Спортивная генетика. Полиморфизмы генов, обуславливающие выносливость. Как можно использовать эти данные

Спортивная генетика – новая эра в изучении человеческих возможностей

Сложно переоценить пользу спорта в жизни современного человека. Все больше жителей душных мегаполисов отдают предпочтение активному образу жизни, как источнику здоровья и долголетия. Однако, среди многообразия всевозможных видов спорта, очень важно выбрать такую степень физической нагрузки, которая подойдет именно Вам. Продуктивность спортивных занятий во многом зависит от индивидуального набора генетических способностей личности, заложенного природой.

Каждый заботливый родитель хочет, чтобы его ребенок был здоров, физически развит и активен. Поэтому вопрос выбора спортивной секции для детей актуален во многих семьях. При этом довольно сложно предугадать, какие физические нагрузки сможет вынести ребенок, как развивается его скелет и мышечная масса и, наконец, какой спортивный потенциал заложен в нем от рождения?

На эти вопросы можно получить развернутые ответы благодаря современной науке, а именно спортивной генетике. Простой ДНК-тест поможет определить предрасположенность к определенным видам спорта, а также минимизировать риск развития различных заболеваний и травм, связанных с физическими нагрузками.

Что такое спортивная генетика?

Существуют наследственные характеристики, которые могут определить отношение человека к занятиям спортом. К ним относятся:

выносливость (сердечная и мышечная);
скорость и сила;
степень развития мускулатуры;
восприимчивость к тренировкам;
риски возможных заболеваний (сердца, мышц, костной ткани).

Спортивная генетика - это отрасль медицины, разъясняющая, как вышеперечисленные характеристики, влияют на спортивные достижения человека.

При помощи генетического анализа можно оптимизировать процесс тренировок и восстановления, определить систему питания, в соответствии с ежедневной энергозатратностью.

Что определяет результат теста по спортивной генетике?

Человеческий организм насчитывает около 25 различных генов, отвечающих за спортивные успехи. Рассмотрим наиболее значимые из них:

PPARA –ген, контролирующий содержание белка в организме. Этот показатель отвечает за уровень энергии и массу тела человека.
PPARD – ген, ответственный за состояние мышечной массы и выносливость.
AMPD1 – заниженные показатели этого гена, определяют предрасположенность к повышенной утомляемости и дистрофии мышц.
ACTN3 – показатель, напрямую связанный с силой и скоростью спортсмена.
AGT – ген, помогающий организму выстраивать мышечный скелет. Высокий уровень AGTпредполагает наличие способностей к силовым видам спорта.
HIF1A – белок, определяющий возможность организма адаптироваться к недостатку кислорода (гипоксии). Этот показатель особенно важно учитывать при занятиях соответствующими видами спорта: плаванием, альпинизмом.

Кому необходимы тесты по спортивной генетике?

практикующим спортсменам – людям, которые регулярно подвергаются интенсивным физическим нагрузкам, особенно важно отслеживать генетические показатели, определяющие дальнейший потенциал и риск возможных заболеваний;
специалистам в профессиональной деятельности – пожарные, спасатели, сотрудники силовых структур и правоохранительных органов, все те, кто несет службу по защите и обеспечению безопасности граждан, обязаны быть уверены в уровне своих физических возможностей.
детям в начале своего спортивного пути – индивидуально подобранный характер физических нагрузок, обеспечивает не только продуктивные тренировки и высокие достижения, но и радость от спортивных занятий, к которым ребенок предрасположен генетически.

спортивный генетический паспорт.
ДНК тест проводится врачом-генетиком в Лаборатории-партнере (Россия). Срок проведения ДНК анализа: 2 недели с момента получения образцов Лабораторией.

Какие гены тестируются

В состав комплекса входят:
1. Генетические маркеры предрасположенности к определенным видам спорта:
- гены, ассоциированные с преобладанием «быстрых» и «медленных» мышечных волокон
- гены, отвечающие за метаболизм инсулина и энергетический обмен в мышцах
- гены, отвечающие за снабжение мышц кислородом, устойчивость к гипоксии
- гены костной системы (обмен кальция)

2. Риски для здоровья связанные с физической работой. Позволяют оценить риск развития сердечно-сосудистых осложнений при высоких нагрузках – кардиомиопатия, риск внезапной смерти, артериальная гипертензия, тромбоэмболические осложнения при травмах.

