Giriş
Atletik performansa etki eden genlerin işleyişini ve düzenlemelerini inceleyen spor genetiǧi yeni bir bilim dalı olarak kabul görmektedir ve her geçen gün önemi artmaktadır (Ulucan, 2016). Bireylerin hangi tip antrenman modellerinde başarı saǧlayabileceǧini öngörülmesinde anatomik, biyokimyasal ve fizyolojik veriler kadar genetik bilgiler de son derece önemlidir. Atletik performans için önemli olan kuvvet, güç, dayanıklılık, kas fibril boyut ve kompozisyonu, esneklik, sinir kas koordinasyonu gibi bileşenler bireylerin biyokimyası, fizyolojik özellikleri ve genetik yapıları ile doǧrudan ilişkilidir (Altuntaş ve ark., 2020). Araştırmalar sportif performansın %66 oranında genetik ile ilişkili olduǧunu göstermektedir (Ulucan ve ark. 2014; Sercan ve ark., 2016). Spor genetiǧi alanındaki çalışmaları sportif aktiviteye etki eden serotoenerjik ve dopaminenerjik sistem gibi psikolojik duygu durumumuzu belirleyen genetik faktörlerin analiz edilmesi çalışmalarını da kapsamaktadır.
Voleybol uzun süreli düşük yoǧunluklu aerobik egzersize ihtiyaç duyar. Bireysel ve takım oyunlarının çeşitliliǧi ile özel fiziksel yapı ve motorik özellikler gerektirir. Voleybolcular, diǧer sporcular gibi, üstün performans elde etmek için yüksek derecede fiziksel, fizyolojik ve psikolojik parametrelere ihtiyaç duyarlar. Özellikle psikolojik yetkinliklerin sürdürülebilmesi sporcuların müsabaka sırasında konsantrasyonlarının devamlılıǧı açısından önemlidir (Yüksel ve ark., 2017).
Serotonin (5-hydroxytryptamine; 5-HT) merkezi ve periferal sinir sisteminde etkisini gösteren önemli bir nörotransmitterdir. Aynı zamanda canlı ve zinde hissettiren ve kaygıyı düzenleyen bir hormondur. Yetersizliǧi görülen bireylerde yorgunluk, sıkılganlık ve depresif bir ruh hali gözlenmektedir (Young, 2007). 5-HT, beyin sinapslarına salındıktan sonra, presinaptik nöronal membranlarda lokalize olmuş Na+ ve Cl- iyonlarına baǧımlı yüksek afiniteli serotonin taşıyıcı (5-hydroxytryptamine transporter, 5-HTT, SERT, SLC6A4) protein molekülü ile sinaptik boşluktan etkin şekilde temizlenir (Stahl, 1998). SLC6A4 membran proteininin bu aktivitesi ile 5-HT'nin sinaptik etkinliǧi sonlandırılır ve yeniden kullanılmak üzere nörotransmiter havuz içine yeniden gönderilir. Bu yüzden, serotoninin geri alınımında ve serotonerjik fonksiyonun yürütülmesinde önemli role sahiptir. Stres, kaygı, agresyon gibi psikolojik parametreler sporcuların performansının belirlenmesinde etkili olmaktadır. Serotonin, dopamin, nitrik oksit gibi nörotransmiter maddeler ve onları metabolize eden genler sporcularda psikolojik faktörlerin etkisinin belirlenmesinde önem taşımaktadırlar ve birçok sporcu grubu üzerinde günümüze kadar çeşitli çalışmalar yapılmıştır (Eken ve ark., 2018; Bahat ve ark., 2019; Tunalı ve ark., 2019).
