Nauka i technika

Czy istnieje działający gen?

  • 14 grudnia, 2023
  • 12 min read
Czy istnieje działający gen?


„], „filter”: { „nextExceptions”: „img, cytat blokowy, div”, „nextContainsExceptions”: „img, cytat blokowy, a.btn, przycisk ao”} }”>

Wychodzisz za drzwi? Przeczytaj ten artykuł na temat nowej aplikacji Outside+ dostępnej już dla członków na urządzenia z systemem iOS! >”,”name”:”in-content-cta”,”type”:”link”}}”>Pobierz aplikację.

Czy wielkość można wytrenować, czy jest ona dziedziczona przez pokolenia silnych sportowców?

W wywiadzie z 2019 roku powiedział profesjonalny biegacz przełajowy i alpinista Kilian Jornet Fitness dla mężczyzn że jego zdaniem genetyka ma duży wpływ na jego zdolności sportowe, głównie ze względu na wysoki poziom VO2 max.

Z wynikiem 92, Jornet ma jeden z najwyższych wyników VO2 max w historii; Przekroczyła go jedynie garstka elitarnych sportowców, w tym amerykańska legenda kolarstwa Greg LeMond, amerykański kolarz wytrzymałościowy i narciarz nordycki z Norwegi Espen Harald Bjerke. Jednak Jornet przyznał również, że jego siła jako sportowca była więcej niż tylko odziedziczona: „Powiedziałbym, że tak, oczywiście, DNA mi pomogło, ponieważ mam wysoki VO2 max i dobrą regenerację, ale większość z nich nadal wymaga ciężkich treningów .”

Istnieje wiele badań, zarówno laboratoryjnych, jak i terenowych, które mogą pomóc sportowcowi przyjrzeć się jego naturalnym zdolnościom. Znajomość mocnych i słabych stron może zachęcić sportowców do dostosowania treningu do swoich potrzeb. Jednak więcej badania zgadzają się że trening i środowisko są najlepszymi wskaźnikami zdrowia i sukcesu w sporcie.

Michael Joyner, lekarz medycyny z Mayo Clinic, przez lata współpracował z wieloma sportowcami, zawodowymi i amatorami, aby zbadać rolę, jaką genetyka odgrywa na wynikach; mówi: „Trudno jest zidentyfikować konkretną zmienność genów, która powoduje te zjawiska. Mają niewielki efekt podczas zabawy z otoczeniem lub treningu, tworząc zmianę. Joyner mówi, że kiedy naukowcy zaczęli przyglądać się wariancjom genów, które mogą sprawić, że ktoś będzie sportowcem wytrzymałościowym lub siłowym, sądzono, że będzie ich tylko kilka, ale było to znacznie bardziej skomplikowane.

POWIĄZANE: Granice ultrarunningu

Genetyka w wydajności biegowej

Oprócz adaptacji, których można dokonać poprzez trening i środowisko, istnieje kilka czynników, z którymi dana osoba może się urodzić, a które promują naturalne zdolności w określonych dyscyplinach sportowych.

Maks. VO2

Maks. VO2 odnosi się do największej szybkości, z jaką organizm może wchłaniać tlen podczas ćwiczeń. W organizmie tlen przekształca się w energię, więc im więcej tlenu jest pompowane, tym szybciej i dalej może pokonać biegacz. Badanie z 2017 roku przeprowadzone przez BMC Geonomia doszli do wniosku, że co najmniej 97 zidentyfikowanych genów może przewidzieć VO2 max, prawdopodobnie przyczyniając się do 50% możliwości wyszkolenia pomiaru. W dalszej części badania stwierdzono, że korelacja między wysokim VO2 max a regularnymi ćwiczeniami sprawiła, że ​​wnioski z badania stały się mniej spójne i że konieczne będzie wprowadzenie dalszych kontroli w celu uzyskania dokładnych danych.