3. Гены, отвечающие за обмен веществ (рацион питания, энергетические пищевые добавки, лекарства, риск спаечных процессов).
Исследование позволит дать рекомендации по выбору спортивного профиля, комбинации физических нагрузок. Определит характер необходимого медицинского наблюдения, особенности диеты, рекомендации по реабилитации при возникновении травм.

Кому необходим анализ?

Спортивная Генетика. Для чего это нужно?

Благодаря генотипу, который человек получает от своих родителей, определяются особенности организма, то, как будет выглядеть человек.

Набор генов остается постоянным на протяжении всей жизни. Помимо внешних особенностей человека, генотип определяет, также особенности метаболизма человеческого организма.

Если изменить генотип невозможно, то по крайней мере можно зная особенности своего организма, можно для достижения наилучших результатов в спорте скорректировать питание, подобрать наиболее эффективные спортивные тренировки и т.д.

Спортивная генетика включает в себя комплекс знаний, которые включают изучение всех особенностей человеческого организма, его строение, а также характерный для этого организма обмен веществ.

Благодаря исследованиям по изучению строения ДНК – эти знания стали применимы для спортсменов и людей, которые следять за своим образом жизни. Благодаря спортивному Генетическому Паспорту, можно с уверенностью сказать каких спортивных успехов достигнет человек. Как ему лучше распределить усилия и на что обратить внимание при занятиях спортом.

Для спортсменов-профессионалов.

Для спортсменов, которые занимаются спортом профессионально, генетика поможет:

- откорректировать режим тренировки и предложить более безопасный режим;
- откорректировать систему питания, прием дополнительных препаратов;
- минимизировать возникновение возможных травм;
- спрогнозировать потенциал спортсмена в конкретном виде спорта.

Родители, с помощью спортивного паспорта, смогут выбрать оптимальный вид спорта для своего ребенка, к каким спортивным тренировкам у ребенка предрасположенность и не принесет ли вред занятия спортом здоровью.

Какой вид спорта подойдет вашему ребенку

Заботливые родители стремятся к тому, чтобы их дети гармонично развивались, получили достаточный багаж знаний и умений, которые помогут им добиться успеха во взрослой жизни. Один из вариантов карьеры – это профессиональный спорт. Добиться успехов в этой сфере можно, если приступить к занятиям в детстве. У родителей, которые прочат своему ребенку спортивное будущее, возникает вопрос, какой вид занятий станет для него наиболее перспективным.
Дети не всегда точно знают, чем хотят заниматься, или предпочтения родителей и ребенка могут не совпадать с его природными наклонностями и способностями. Сегодня наука готова помочь с важным жизненным выбором! Заниматься спортом, в котором нет серьезных перспектив, можно, если такие занятия направлены лишь на гармоничное развитие ребенка, поддержание его физической формы, а не на достижение результата.

Генетика – это наука о наследственности, которая в последние десятилетия активно развивается. В ходе этого процесса появилось большое количество ее прикладных разделов, в том числе, и спортивная генетика. Она тесно переплетается с медицинской генетикой и изучает наследственные факторы спортивной деятельности человека.
Генетический анализ выявляет природные способности ребенка к проявлению силы, скорости, выносливости. Результат основывается на исследовании генов, которые отвечают за работу сердца и сосудов, энергетический обмен, строение мышечной ткани. Сделанные выводы помогут выбрать для ребенка именно тот вид спорта, который соответствует его особенностям. Тренеру они помогут подобрать оптимальные нагрузки, разработать индивидуальную схему тренировок для достижения высоких результатов.
Спортивная генетика выявляет и высокий риск развития различных патологий. При наличии у ребенка такой предрасположенности занятия некоторыми видами профессионального спорта будут опасны для его здоровья.