Spor müsabakaları ise doǧal olarak stres içerirler. Kişinin yeterliliǧi ve çevrenin beklentileri arasında görülen dengesizlik ve bu beklentilerin karşılanamamasının önemli sonuçları olduǧuna dair algı, anksiyetenin artmasına yani stres durumunun oluşmasına sebep olmaktadır (Sanhueza ve ark., 2016). Sporcular antrenmanlarda ve sportif aktivitelerde; başarmaları gerektiǧini hissetmeleri, takımda kalamayacakları düşüncesi, rekabet ve hayatlarındaki sıkı kontrol ve engellenmelerle başa çıkmak durumunda olduklarından anksiyete ile karşı karşıya kalmaktadırlar. Bu çalışmamız da anksiyete ile ilişkili SLC6A4 geni promotör bölgesi L/S polimorfizminin Türk profesyonel bayan voleybolcularda araştırılması ve literatürde bulunan aynı gen bölgesi analizimi içeren diǧer yayınlar ile karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem Ve Araçlar
Sporcuların belirlenmesi
Bu çalışmaya, İstanbul Sarıyer Bayan Voleybol Takımında aktif olarak oynayan 21 bayan voleybolcu dahil edilmiştir. Sporcular haftada 4 gün antrenmanların yanı sıra hafta sonu maç olacak şekilde haftada en az 12 saat aktif olarak egzersiz yapmaktadırlar. Sporcularımızın hiçbirinde ve birinci ve ikinci dereceli akrabalarında herhangi bir genetik hastalık bulunmamaktadır. Araştırmamız Helsinki Deklarasyonu-II (2019) protokolüne uygun olarak hazırlanmış, çalışmanın protokolü Üsküdar Üniversitesi Girişimsel Olmayan Etik Kurulu tarafından onanmıştır. Çalışmamızda yer alan voleybolculara çalışmanın kapsamı ve içeriǧi hakkında “Bilgilendirilmiş Gönüllü Olur Formu Örneǧi (BGOF)” ile bilgilendirme yapılmıştır. Voleybolcuların bilgileri dâhilinde yazılı onayları alınıp, onam formları imzalatılmıştır.
Literatür Taraması
Literatür taramasını Google Akademik ve PUBMED veri tabanlarında “spor, sporcu, genetik, SLC6A4 , spor genetiǧi, polimorfizm” anahtar kelimeleri ve kombinasyonları ile taranmıştır. Çalışmamıza sadece SLC6A4 promotör L/S polimorfizmi daǧılımları içeren yayınlar dahil edilmiştir.
SLC6A4 Promotör L/S GenotiplemesiÇalışmamıza katılan sporcuların aǧız içi epitel hücrelerinden DNA epitel hücre toplama çubukları ile epitel hücreler toplanmış, sonrasında DNA izolasyonları Invitrogen DNA İzolasyon Kiti (USA) kullanılarak yapılmıştır. Genotipleme için kullanılan primerler ve PZR koşulları daha önceki çalışmamızda belirtilmiştir (Ulucan ve ark., 2014). Kısaca; 100 ng DNA, 0.5 mM dNTP, 10 pmol primerler ve 2U Taq-polimeraz (Fermantas, Vilnus, Lithuanian) olmak üzere toplam 50 μL hacimde genotipleme reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. PZR koşulları 95°C'de 3 dk. ön denatürasyon, toplam 35 döngü olacak şekilde 95°C'de 30 sn., 53°'de 45 sn., 72°C'de 1 dk. ve son döngü sonrasında 72°C'de 10 dk. final uzama şeklinde uygulanmıştır. Elde edilen amplikonlar etidyum bromürlü %2,5'luk agaroz jel elektroforezinde Ultraviyole (UV) ışık altında görüntülenmiştir.
Bulgular
Çalışmamıza katılan tüm sporcularımız başarı ile genotiplenmiştir. Voleybolcularımızın 10'u LL, 7'si LS ve 4'ü de SS genotipinde oldukları belirlenmiştir. Allel sayı ve yüzdeleri ise L ve S alleleri için sırası ile 27 (%64) ve 15 (%36) olarak sayılmıştır. Sporcularımızın genotip ve allel sayı daǧılımları Tablo 1 'de özetlenmiştir.
Tablo 1 Kohortumuzun genotip ve allel sayı ve yüzdeleri.
