Faktoren, welche die menschliche Physiologie und Ausdauerleistungsfähigkeit beeinflussen, sind sehr komplex. So werden z.B. die maximale Sauerstoffaufnahme, Blutdruck, Fettmasse, Trainingsgewohnheiten etc. von der lebenslangen Interaktion zahlreicher genetischer und äußerer Faktoren beeinflusst. Auch auf Ebene der DNA wird ein heterogenes polygenetisches Geschehen vermutet, welches zu den beobachteten interindividuellen Variationen in der Ausprägung der Ausdauerleistungsfähigkeit führt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, im Rahmen der GENATHLETE-Fallvergleichsstudie, den I/D-Polymorphismus des ACE-Gens, den A1166C-Polymorphismus des AT1-Gens und den G1675A-Polymorphismus des AT2-Gens auf eine Assoziation mit dem Phänotyp der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) zu untersuchen. Für alle drei Polymorphismen wurden bei insgesamt 307 Athleten mit einer VO2max> 75ml/kg/min-1 und bei 308 Kontrollen mit einer VO2max< 50ml/kg/min-1 nordamerikanischer, finnischer und deutscher Herkunft der Allel-, Genotyp- und Trägerstatus bestimmt. Alle Probanden waren kaukasischer Herkunft und die Verteilung der Probanden in beiden Kollektiven, bezüglich ihrer regionalen Herkunft ausgeglichen. Für die Genotypisierung wurde genomische DNA aus dem Vollblut der Probanden isoliert und mittels PCR amplifiziert. In einem weiteren Schritt wurden die PCR-Produkte elektrophoretisch aufgetrennt und in einer UV-Lichtdarstellung ausgewertet. Die statistische Analyse erfolgte durch Pearsons Chi2-Test. Die Ergebnisse dieser Arbeit im Rahmen der GENATHLETE-Studie zeigten für alle drei untersuchten genetischen Marker keinen signifikanten Zusammenhang zwischen den Genotypen und der Ausdauerleistungsfähigkeit, gemessen durch den Parameter der VO2max. Allgemein bestätigen unsere Ergebnisse den Trend anderer Arbeiten zu allen drei untersuchten genetischen Markern, dass positive Assoziationsergebnisse aus kleinen Studienkollektiven in großen Studien häufig nicht bestätigt werden konnten. Ein signifikanter Unterschied findet sich bezüglich der Allelverteilung der untersuchten Polymorphismen des AT1- und AT2-Rezeptorgens der Finnen im Vergleich zu den Deutschen und Nordamerikanern. Dieses Ergebnis verdeutlicht die ethnische Heterogenität des genetischen Erbguts. Demzufolge können alle von uns aufgestellten Nullhypothesen bestätigt werden und ein signifikanter Zusammenhang zwischen den drei von uns untersuchten Polymorphismen aus dem Renin-Angiotensin-System und dem Phänotyp maximale Sauerstoffaufnahme erscheint aufgrund der Ergebnisse dieser Arbeit äußerst unwahrscheinlich. Inhalt der Arbeit: Einleitung 1.1 Ausdauerleistungsfähigkeit 1.2 Genetische Grundlagen der körperlichen Leistungsfähigkeit und Studienergebnisse der letzten Jahre 1.2.1 Vererbung der körperlichen Leistungsfähigkeit 1.2.2 Vererbung der Trainierbarkeit der körperlichen Leistungsfähigkeit 1.3 Suche nach verantwortlichen Genen 1.3.1 Methoden zur Erforschung der genetischen Grundlagen der Ausdauerleistungsfähigkeit 1.3.2 Studien zur Erforschung der genetischen Grundlagen der Ausdauerleistungsfähigkeit 1.4 Geeignete Kandidatengene 1.4.1 ACE-Gen 1.4.2 AT1-Gen 1.4.3 AT2-Gen 1.5 Ziel der vorliegenden Arbeit 2 Materialien und Methoden 2.1 Probandenkollektiv 2.2 Materialien 2.2.1 Chemikalien 2.2.2 Lösungen 2.2.3 Stammlösungen 2.2.4 Primer 2.2.5 Enzyme und Puffer 2.3 Methoden 2.3.1 DNA-Extraktion 2.3.2 Erythrozytenlyse 2.3.3 Proteinverdau 2.3.4 DNA-Fällung 2.3.5 Ablauf der Polymerasekettenreaktion (PCR) 2.3.5.1 PCR des ACE-Polymorphismus 2.3.5.2 PCR des AT1-Polymorphismus 2.3.5.3 PCR des AT2-Polymorphismus 2.3.6 Restriktionsenzymverdau 2.3.6.1 Restriktionsenzymverdau für den AT1-Polymorphismus 2.3.6.2 Restriktionsenzymverdau für den AT2-Polymorphismus 2.3.7 Gelanfertigung 2.3.8 Gelelektrophorese 2.3.9 UV-Lichtdarstellung 2.3.10 Fehlerprüfung 2.3.11 Angewandte Statistik 3 Ergebnisse 3.1 Auswertung des Insertions-/Deletionspolymorphismus des ACE-Gens 3.1.1 Auswertung der Allelfrequenzen des ACE-Gens 3.1.2 Auswertung der Genotypverteilung des ACE-Gens 3.1.3 Auswertung der Trägerfrequenzen des ACE-Gens 3.1.4 Allel- und Genotypfrequenzen des ACE-Gens bei den Athleten der einzelnen Sportdisziplinen 3.1.5 Vergleichende Analyse der Allel- und Genotypfrequenzen des ACE-Gens für die Gruppe der EEA mit extrem hoher Sauerstoffaufnahme (VO2max > 81,2 ml/kg/min-1) 3.2 Auswertung des Polymorphismus A1167C des AT1-Gens. 3.2.1 Auswertung der Allelfrequenzen des AT1-Gens 3.2.2 Auswertung der Genotypfrequenzen des AT1-Gens 3.2.3 Auswertung der Trägerfrequenzen des AT1-Gens 3.2.4 Allel- und Genotypfrequenzen des AT1-Gens bei den Athleten der einzelnen Sportdisziplinen 3.2.4.1 Vergleichende Analyse der Allel- und Genotypfrequenzen des AT1-Gens für die Gruppe der Spitzenathleten (VO2max > 81,2 ml/kgmin) 3.3 Auswertung des Polymorphismus G1675A des AT2-Gens 3.3.1 Auswertung der Allelfrequenzen des AT2-Gens 3.3.2 Allel- und Genotypfrequenzen des AT2-Gens bei den Athleten der einzelnen Sportdisziplinen 3.3.3 Vergleichende Analyse der Allel- und Genotypfrequenzen des AT2-Gens für die Gruppe der Spitzenathleten (VO2max > 81,2 ml/kgmin) 4 Diskussion 4.1 Design der GENATHLETE-Studie 4.1.1 Auswahlkriterien der Probanden 4.1.2 VO2max als Unterscheidungskriterium für die Athleten- und Kontrollkohorte 4.2 Beeinflussen genetische Variationen die Ausdauerleistungsfähigkeit? 4.2.1 Kandidatengene aus dem Renin-Angiotensin-System 4.3 Ethnokulturelle Unterschiede des genetischen Erbguts. 5 Zusammenfassung Literaturverzeichnis
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