Генетическая предрасположенность – мифы и правда

Решение отдать ребенка в профессиональный спорт необходимо принимать ответственно, взвесив все за и против. Спортивная генетика поможет с выбором вида занятий, определением допустимых нагрузок, индивидуальной оптимизации тренировок в каждом конкретном случае.
Важно понимать, что генетическая предрасположенность не гарантирует, что ребенок обязательно станет чемпионом. Достижения зависят от его мотивации и трудолюбия, таланта тренера и многих других факторов. Но и пренебрегать природными способностями нельзя. Родителям начинающего спортсмена генетический анализ дает много необходимой информации. Это целесообразность занятий спортом на профессиональном уровне, выбор их вида, профилактика появления заболеваний высокого риска, коррекция рациона питания. Тренеру анализ генетической предрасположенности поможет определиться со спортивной специализацией подопечного, оптимизировать тренировочный процесс.
Современные лабораторные исследования характеризуются высокой точностью и информативностью, а сдача анализов занимает минимум времени. Предлагаются готовые профили, в которых анализируются определенные гены. На руки выдается интерпретация их результатов, которая содержит развернутый ответ на все поставленные родителями юного спортсмена вопросы (предрасположенность к видам спорта, риски появления заболеваний, рекомендации по рациону питания и прочее). Подробную информацию и дополнительные рекомендации родители получат в ходе беседы с врачом-генетиком.

Для определения генетических предрасположенностей к занятию тем или иным видом спорта может быть полезно данное исследование:
код № 180034

Пословица «Чемпионами становятся, а не рождаются» безнадёжно устарела. Талант, а точнее, предрасположенность к конкретным видам спорта теперь можно выявить с помощью генетики .
Только 7 человек на 100 тысяч - носители максимально подходящего для спорта комплекса генов, говорит доктор биологических наук Владимир Ильин.

Елена Самолюк уже восемь лет пытается подобрать сыну вид спорта. Поначалу она, как и большинство других родителей, отдавала ребёнка в те секции, которые нравятся ей. Затем старалась прислушиваться к пожеланиям отпрыска. Но всё тщетно. «Танцы, водное поло, карате, футбол, баскетбол — куда его только не водили, — рассказывает Елена. — Но вскоре сыну или надоедало, или мало что получалось». Владу недавно исполнилось 14, из-за постоянных поисков он уже не успеет сделать профессиональную карьеру в спорте. «Жаль, он ведь очень энергичный и трудолюбивый парень», — расстроено вздыхает Елена.

У большинства людей заложен средний уровень двигательной активности, объяс-
няет доктор биологических наук Владимир Ильин. Лишь 7% имеют очень высокий показатель, они предрасположены к спорту. Но только 0,07%, то есть 7 человек на 100 тысяч — прирождённые таланты, носители максимально подходящего комплекса генов. «По степени вероятности получить прирождённый спортивный талант соизмеримо с выигрышем в лотерею», — отмечает Ильин. Другими словами, эти семеро человек, потенциально способных стать новыми Бубками, Кличко или Шевченко, скорее всего, даже не подозревают о своих возможностях, работая менеджерами, водителями и кондукторами. Научившись выявлять таких ребят и подсказывая определённый вид спорта таким, как Влад, можно избежать зря потерянного времени в спорте, огромных расходов родителей и возможного вреда здоровью ребёнка. А главное — вывести спортивную селекцию на максимально эффективный, невиданный ранее уровень.

Код спортсмена
Выявить предрасположенность к спорту и конкретным видам можно было и прежде, но сложно и болезненно. «К примеру, Германия и Китай раньше активно использовали биопсию при отборе спортсменов, — рассказывает Руслан Кропта, бывший спортсмен, мастер спорта международного класса по академической гребле и доцент кафедры биологии спорта Национального университета физкультуры. — Фактически это операция — проба мышечной ткани и анализ на соотношение красных/белых волокон, показывающие способность организма к выносливости или скоростно-силовым нагрузкам». Анализ антропометрических и функциональных показателей (рост, вес, пропорции тела, размер сердца и т. п.) тоже могут подсказать оптимальный для ребёнка вид спорта. Но генетика позволяет определять точнее и уже с младенчества.

О практическом использовании анализа ДНК в спортивной селекции заговорили лишь несколько лет назад, когда учёные открыли более 200 генов, имеющих прямое или косвенное отношение к спорту. Из них 34 принято считать самыми показательными. «Разумеется, нет гена боксёра или пловца. Но есть набор генов, предрасполагающих к повышенной гибкости, быстроте, силе или выносливости», — объясняет Владимир Ильин. Эти три показателя — основа практически каждого индивидуального вида спорта. И по степени предрасположенности к ним можно определить, какой именно вид подходит ребёнку больше остальных. Командные виды, в частности футбол, советовать сложнее — здесь востребованы не только все виды физических качеств, но и умение взаимодействовать с партнёрами.

