The Role of Serotoninergic Mediator System Genes in the Formation of Human Regulatory and Adaptive Capabilities
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z126Keywords:
regulatory and adaptive capabilities, index of regulatory and adaptive status, cardiorespiratory synchronism, serotoninergic neuromediator system, gene polymorphism, medical studentsAbstract
The purpose of this article was to establish the role of polymorphisms of genes regulating serotonin metabolism in the formation of human regulatory and adaptive capabilities. Materials and methods. The research involved 89 students of Kuban State Medical University. Their adaptation level was assessed at the end of the academic year according to the index of regulatory and adaptive status (IRAS) using the cardiorespiratory synchronism test (V.M. Pokrovskiy) on the VNS-Mikro device (Neurosoft, Russia). In addition, a molecular genetic analysis was performed (by DNA isolation from the peripheral blood using the standard phenol–chloroform extraction method) to identify polymorphisms of genes involved in serotonin biosynthesis (tryptophan hydroxylase genes TPH1 and TPH2) and genes encoding serotonin receptors (HTR2C and HTR2A). Results. The subjects were divided into three groups: with high (52.8 % of students), satisfactory (34.8 %) and low (12.4 %) regulatory and adaptive capabilities. In the group with high regulatory and adaptive capabilities, the most common alleles and genotypes were the following: *C allele for the ТРН1 gene; *G allele and *G/*T genotype for the ТРН2 gene, *G allele and *G/*G genotype for the HTR2С gene, and *A/*G genotype for the HTR2A gene. Statistically significant differences in the frequency of the *A/*G heterozygous genotype for the G1438A marker of the HTR2А gene were found between the groups with high and satisfactory regulatory and adaptive capabilities as well as in the groups with high and low regulatory and adaptive capabilities. In both cases, the *A/*G heterozygous genotype prevailed in individuals with high regulatory and adaptive capabilities, whereas the *G/*G heterozygous genotype was only identified in the group with low regulatory and adaptive capabilities. Thus, medical students with high regulatory and adaptive capabilities had alleles and genotypes that provide high sensitivity of serotonin receptors and sufficient activity of its biosynthesis enzymes. The obtained data revealed a dependence between the regulatory and adaptive capabilities and the polymorphisms of genes involved in both biosynthesis and reception of serotonin in humans.
Downloads
References
Pokrovskii V.M., Polischuk L.V. Cardiorespiratory Synchronism in Estimation of Regulatory and Adaptive Organism Status // J. Integr. Neurosci. 2016. Vol. 15, № 1. P. 19–35. DOI: 10.1142/S0219635216500060
Полищук С.В., Полищук Л.В. Стрессоустойчивость студентов к экзаменационному стрессу // Материалы XXIII съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Воронеж, 18–22 сентября 2017 г.). Воронеж: Истоки, 2017. С. 1480–1481.
Алуханян Л.О., Абушкевич В.Г., Полищук С.В., Серобян А.О., Заболотских Н.В. Влияние болевого синдрома при периодонтите на адаптивные возможности организма человека // Рос. журн. боли. 2021. Т. 19, № 4. С. 5–9. DOI: 10.17116/pain2021190415
Покровский В.М., Елисеева Л.Н., Самородская Н.А. Иерархическая организация системы регуляции артериального давления в организме человека // Патол. физиология и эксперим. терапия. 2021. Т. 65, № 3. С. 26–33. DOI: 10.25557/0031-2991.2021.03.26-33
Полищук В.В., Полищук С.В. Совершенствование метода количественной оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма – путь к объективной характеристике процесса адаптации // Кубан. науч. мед. вестн. 2015. № 2(151). С. 114–116.
Полищук С.В. Особенности формирования сердечно-дыхательного синхронизма на звуковой и световой раздражители в зависимости от типологических особенностей личности // Кубан. науч. мед. вестн. 2006. № 9(90). С. 42–45.
Павлов И.П. Физиологическое учение о типах нервной системы, темпераментах // Полн. собр. соч. Изд. 2-е, доп. Т. 3, кн. 2. М.; Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1951. С. 77–88.
Ливанова И.А., Гумерова О.В. Связь серотониновой системы со свойствами нервных процессов // Вестн. Башкир. гос. пед. ун-та им. М. Акмуллы. 2020. № 2(55). С. 25–27.