„Wielkie serce przepompuje więcej krwi” – ​​mówi Joyner. „Ale najlepszym sposobem pomiaru VO2 max jest przetestowanie go i zobaczenie, jak wzrasta w trakcie treningu”. Zgadza się z badaniem, że poszukiwanie konkretnych biomarkerów może być niejednoznaczne i poparte niewielką ilością gwarantowanych informacji. Dr Joyner twierdzi, że VO2 max można bardzo łatwo wytrenować i że wysiłek włożony przez sportowców zawsze przewyższy korzyści płynące z naturalnie wysokiego VO2 max. W badaniu opublikowanym przez Dziennik chirurgiczny Stwierdzono, że w ciągu 24 miesięcy niebędący elitarnymi sportowcami zaobserwowano aż do 50% poprawę VO2 max po trzech dniach biegania z tętnem 140 i podnoszenia ciężarów dwa razy w tygodniu.

Warto przeczytać!  Badania DNA ujawniają zaskakujące pochodzenie rdzennych Amerykanów

Próg mleczanu

Próg mleczanowy występuje, gdy poziom wysiłku przekracza możliwości organizmu i powoduje, że mięśnie odczuwają głód tlenu. Organizm wytwarza wówczas pirogronian (produkt metabolizmu beztlenowego) szybciej, niż jest w stanie go wykorzystać. Niezużyty pirogronian przekształca się w kwas mlekowy i kwasicę. Te dwie reakcje powodują wyczerpanie mięśni i mogą prowadzić do uczucia pieczenia. Kiedy próg mleczanowy jest wyższy, sportowiec może biegać szybciej lub mocniej przez dłuższy czas, zanim poczuje zmęczenie lub wypalenie.

Badanie z 2020 r. opublikowane w Biology of Sport odkryli, że gen MCT1 był powiązany z wyższym spożyciem tlenu i niższym poziomem mleczanu we krwi. Gdy sportowiec jest w stanie przyjąć więcej tlenu i dłużej utrzymywać energię mięśni, treningi i wyścigi mogą być łatwiejsze.

Włókna mięśniowe

Większość ludzi ma predyspozycje do posiadania włókien mięśniowych typu I lub II. Typ I, powszechnie nazywany wolnokurczliwymi włóknami mięśniowymi, zawiera więcej mitochondriów i mioglobiny, co czyni je naturalnie bardziej tlenowymi. Mięśnie wolnokurczliwe mogą wytrzymać stały wysiłek przez dłuższy czas. Z drugiej strony, włókna mięśniowe typu II, czyli szybkokurczliwe, są mocniejsze i silniejsze, ale męczą się znacznie szybciej. Mięśnie szybkokurczliwe opierają się na oddychaniu beztlenowym i są w pełni zasilane glukozą, w przeciwieństwie do mięśni wolnokurczliwych, które opierają się na tlenie.

Jest spekulacje naukowe że typy mięśni można dostosować poprzez specjalny trening. Na przykład używanie dużych ciężarów do ćwiczeń oporowych i szybkościowych może spowodować, że mięśnie przystosują się do pracy bardziej beztlenowej, podczas gdy trening polegający na dłuższych biegach w stałym tempie może spowodować, że mięśnie staną się bardziej aerobowe. Jednak odżywianie i potencjalne związki genetyczne mogą to utrudnić.

Fizjoterapeuta z Denver Ryan Wooderson, PT, DPT, OCS, który specjalizuje się w pracy ze sportowcami wytrzymałościowymi, twierdzi, że w świecie fitness popularne są rozmowy na temat adaptacji włókien mięśniowych. Woodson obawia się, że sformułowanie dotyczące ćwiczeń, obiecujące ludziom, że mogą budować szybkie lub wolne włókna mięśniowe, może wymagać wyjaśnienia.

„Jako profesjonaliści zajmujący się treningiem lub fitnessem musimy zwracać uwagę na to, jak rozmawiamy ze sportowcami na temat adaptacji mięśni” – mówi Wooderson. „Chociaż możemy nie być w stanie całkowicie zmienić rodzaju mięśni sportowca, możemy popracować z nim nad tym, jak radzi sobie z wybranym przez siebie sportem”.

POWIĄZANE: Fizjologia płaskowyżów treningowych

Ryzyko kontuzji

Niektórzy biegacze po prostu wydają się bardziej podatni na kontuzje. Były pewne wskazania że ryzyko obrażeń u danej osoby może opierać się na ilości kolagenu znajdującego się w organizmie. A dokładniej badanie w Brytyjski dziennik medycyny odkryli, że u sportowców, którzy doznali urazowego uszkodzenia ACL, występował niedobór genu kolagenu COL1A1. Jednakże badanie to wykazało również, że nie było znaczącego wsparcia.