Literatürde belirlediǧimiz anahtar kelimeler ile yaptıǧımız araştırma sonucunda kriterlerimize uyan 9 farklı araştırma bulunmuş ve bu çalışmalardaki SLC6A4 promotör L/S polimorfizm genotip sayı ve yüzdeleri ile çalışılmış spor branşları Tablo 2 'de özetlenmiştir.
Tablo 2 Literatürdeki SLC6A4 promotör L/S polimorfizminin sporculardaki dağılımı.
Araştırmamıza dahil ettiǧimiz çalışmalardaki genotip ve allel daǧılım karşılaştırmaları Tablo 3 ve Tablo 4 'te belirtilmiştir. Genotip daǧılımlarında 9 çalışmanın 3'ünde LL genotipi baskın genotip iken 6'sında LS genotipi daha baskındır. Çalışmaların hiçbirinde SS genotipi baskın olarak bulunmamıştır.
Tablo 3 Literatürdeki SLC6A4 Çalışmalarının Yüzdesel Genotip Dağılımları
Tablo 4 Literatürdeki SLC6A4 Çalışmalarının Yüzdesel Allel Dağılımları
Allel daǧılımlarında ise çalışmamıza alınan 9 çalışmanın 8'inde L alleli yüzdece daha fazla iken sadece 1 çalışmada S alleli yüzdece daha fazla bulunmuştur.
Tartışma
5-HT, merkezi sinir sisteminin en önemli nörotransmitterlerindendir. Beyin kan akımı regülasyonu, uyku, ısı regülasyonu ve agresyon gibi birçok fizyolojik mekanizmada etkisi bulunmaktadır. 5-HT, triptofan aminoasidinden sentezlenir, sentezlenen 5-HT sinir uçlarında depo granüllerde depolanır ve sinirden gelen uyarı ile sinaptik aralıǧa boşalır. SLC6A4 geni, serotoninin pre-snaptik nörona geri alınımını düzenlediǧi için psikolojik ve psikiyatrik rahatsızlıkların etiyolojisinde yer aldıǧı yapılan çalışmalar ile bildirilmiştir.
Kohortumuzda LL, LS ve SS genotipleri sayı ve yüzde olarak sırasıyla 10 (%48), 7 (%33) ve 4 (%19) olarak bulunmuştur. L ve S allel sayı yüzdeleri ise sırasıyla 27 (%64) ve 15 (%36) olarak sayılmıştır. Bu çalışma, Türk voleybolcularındaki SLC6A4 L/S polimorfizmi ile gerçekleştirilen ilk çalışmadır. Bulgularımıza baktıǧımızda LL genotipinin yüzdesel olarak fazla olduǧu diǧer çalışmalar ile benzerlik göstermektedir (Çorak ve ark., 2017; Sysoeva ve ark., 2008; Ulucan ve ark.,2014). Literatürde karşılaştıǧımız bazı çalışmalarda ise LS genotip oranının diǧer genotiplere oranla daha yüksek olduǧunu göstermiştir (Ateş ve ark., 2017; Golby ve Sheard, 2006; Petito ve ark., 2016; Sanhueza ve ark., 2016; Saunders ve ark., 2006; Truskin ve ark., 2011). Gerek kohortumuzda gerek ise literatür taramamızda hiçbir çalışmada SS genotipinin yüzdece yüksek olduǧu sonucuna ulaşılmamıştır. Allelik daǧılımlara baktıǧımız zaman Kohortumuzda L allelinin S alleline kıyasla yüzdece daha yüksek olduǧu bulunmuştur. Bu sonuç diǧer çalışma sonuçlarını destekler niteliktedir (Ateş ve ark., 2017; Golby ve Sheard, 2006; Petito ve ark., 2016; Saunders ve ark., 2006; Sysoeva ve ark., 2008; Trushkin ve ark., 2011; Ulucan ve ark., 2014). Sadece Sanhueza ve ark. (2016) yaptıǧı çalışmada S alleli, L alleline kıyasla yüzdece daha yüksek olduǧu bulunmuştur. Genotip sonuçlarının ve allel sonuçlarının farklılıǧının sebebi olarak çalışmanın yapıldıǧı popülasyon çeşitliliǧi ve genetik heterojenite gösterilebilir.