Samochowiec J., Rybakowski F., Czerski P., Zakrzewska M., Stepień G., Pełka-Wysiecka J., Horodnicki J., Rybakowski J.K., Hauser J. Polymorphisms in the Dopamine, Serotonin, and Norepinephrine Transporter Genes and Their Relationship to Temperamental Dimensions Measured by the Temperament and Character Inventory in Healthy Volunteers // Neuropsychobiology. 2001. Vol. 43, № 4. P. 248–253. DOI: 10.1159/000054898
Конарева И.Н. Исследование черт личности в психогенетике: факты и гипотезы // Уч. зап. Крым. федер. ун-та им. В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2017. Т. 3(69), № 4. С. 127–137.
Roiser J.P., Levy J., Fromm S.J., Goldman D., Hodgkinson C.A., Hasler G., Sahakian B.J., Drevets W.C. Serotonin Transporter Genotype Differentially Modulates Neural Responses to Emotional Words Following Tryptophan Depletion in Patients Recovered from Depression and Healthy Volunteers // J. Psychopharmacol. 2012. Vol. 26, № 11. P. 1434–1442. DOI: 10.1177/0269881112442789
Вавилова Е.А., Солодкая Е.В., Логинов И.П. Роль полиморфизмов генов серотонинэргической системы в патогенезе депрессий и суицидального поведения (аналитический обзор) // Дальневост. мед. журн. 2020. № 4. С. 78–84. DOI: 10.35177/1994-5191-2020-4-78-84
Жур К.В., Моссэ И.Б., Кильчевский А.В., Кухтинская Л.В., Чарыкова И.А. Ассоциация ряда полиморфизмов генов нейромедиаторных систем с психофизиологическими характеристиками спортсменов // Молекуляр. и приклад. генетика. 2019. Т. 26. С. 136–144.
Платонкина Т.В., Боговин Л.В., Наумов Д.Е., Овсянкин А.И. Генетические исследования депрессивных расстройств: обзор литературы // Бюл. физиологии и патологии дыхания. 2018. № 68. С. 96–106. DOI: 10.12737/article_5b19ee7411be17.38016141
Ермаков П.Н., Воробьева Е.В., Ковш Е.М., Столетний А.С. Особенности вызванной активности мозга при анализе изображений эмоциогенного характера у носителей полиморфных вариантов генов BDNF и HTR2A // Эксперим. психология. 2017. Т. 10, № 3. С. 65–85. DOI: 10.17759/exppsy.2017100305
Шепелевич Н.В., Маринич В.В., Лемешевская С.Н., Лебедь Т.Л. Комплексная оценка психологического состояния спортсменов // Здоровье для всех. 2018. № 1. С. 3–10. URL: https://ojs.polessu.by/ZdV/article/view/1017/918 (дата обращения: 05.06.2022).
Golimbet V.E., Garakh Z.V., Korovaitseva G.I., Lezheiko T.V., Zaitseva Yu.S., Gurovich I.Ya., Shmukler A.B., Rodionov G.I., Strelets V.B. Association of the Brain-Derived Neurotrophic Factor and Serotonin Transporter Genes with Parameters of the Early Components of Event-Related Potentials on Passive Word Perception // Neurosci. Behav. Physiol. 2017. Vol. 47, № 9. P. 1140–1146. DOI: 10.1007/s11055-017-0521-0
Kambeitz J., Howes O.D. Consistent Biological Findings in Major Depression: Results from Serotonin Transporter Meta-Analyses // J. Affect. Disord. 2016. Vol. 199. P. 171. DOI: 10.1016/j.jad.2016.04.043
Mathew C.G. The Isolation of High Molecular Weight Eukaryotic DNA // Nucleic Acids. Methods in Molecular Biology / ed. by J.M. Walker. Vol. 2. Humana Press, 1984. P. 31–34.
Wang H., Hu L., Liu C., Su Z., Wang L., Pan G., Guo Y., He J. 5-HT2 Receptors Mediate Functional Modulation of GABAa Receptors and Inhibitory Synaptic Transmissions in Human iPS-Derived Neurons // Sci. Rep. 2016. № 6. Art. № 20033. DOI: 10.1038/srep20033
Tommasi M., Sergi M.R., Konstantinidou F., Franzago M., Pesce M., Fratta I., Grilli A., Stuppia L., Picconi L., Saggino A., Gatta V. Association of COMT, BDNF and 5-HTT Functional Polymorphisms with Personality Characteristics // Front. Biosci. (Landmark Ed.). 2021. Vol. 26, № 11. P. 1064–1074. DOI: 10.52586/5009