Всецело полагаться на результат анализа ДНК нельзя. «Точность исследований колеблется на уровне 60-70%, слишком многое пока не изучено», — признаётся Ильин. Но даже если бы учёные предоставляли абсолютные данные, это ещё не гарантировало бы результат. Человек не может ставить рекорды только благодаря генам — заложенные природой способности необходимо развивать. И наоборот, спортсмену необязательно быть одарённым, чтобы добиться успеха. К примеру, олимпийскому чемпиону 1980 года и изобретателю современного способа прыжка в высоту Дику Фосбери, согласно генетическим данным, этот вид спорта вообще не подходит. Настойчивость и упорная работа способны победить генетику.

Ген-паспорт
Лаборатории, предоставляющие так называемый генетический паспорт спортсмена, сейчас появляются по всему миру. Эта технология стремительно развивается в Китае и Англии. Италия не спешит за лидерами, но за последний год анализ ДНК на предрасположенность к спорту здесь заказали более 5000 человек. В Белоруссии генетическое исследование начинающих профессиональных спортсменов стало законодательным требованием. А родители, которые только планируют приучать своё чадо к спорту, могут заказать анализ даже на сайтах групповых покупок с 60-процентной скидкой.

Украинцам, желающим определить спортивность своих детей, прежде могли помочь лишь зарубежные лаборатории. Спортивная генетика игнорируется на государственном уровне, а част-
ные медицинские центры, специализирующиеся на анализе ДНК, пока не спешат расширять ассортимент услуг «спортивным» тестом. «Они имеют всё необходимое оборудование, нужны лишь специальные препараты и соответствующие кадры», — говорит Владимир Ильин. Но, по мнению доктора биологических наук, коммерческое развитие спортивной генетики в Украине — вопрос времени. Это ещё малоизвестная сфера, поэтому и спрос небольшой.

Пока в нашей стране работает только одна лаборатория, официально предлагающая проведение анализа на определение вида спорта. По крайней мере так утверждают в одесской «Гермедтех». «Мы занимаемся генетическими паспортами спортсменов с 2012 года. Спрос постоянно растёт, провели уже около сотни анализов», — рассказывает биолог-генетик Елена Бахчеван. Расценки одесской лаборатории сопоставимы с зарубежными — 3000 грн. за полный анализ (34 гена) и 500 грн. за минимальный (3 гена). Проба берётся мазком с внутренней стороны щеки, её можно отправить по почте. И спустя 10 дней получить заключение — генетический паспорт. Оценив перспективы новой сферы, лаборатория уже начала создавать систему селекции, налаживая сотрудничество с профессиональными клубами и спортивными школами.

Сергей Болотников

Спортивная генетика

Спорти́вная гене́тика - направление генетики , изучающее геном человека в аспекте физической (в частности - спортивной) деятельности. Впервые термин «генетика физической (или двигательной) деятельности» (Genetics of Fitness and Physical Performance) был предложен Клодом Бушаром в году. Тогда он опубликовал два обзора в одном номере журнала «Exercise and Sport Science reviews» , где представил обобщающие факты, во-первых, об индивидуальных различиях в ответ на физические нагрузки, во-вторых, о наследуемости многих физических, физиологических и биохимических качествах, вовлеченных в процесс физической деятельности.

Роль отечественных школ в развитии спортивной генетики

Ещё задолго до официального становления спортивной генетики, на базе ВНИИФК в 1972 году возникла Лаборатория спортивной антропологии (впоследствии названная «Лаборатория спортивной антропологии, морфологии и генетики») по инициативе Э.Г. Мартиросова , который и возглавлял её в течение последующих 20 лет. Он основал направление и создал школу спортивной антропологии. Основные направления исследований лаборатории традиционно были связаны с разработкой медико-биологических критериев и методов диагностики одарённости в системе отбора и подготовки перспективных спортсменов.

В последние годы в этой лаборатории в поиске генетических маркеров функционального статуса широко проводятся дерматоглифические исследования [Абрамова, 1995].

В целом в стране развивалась генетика физической деятельности без использования молекулярных методов, а генетическими маркерами предрасположенности к физической деятельности считались группы крови, тип телосложения, дерматоглифы, состав мышечных волокон, тип сенсомоторных реакций и другие фенотипические признаки [Никитюк, 1978; Москатова, 1992; Сергиенко; 1990; Абрамова; 1995]. Наследуемость физических качеств также активно изучалась с использованием близнецовых методов [Шварц, 1991].