Sporcularda yapılan araştırmalarda, S allelininde daha fazla amigdala aktivitesi gösterildiǧi ve LL alleline göre daha az dürtü kontrolü saǧlanabildiǧi, LL genotipinde performansın ve elit sporcu olabilme ihtimalinin yüksek olduǧu, SS genotipinde stresin daha etkili olduǧu açıklanmıştır (Klucken ve ark., 2015). Yapılan bir çalışmada erkek triatletler de SS genotipinin LL, LS genotipine oranla daha az olduǧu belirtilmiştir (Saunders ve ark., 2006). Endurans atletler ve sedanter grubun karşılaştırıldıǧı bir çalışmada ise, LL genotipinin diǧer genotiplere göre daha yüksek olduǧu ve SS genotipine göre yorgunluk toleransının daha yüksek olduǧu belirtilmiştir (Trushkin ve ark., 2011). SLC6A4 polimorfizminin incelendiǧi Şili'li triatletlerde LS genotipi diǧer genotiplere kıyasla daha baskın bulunmuştur (Sanhueza ve ark., 2016). Benzer bir incelemede, saǧlıklı Türk atletleri araştırılmış, kohortlarında L alleli %61, S alleli ise %39 olarak bulunmuştur. Genotip bakımından incelendiklerinde SS, LS ve LL genotipleri sırası ile %19, %35% ve %46 olarak bildirilmiştir (Çorak ve ark., 2017). Genç futbolcularda yapılan bir çalışmada ise 44 sporcu ile çalışılmış, futbolcularda L allelinin yüzdesini (%51) S allelinin yüzdesinden (%49) fazla olduǧu bildirilmiştir (Ateş ve ark., 2017). Yüzücülerle yapılan bir araştırmada 86 bayan sporcu analiz edilmiş ve SS genotipinin LL ve LS genotiplerine oranla oranın daha az olduǧu belirtilmiştir (Maliuchenko ve ark., 2007). Bizim çalışmamızın bulguları, bu çalışmaları destekler niteliktedir.
SLC6A4 polimorfizminin saldırganlıǧa olan etkisi, sedanter grup ile senkronize yüzücüler arasında incelenmiş, sedanter gruba oranla senkronize yüzücülerde LL genotipi daha yüksek, LS genotipi ise yüzdece daha düşük bulunmuştur (Sysoeva ve ark., 2008). Bir diǧer çalışmada SS, SL ve LL genotipleri, 10-24 yaşları arasında 31 yüzücüde analiz edilmiş, LL genotipinin yüzücülerin psikolojik gelişimine önemli düzeyde etkisi olduǧunu belirtmişlerdir (Golby ve ark., 2006). Benzer bir çalışma 24 Türk genç basketbolcu da gerçekleştirilmiş, erkeklerde S allelinin, bayanlarda L allelinin daha yüksek düzeyde olduǧu belirtilmiştir (Ulucan ve ark., 2014).
SLC6A4 promotör L/S polimorfizmi ile dayanıklılık performansı ve anksiyete arsındaki ilişkinin incelendiǧi bir araştırmada İtalyan olimpiyat takımı hokey, basketbol ve futbol oyuncularından 133 sporcu ile çalışılmış, anksiyete bozukluǧu ve nevrotik duygu durumun S alleli ile ilişkili olduǧu bildirilmiştir (Petito ve ark., 2016).
Yapılan çalışmaklar 5-HT düzeyinin egzersiz ile deǧiştiǧi saptamıştır. Chauloff ve ark. (1987) tarafından bu konudaki en detaylı çalışma sıçanlar ile yapılmıştır. Sıçanlara 1-8 hafta süre ile fiziksel egzersiz yaptırılarak, dinlenme ve egzersiz sırasında 5-HT düzeyleri ölçülmüştür. Çalışmalarında kısa süreli egzersizde 5-HT düzeyinin deǧişmediǧi, ancak triptofan seviyesinin arttıǧı, uzun süreli egzersizde 5-HT düzeyinin azaldıǧı, ancak 5-hidroksiindolasetikasit düzeyinin arttıǧı, sonuç olarak uzun süreli egzersizin 5-HT kullanımını arttırdıǧı gözlenmiştir.
