozigoto CT presentan, respectivamente, menor e intermedia actividad enzimática de mioadelinato deaminasa, comparados con individuos homocigotos CC. Se realizó una investigación de carácter bibliográfico / documental en artículos de las bases de datos virtuales Scielo, PubMed y ScienceDirect. Utilizando las palabras clave AMP deaminasa, enfermedades del corazón, músculo esquelético, ejercicio físico y polimorfismo, con sus respectivas traducciones al inglés. Se buscó mostrar que los polimorfismos en la AMPD pueden ser de gran importancia para la prevención de enfermedades coronarias en personas con alelos tendenciosos para la mutación en el gen para amenizar sus síntomas e impedir que el desempeño aeróbico disminuya durante el tratamiento de la enfermedad. Así también para el rendimiento deportivo, donde podemos usar las pruebas genéticas para la identificación de talentos para modalidades de potencia en el deporte, como en el caso de los individuos homocigoto CC y heterozigoto CT.

    Palabras clave: AMP Deaminasa. Polimorfismo. Enfermedades coronarias. Rendimiento deportivo.

 

Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 23, Núm. 240, May. (2018)


 

Introdução

 

    A Adenosina Monofosfato Deaminase 1 (AMPD1) é uma importante enzima que participa do metabolismo energético da purina nucleótido no músculo esquelético, tendo como principal função a deaminação de AMP com consequente formação de AMP e liberação de amônia livre (Fishbein et al., 1993, Wang et al., 2008 e Zabielska et al., 2015). Normalmente, durante a prática de exercícios físicos há grande mobilização e degradação de substratos como carboidratos e lipídeos para a ressíntese de ATP (Adami et al., 2006). Porém, a reserva dos substratos, bem como a produção de energia podem reduzir drasticamente em esforços máximos (Cheetham et al., 1986 e Rogero e Tirapegui, 2008), e esses mecanismos são os possíveis desencadeadores da ativação da AMPD1. De acordo com Norman et al. (1998) a AMPD1 desvia reação catalisada pela mioquinase, que utiliza 2 ADPs para sintetizar 1 ATP e 1 AMP, atenuando a redução da razão ATP/ADP nas fibras musculares, permitindo que essas possam continuar a contraírem-se.

 

    De acordo com Sabina et al. (1990) a AMPD1 está localizada no cromossomo 1 p13-p21 e sua isoforma muscular (M) pode ser ativada em decorrência de contração músculo esquelética vigorosa. A expressão e atividade dessa enzima na musculatura pode ser alterada em decorrência de neuromusculares, devido a uma combinação de fatores genéticos e patológicos (Norman et al., 1998).

 

    Dentre os estudos que avaliaram as variações genéticas para a expressão da AMPD1, há um grande destaque para o de Morisaki et al. (1992), nesta investigação os autores avaliaram 11 sujeitos e identificaram uma mutação caracterizada pela troca de uma citosina por uma timina (C→T) no nucleotídeo 34 do códon 12 pertencente ao éxon 2, bem como no nucleotídeo 143 do códon 48 do éxon 3. De acordo com os autores a mutação do códon 12 (CT ou TT, heterozigoto e homozigoto respectivamente) resulta na síntese de um peptídeo truncado, que logo é degradado pelo organismo. A partir dessa descoberta muitos autores passaram a investigar como essa mutação pode interferir no metabolismo muscular (Dias et al., 2007).

 

   Levando-se em conta os aspectos metabólicos inerentes a participação da AMPD1 surgem alguns questionamentos: a mutação C34T é capaz de afetar a desempenho em modalidades esportivas, bem como limitar a prática de exercícios físicos e se essa mesma mutação pode desenvolver doenças coronarianas?

 

    Diante do exposto o objetivo do presente é investigar qual a relação do polimorfismo C34T da AMPD1 com doenças coronarianas, bem como os efeitos dela na prática de exercícios físicos.

 

Método

 

    Foi realizada uma pesquisa de caráter bibliográfico/documental em artigos dos repositórios virtuais Scielo, PubMed e ScienceDirect. Utilizando as palavras-chave AMP deaminase, doenças cardíacas, músculo esquelético, exercício físico e polimorfismo, com suas respectivas traduções para a língua inglesa.

 

    Devido à baixa quantidade de estudos investigando a influência da AMPD1 com a doença coronariana, bem como com o exercício físico foram selecionados 22 artigos publicados a partir da década de 1980, até o ano de 2016.

 

Resultados

 

AMPD1 e Doenças Coronarianas

 

    A AMPD existe em tecidos humanos em várias isoformas, com diferentes propriedades cinéticas, pesos moleculares e estruturas. Estas isoformas são os produtos de três genes diferentes: AMPD1, AMPD2 e AMPD3. A mutação C34T da AMPD1 tem um impacto não só na atividade do músculo esquelético, mas também a sua atividade no miocárdio, onde causa uma redução substancial na atividade da enzima, mesmo entre os heterozigotos (Smolenski et al., 2014). Esses mesmo autores verificaram que a mutação C34T é de longe o mais comum na população em geral com uma frequência do alelo de 10-14%. 

 

    Loh et al. (1999) foram os primeiros a descrever um benefício da mutação C34T em pacientes com doença do coração. Este estudo realizado em um grupo de 132 pacientes com cardiomiopatia dilatada demonstrou que a probabilidade de sobreviver sem o transplante há mais de 5 anos é 8,6 vezes maior em pacientes portadores do alelo C34T. 

 

    Em estudo de intervenção realizado por Thomaes et al. (2011), os autores aplicaram um protocolo de 3 meses, 3 vezes na semana à 80% da FCmáx. por 90 min/sessão (envolvendo pedalada, corrida, ergometria com braço, remo e calistenia predominantemente isotônica e relaxada) em 935 pacientes com doença na artéria coronária. Encontraram que os membros do grupo homozigoto do genótipo CC para o polimorfismo C34T do gene da AMPD1 tiveram um aumento significativamente maior no pico de VO2 quando comparado com os portadores do alelo menor. Os autores relataram que portadores do alelo T tiveram um aumento significativamente menor no pico de VO2 após 3 meses de treinamento em comparação com os indivíduos homozigotos para o alelo C, que mostra a mutação C34T pode levar a uma capacidade de exercício diminuída e uma menor resposta ao exercício. Apesar dos autores não encontrarem associações fortes, supuseram que as mutações nos genes que codificam para a estrutura e função muscular podem levar a mudanças na capacidade aeróbia.

 

    No estudo realizado por Safranow et al. (2011), tiveram como objetivo procurar outras mutações em regiões selecionadas do gene AMPD1 em pacientes poloneses com Doença Arterial Coronariana (DAC) ou Insuficiência Cardíaca (IC), bem como em recém-nascidos (grupo controle) e analisar suas associações com a obesidade e diabetes. Encontraram na população polonesa a semelhança de outros europeus, as alterações mais frequentes do AMPD1 na sequência de codificação são C34T e C143T, que estão fortemente ligados uns com os outros. Eles não encontraram diferenças significativas nas distribuições de genótipos do polimorfismo C34T nos grupos de estudo e num grupo de controle. O alelo T34 não impede o desenvolvimento de qualquer DAC ou IC, embora pareça para proteger contra os fatores de risco conhecidos de DAC, tais como a obesidade abdominal e diabetes. Os autores não encontraram diferenças significativas entre os grupos para as outras alterações de sequência detectadas.

 

    Tousoulis et al. (2014) viram em 192 pacientes com DAC diferenças na concentração de adenosina por causa mutação genética C34T, isso afeta a progressão da aterosclerose e, consequentemente, a rigidez arterial. 

 

    Kreutz et al. (2014) fazendo o uso de um farmacológico em seu estudo verificaram que dos seus 274 pacientes, 229 (84%) eram do tipo selvagem (CC) e 45% eram portadores de C34T. A pressão sistólica subiu com o uso de regadenoson foi significativamente maior nos portadores de C34T em comparação com os indivíduos do tipo selgavem. A maior incidência de efeitos colaterais foi observada em pacientes com C34T. Não houve diferença significativa na mudança entre os grupos. Portadores da variante de AMPD1 apresentaram maior aumento da pressão sistólica e uma maior incidência de efeitos colaterais com testes de estresse com Regadenoson. A redução da função da AMPD1 pode modular os efeitos sistêmicos de regadenoson.

 

    Outro estudo, de Gastmann et al. (2004), realizado em um grupo de 90 pacientes com insuficiência cardíaca congestiva demonstrou melhor prognóstico em pacientes que possuem a mutação C34T. A análise de um grupo consecutivo de 390 pacientes com disfunção ventricular esquerda revelou melhor sobrevida em pacientes portadoras do alelo C34T dentro de um subgrupo com disfunção cardíaca isquêmica. Doadores com corações saudáveis tiveram uma frequência significativamente maior de mutação C34T também em relação ao controle da população. Tomados em conjunto estes dados sugerem que a mutação de C34T tem diversos efeitos sobre o sistema cardiovascular e sobre a função do organismo humano como um todo. Em caso de incidentes cardiovasculares agudos é claramente benéfico, mas em longo prazo e em ambientes altamente imunogênicas, tais como após a transplantação, a mutação C34T pode ter efeito deletério.

 

Aplicado ao esporte

 

    Cieszczyk et al. (2012) tiveram como objetivos em seu estudo determinar a distribuição de genótipo AMPD1 entre grupos de alto nível orientada para potência de atletas poloneses, e investigar possíveis associações entre o polimorfismo genético no eixo 2 do gene AMPD. Os resultados mostram uma menor frequência do alelo T34 na potência de atletas de elite em comparação com os controles. Os dados sugerem que o alelo associado com T34 é status de desempenho físico, assim, pode ser incluído no grupo de polimorfismos de desempenho como um fator negativo para os esportes de potência. Os autores sugerem que o alelo C34 pode ajudar os atletas para atingir o status de elite em esportes de potência.