Warto przeczytać!  Jak odkryto system podobny do CRISPR u eukariontów

„Większość badań wskazujących, że określone biomarkery pozwalają przewidzieć wystąpienie urazu, nie zakończyła się sukcesem” – mówi Joyner. Dodaje, że w profilaktyce kontuzji powinni uczestniczyć wszyscy sportowcy, więc brak wiedzy na temat predyspozycji nie jest konieczny do podjęcia działań.

Wysokość

Chociaż w większości świata nauk o sporcie wciąż jest miejsce na badania i zrozumienie, zidentyfikowano prawie każdy gen odpowiedzialny za wzrost. Naukowcy z Harvardu, MIT i Bostońskiego Szpitala Dziecięcego połączyli siły w ramach projektu Konsorcjum GIANTgdzie badano wszystkie sprawy wielkości człowieka.

W badaniu oszacowano że odziedziczone geny są w 80% odpowiedzialne za wzrost człowieka. Jednak w przewidywaniu należy wziąć pod uwagę inne geny. Wzrost jest jednym z niewielu czynników, które mogą mieć wpływ na predyspozycje sportowca do uprawiania niektórych dyscyplin sportowych i których nie można zmienić. Joyner wyjaśnia, że ​​wyższy sportowiec wytrzymałościowy może odnosić większe sukcesy w wioślarstwie lub pływaniu, podczas gdy mniejszy sportowiec może odnosić większe sukcesy w biegach długodystansowych lub jeździe na rowerze.

POWIĄZANE: Jak trenować, aby osiągnąć długoterminowy sukces

Czy potrafisz się dostosować?

Trening a genetyka

Podobnie jak w przypadku ludzkiego argumentu behawioralnego dotyczącego natury i wychowania, trening i genetyka mają koordynację, którą trudno rozdzielić. Chociaż trening może mieć największe znaczenie, możliwy do wytrenowania potencjał wpływa na zaangażowanie i podejście sportowca do treningu.

Joyner twierdzi, że oprócz wzrostu większość cech wpływających na naturalne zdolności sportowe można uwarunkować. „Dobry, konsekwentny trening zawsze będzie przyćmiewał naturalne zdolności, jeśli chodzi o bycie dobrym sportowcem wytrzymałościowym” – mówi, wyjaśniając, że poprawa VO2 max i progu mleczanowego ma więcej wspólnego z zwiększony mitochondria mięśniowe. Mitochondria powstają w wyniku angiogenezy podczas długotrwałego treningu aerobowego.

Wooderson zwraca również uwagę, że znajomość istniejących mocnych stron i barier fizycznych przynosi ogólną korzyść. „Jeśli chodzi o schorzenia takie jak choroby przewlekłe lub choroby autoimmunologiczne, istnieje duża niepewność co do tego, jak sportowiec powinien trenować”. Wyjaśnia, że ​​zmienne reakcje na ćwiczenia mają ogromny wpływ na sportowca i nie podlegają tak łatwo uwarunkowaniom.

POWIĄZANE: Wzmacnianie się jest dobre dla mózgu, nawet jeśli nie przybierasz na wadze

Względy środowiskowe

Środowisko jest tak samo ważne jak genetyka. . Może to mieć wpływ zarówno na wybór sportu, jak i na to, jak mogą się rozwijać.

Joyner, który ma 180 cm wzrostu, wyjaśnia, jak środowisko wpływa na rozwój sportowy.

„Gdybym dorastał na wschodnim wybrzeżu lub w szkole przygotowawczej, zachęcano by mnie do uprawiania wioślarstwa” – mówi. „Zamiast tego, ponieważ dorastałem w Tuscon w Arizonie i byłem sportowcem wytrzymałościowym, zacząłem biegać, bo to była jedyna opcja”.