Literatür çalışmaları göz önüne alındıǧında SLC6A4 L/S polimorfizmi ile ilgili çalışmaların gerektiǧi kadar olmadıǧı gözükmektedir. Günümüze kadar yapılan çalışmaların sonuçlarına göre SLC6A4 L/S polimorfizminin belirlenmesi, sporcularda karşılaşılan anksiyete ve duygu-durum bozuklukları için erken önlem alınmasına yardımcı olabilmektedir.
Günümüzde modern tekniklerin kullanıldıǧı araştırmalar birçok duygu-durum bozukluǧunun genetik temellerini açıklamakla birlikte epigenetik farklılıklar ve moleküler çalışmalardaki yöntemsel sınırlılıklar bilimsel verilerin analizini zorlaştırmaktadır. Bu açıdan atletik performansı ile ilişkili psikolojik faktörlere etkisi olan genlerin polimorfizmlerinin belirlenmesi, sporcular için bireye özgü antrenman programlarının oluşturulmasına olanak saǧlayacaktır.
Onam bilgisi: Bilgilendirilmisş onam formu imzalatılmışır.
Etik kurul onayı: 61351342-/2019-11 sayılı etik kurul onayı T.C. Üsküdar Universitesi Girişimsel Olmayan Araştırmalar Etik Kurulu Başkanlığı tarafından verilmiştir (24 Ocak 2019).
Çıkar çatışması: Çıkar çatışması bulunmamaktadır.
Finansal destek: Finansal destek bulunmamaktadır.[23
Yazar katkı alanı ve oranı:
Selin Yiğit: Yayının yazılması ve verilerin toplanması %30
Tolga Polat: Verilerin toplanması, genetik analizlerin tamamlanması ve hazırlanması %25
Canan Sercan: Genetik analizlerin tamamlanması %10
Seçil Tunalı: Verilerin toplanması %10
Rıdvan Ekmekçi: Fenotipik verlerin yorumlanması %5
Kaynaklar
1. Altuntaş İ., Polat T., Ulucan K.. mikroRNA'ların atletik performansa etkisi Eurasian Research in Sport Science. 2020;5(1):103–109
2. Ateş Ö., Çorak A, Kulaksız H, Sercan C., Kapıcı S, Yüksel İ., Ulucan K.. Saǧlıklı Türk genç futbolcularda anksiyete ile ilişkili SLC6A4 geni promoter “S” ve “L” allellerini saptanması. The Journal of Neurobehavioral Sciences. 2017;4(3):95–98
3. Bahat H. B., Kapıcı S, Sercan C., Tuna G., Kaynar Ö., Binici F., Ulucan K.. Investigation of catechol -O-methyl transferase (COMT) rs4680 polymorphism in swimmers and skiers. The Journal of Neurobehavioral Sciences. 2019;6(2):125–128
4. Chaouloff F., Laude D., Serrurier B.. Brain serotonin response to exercise in the rat the influence of training duration. Biogenic Amines. 1987;4:99–106
5. Çorak A, Kapıcı S, Sercan C., Akkoç O., Ulucan K.. A pilot study for determination of anxiety related promoter “S” and “L” alleles in healthy Turkish athletes Cellular and Molecular Biology. 2017;63(5):29–31
6. Eken B. F., Akpınaroğlu C, Arslan K. S., Sercan C., Ulucan K.. Genlerin sporda psikolojik faktörlerle ilişkisi, The Journal of Neurobehavioral Sciences. 2018;5(1):56–61
7. Golby J, Sheard M.. The relationship between genotype and positive psychological development in national-level swimmers. European Psychologist. 2006;11:143–148
8. Klucken T., Schweckendiek J., Blecker C., Walter B., Kuepper Y., Hennig J.. The association between the 5-HTTLPR and neural correlates of fear conditioning and connectivity. Social Cognitive and Affective Neuroscience,. 2015;10:700–707