 

    Em outro estudo realizado por Cieszczyk et al. (2011), mostram que 127 remadores poloneses (campeões olímpicos e mundiais) e um grupo controle (251 voluntários) tiveram diferenças estatisticamente significativas na distribuição dos genótipos em comparação com os controles (75,31% CC, 23,10% CT, 1,59% TT). Uma deficiência significativa do alelo T em comparação com amostras de controle foi observado nos remadores de elite e remadores não-elite (88,19% CC, 11,81% de TC, 0% TT). Os nossos resultados sugerem que o alelo T está associada com o nível de desempenho físico, por conseguinte, que podem ser incluídos no grupo de desempenho alterando polimorfismos como um fator negativo para o desempenho esportivo.

 

    Fedotovskaya et al. (2013) verificaram que Análise dos músculos de 175 sujeitos normais. Após o treinamento de alta intensidade, os alelos homozigotos (TT) ou heterozigotos (genótipo CT) apresentaram valores piores do que os indivíduos não portadores do alelo mutante (CC). O estudo da distribuição dos genótipos AMPD1 em atletas mostrou significativamente menor incidência do alelo raro T em ciclistas e corredores de alta classe em comparação com os controles. Como AMPD desempenha um papel importante na energia suporte de curto prazo no trabalho muscular altamente intenso, a frequência de alelos AMPD1 em alta velocidade e atletas de força pode diferir dos não-atletas. Não há portadores do genótipo TT entre todos os atletas, com exceção de uma classe (wrestler). As diferenças na distribuição do gene AMPD1 nos genótipos e alelos dos atletas examinados e controles sugerem que esse alelo T é um fator desfavorável para modalidades do atletismo. Assim, os resultados indicam uma relação entre polimorfismo C34T e atividade muscular no modo anaeróbio em seres humanos. O alelo C34 pode ser considerado como um marcador associado com responsabilidade para a alta velocidade e atletismo da força.

 

    Ginevičienė et al. (2014) tiveram duas finalidades em seu estudo. Primeiro, determinar a distribuição de frequências dos alelos e genótipos em um grupo de atletas lituanos de elite. Esse grupo foi comparado com lituanos não atletas saudáveis selecionados aleatoriamente. Segundo, comparar as medidas antropométricas e índices comuns laboratoriais de força muscular e desempenho de resistência entre os grupos de atletas, dependendo do seu genótipo AMPD1. O estudo envolveu 204 atletas (com idade média de 22 anos) e 260 controles (idade média de 36 anos). Os atletas foram estratificados em três grupos de acordo com a duração e distância, em modalidades esportivas que variaram de potência e resistência. Como resultados obtiveram que: uma frequência significativamente menor do alelo T entre o grupo de atletas investigados de potência em comparação com controles sedentários; e o genótipo CC está associado com o desempenho muscular anaeróbio (salto vertical). Os resultados do estudo mostram que a frequência de homozigotos TT do grupo controle foi de 2,4%, mas nenhum foi encontrada entre os atletas. Houve significativamente mais atletas de potência com o genótipo CC (86,3%) em comparação com os atletas de resistência (72,9%), atletas mistos (67,1%) e controles (74,2%). Estes resultados suportam a associação do alelo C com o desempenho de potência. Nossos dados sugerem que o alelo C pode ajudar os atletas a alcançar o melhor desempenho em esportes de potência. 

 

    Num artigo de revisão sistemática realizado por Hennis et al. (2015) identificaram quatro polimorfismos genéticos associados com hipóxia no desempenho do exercício, entre eles a C34T. O alelo 34T e o alelo ADRB2 16Arg eram associada a um melhor desempenho em hipóxia atmosférica em um estudo. Normando et al. também mostraram que a atividade AMPD no músculo esquelético de homozigotos TT foi de 1% o da CC homozigotos e heterozigotos que tinha uma atividade de níveis intermédia. Em nível do mar, os homozigotos TT foram mostrados para ter 14% menos potência de pico do que suas contrapartes CC e CT, e a frequência do alelo T é inferior em atletas de elite de resistência do que nos controles. Esta avaliação mostra que a associação entre polimorfismo genético e desempenho de alta altitude exercício não foram estudadas em profundidade.

 

Conclusão

 

    Mostramos aqui que os polimorfismos na AMPD podem ser de tamanha importância para a prevenção de doenças coronarianas em pessoas com alelos tendenciosos para a mutação no gene para amenizar seus sintomas e impedir que o desempenho aeróbio diminua durante o tratamento da doença. Assim, como para o desempenho esportivo. Onde podemos usar os testes genéticos para identificação de talentos para modalidades de potência no esporte, como no caso dos indivíduos homozigoto CC e heterozigoto CT.

 

   Essa área do polimorfismo aplicado ao esporte ainda é bem limitado quando questionado sobre outras modalidades que não a potência em diferentes populações e em questões ambientais. Podendo ser mais aprofundado com estudos abordando os pontos supracitados e com número grande de participantes. 

 

Referências

 

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Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 23, Núm. 240, May. (2018)