Joyner wyjaśnia, dlaczego jest to ważne w świecie elitarnym lub zawodowym, wyjaśniając, że większość czołowych biegaczy długodystansowych pochodzi z krajów Afryki Wschodniej; chociaż narciarstwo klasyczne nie różni się zbytnio od biegania, fakt, że ci najlepsi sportowcy nie dorastali w środowisku, w którym pada śnieg, powoduje, że nie mają oni możliwości rozwoju w tym sporcie. Gdyby sportowcy dominujący w biegach długodystansowych mogli w młodym wieku poruszać się po śniegu, mogliby również odnieść sukces w narciarstwie biegowym.

Warto przeczytać!  Edycja genetyczna idealnych genów o małej wielkości ziaren umożliwia w pełni zmechanizowaną hybrydową hodowlę ryżu

Podobnie dzieci, którym nie zapewniono narzędzi umożliwiających rozwój w sporcie – czy to ze względu na zdolności genetyczne, zasoby ekonomiczne, wsparcie kulturowe, czy też zdolność prowadzenia pojazdu i trening – rzadziej będą szukać tego sportu w wieku dorosłym. Badanie opublikowane w Granice w sporcie i aktywnym życiu odkryli, że młodzi sportowcy odnosili największe sukcesy, gdy mieli wsparcie ze strony środowiska, takiego jak zaangażowani rodzice lub zaangażowany trener.

W miarę jak sportowcy wkraczają w dorosłość, stresory środowiskowe mogą w dalszym ciągu utrudniać odpowiedni trening. Woodson, który współpracuje z większością dorosłych sportowców wytrzymałościowych, wyjaśnia, że ​​dostęp do treningów i możliwość ich wykonywania to dwie największe bariery w treningu. „Ludzie często myślą, że szkolenie musi wyglądać w określony sposób lub odbywać się w określonym miejscu; mówienie o tym perfekcjonistycznym myśleniu może naprawdę pomóc ludziom w treningu pozwalającym wykorzystać ich pełny potencjał”.

Badania z Uniwersytet Harwardzki Popiera to twierdzenie, uznając miejsce zamieszkania ludzi i ich społeczności społeczne za wpływ na zdrowie i sprawność fizyczną. W artykule przytoczono, że posiadanie aktywnej rodziny, społeczności zawodowej oraz okolicy lub miejsca pracy z dostępem do przestrzeni na świeżym powietrzu lub siłowni zwiększa prawdopodobieństwo prowadzenia aktywnego trybu życia.

Jeśli chodzi o siłę genetyczną i naturalne zdolności, środowisko może być głównym czynnikiem pozwalającym osobie odkryć swój potencjał sportowy i konsekwentnie trenować.

POWIĄZANE: VO2 Max właśnie skończył 100 lat. Oto, co to oznacza.

Testowanie

Chociaż wciąż pozostaje wiele do nauczenia się na temat tego, jakie geny wpływają na potencjał sportowy, istnieją testy, które pozwalają dowiedzieć się więcej o wartościach wyjściowych i rozwijać mocne strony, jednocześnie doskonaląc słabe.

Testy polowe

W wielu genetycznych ustawienia badawczewykonuje się biopsję mięśni, aby dowiedzieć się więcej o strukturze genetycznej i adaptacjach sportowca. Jednak nie zawsze jest to dostępne lub konieczne.

„Jeśli chodzi o rodzaj treningu lub warunki, w jakich sportowiec będzie się rozwijać, wiele organizacji, które starają się przewidywać, prawie wszystkie korzysta z testów terenowych” – mówi Joyner. Podaje przykład pomiaru skoku pionowego w celu ustalenia, czy dana osoba jest dobra w sportach siłowych.

Testy laboratoryjne

Testowanie VO2 max i progu mleczanowego w laboratorium może również przynieść korzyści sportowcom, niezależnie od tego, czy są oni predysponowani do korzyści genetycznych, mówi Woodson. „Testy te mogą stać się punktem odniesienia dla szkoleń” – mówi. Wyjaśnia, że ​​trening można dostosować tak, aby poprawić słabe punkty, rozumiejąc, na jakim etapie znajduje się kondycja sportowca.

Chociaż większość genów wpływających na wyniki sportowe wciąż jest identyfikowana, istnieją zarówno wrodzone, jak i naturalnie występujące geny, które mogą wpływać na naturalne zdolności sportowca. Jednak największe ulepszenia i adaptacje można wprowadzić poprzez konsekwentne szkolenie.


Źródło