9. Maliuchenko N. V., Sysoeva O. V., Vediakov A. M., Timofeeva M. A., Portanova G. V., Ivanitski A. M., Tonevitski A. G., Kirpichnikov M. P.. Effect of 5HTT genetic polymorphism on aggression in athletes. Zhurnal Vysshei Nervnoi Deiatelnosti Imeni I P Pavlova,. 2007;57(3):276–281
10. Petito A., Altamura M., Iuso S., Padalino F. A., Sessa F, D'Andrea G., Margaglione M., Belloma A.. The Relationship between personality traits, the 5HTT polymorphisms, and the occurrence of anxiety and depressive symptoms in elite athletes. Plos One. 2016;11(6):e0156601
11. Sanhueza J. A., Zambrano T., Bahamondes-Avila C., Salazar L. A.. Association of anxiety-related polymorphisms with sports performance in chilean long distance triathletes: a pilot study. Journal of Sports Science and Medicine,. 2016;5:554–561
12. Saunders C. J., Milander L., Hew-Butler T, Xenophontos S. L., Cariolou M. A., Anastassiades L. C.. Dipsogenic genes associated with weight changes during ironman triathlons. Human Molecular Genetics. 2006;15:2980–2987
13. Sercan C., Eken B. F., Erel Ş., Ülgüt D., Kapıcı S., Ulucan K.. Spor genetiǧi ve ACE gen ilişkisi. İnönü Üniversitesi Beden Eǧitimi ve Spor Bilimleri Dergisi. 2016;3(2):26–34
14. Stahl S. M.. Basic psychoparmacology of antidepressant, part 1: Antidepressants have seven distinct mechanism of action. The Journal of Clinical Psychiatry,. 1998;59(Suppl 4):5–14
15. Sysoeva O. V., Maluchenko N. V., Timofeeva M. A., Portnova G. V., Kulikova M. A., Tonevitsky A. G., Ivanitsky A. M.. Aggression and 5HTT polymorphism in females: Study of synchronized swimming and control groups. International Journal of Psychophysiology,. 2008;72:173–178
16. Trushkin E. V., Timofeeva M. A., Sysoeva O. V., Davydov Y. I., Knicker A., Struder H.. Association of Gene 5-HTTLPR polymorphism with parameters of simple and complex reaction times and critical flicker frequency threshold in athletes during exhaustive exercise. Bulletin of Experimental Biology and Medicine,. 2011;150:471–447
17. Tunalı S, Yiǧit S, Sercan C., Polat T., Ekmekçi R, Ulucan K.. Profesyonel Voleybolcularda Katekol-O-Metiltransferaz (COMT) rs4680 polimorfizminin belirlenmesi 2019
18. . Eurasian Research in Sport Science;4(1):1–6
19. Ulucan K. Spor genetiǧi açısından türk sporcuların ACTN3 R577X polimorfizm literatür özeti. Clinical and Experimental Health Sciences,. 2016;6:44–47
20. Ulucan K., Bayyurt G. M., Konuk M., Güney A. I.. Effect of alpha-actinin-3 gene on Turkish trained and untrained middle school children's sprinting performance: a pilot study. Biological Rhythm Research.;45(4):509–514
21. Ulucan K., Yalcin S., Akbas B., Konuk M.. Analysis of solute carrier family 6 member 4 gene promoter polymorphism in young Turkish basketball players. The Journal of Neurobehavioral Sciences;. 2014;1:37–40
22. Young S. N.. How to increase serotonin in the human brain without drugs, Rev. Psychiatry Neuroscience,. 2007;32(6):394–399
23. Yüksel İ., Kapıcı S, Sercan C., Kulaksız H, Polat T., Turan G., Ulucan K.. Addiction related DRD2 rs1800497 polymorphism distribution in volleyball players and bodybuılders The Journal of Neurobehavioral Sciences. 2017;4(3):122–125