Совершенно новой эпохой в российской истории генетики физической деятельности можно считать конец 90-х годов , когда возникла возможность применения молекулярно-генетических методов в выявлении генетической предрасположенности к выполнению физических нагрузок различной продолжительности и направленности. В 1999 году петербургские учёные из (обеспечение лабораторной деятельности) и СПб НИИ физической культуры (обеспечение исследуемыми выборками) приступили к совместным исследованиям по выявлению ассоциации полиморфизма гена ACE с физической работоспособностью у высококвалифицированных спортсменов.

В 2001 году в секторе биохимии спорта СПбНИИФК под руководством проф. В.А. Рогозкина была организована первая в России специализированная лаборатория спортивной генетики, использующая молекулярные методы, а в 2003 году произошло официальное формирование группы спортивной генетики.

В России спортивной генетикой также занимаются в лаборатории молекулярной генетики Казанского государственного медицинского университета (Казань; руководитель - д.м.н. Ахметов И.И.), на кафедре генетики Башкирского государственного педагогического университета (Уфа; руководитель - д.б.н. Горбунова В.Ю.), а также в НИИ олимпийского спорта Уральского государственного университета физической культуры (Челябинск; руководитель - д.б.н. Дятлов Д.А.).

Примечания

Ссылки

1. Карта генов человека, ассоциированных с физической активностью
3. Обзор "Молекулярная генетика спорта: состояние и перспективы"

Литература

1. Genetics of Fitness and Physical Performance. Bouchard C., Malina R.M., Perusse L. 1997. 408 pp.
2. Спортивная генетика. Учебное пособие. Сологуб Е.Б., Таймазов В.А. 2000. 127 с.
3. Основы спортивной генетики. Учебное пособие. Сергиенко Л.П. 2004. 631 с.
4. Genetics Primer for Exercise Science and Health. Roth S.M. 2007. 192 pp.
5. Молекулярная генетика спорта. Монография. Ахметов И.И. М.: Советский спорт, 2009. 268 с.
6. Genetic and Molecular Aspects of Sports Performance. Bouchard C. & Hoffman E.P. 2011. 424 pp.
7. Exercise Genomics. Pescatello L.S. & Roth S.M. 2011. 267 pp.

Анализируя результаты крупных мировых соревнований и не лучшие для России итоги Олимпийских игр в Пекине в августе 2008 года, становится очевидным, что необходима модернизация медико-биологического обеспечения спортивной деятельности с использованием современных научных достижений на всех уровнях и во всех регионах России.

В первую очередь это касается молекулярно-генетических технологий, с использованием которых многие спортсмены, тренеры и организаторы спорта связывают дальнейший прогресс спортивных достижений и успехи спортивной науки.

Применение современных молекулярно-генетических методов позволяет выявить индивидуальные особенности организма человека. Поэтому генетическое тестирование на любом этапе спортивной подготовки может дать первичную информацию тренерам для более рационального подбора кандидатов и индивидуальных программ тренировки спортсменов. Немаловажное значение имеет и разработка индивидуального подхода к восстановлению формы спортсмена после соревнований и периода усиленных тренировок. Известно, что разные люди по-разному и с разной скоростью воспринимают тренировочные нагрузки. Кому-то свойственна быстрая адаптация, кто-то восстанавливается медленнее. Большинство этих процессов так или иначе связано с индивидуальными генетическими особенностями организма.

Многочисленные исследования свидетельствуют об индивидуальных способностях человека к выполнению различных физических упражнений, о наследственной предрасположенности к тем или иным видам спорта . По мере углубления знаний о молекулярной структуре генома человека и благодаря расшифровке первичной ДНК- последовательности стал возможным направленный поиск генетических маркеров предрасположенности к развитию и проявлению физических качеств. В настоящее время имеется информация почти о 150 различных генах, контролирующих физические способности человека, важных для правильного занятия фитнесом и для отбора потенциально перспективных кандидатов для профессионального спорта .

Стремительный рост данных о генетических маркерах физических способностей человека закладывает основы принципиально новой системы медико-генетического обеспечения физической культуры и спорта - спортивной генетики, которая позволит поднять эту важную сферу жизнедеятельности человека на более высокий уровень. Именно спортивная генетика ускорит внедрение в практику достижения предиктивной и индивидуальной медицины, позволит активно планировать и своевременно корректировать тренировочной процесс .

Возможно, будет полезно почитать: