Влияние генетики на формирование спортивной качества человека. Спортивная генетика

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

Что анализируется при молекулярно-генетическом исследовании?

Геном человека состоит из 3 миллиардов нуклеотидов (букв). В результате международного проекта «Геном человека» были расшифрованы все последовательности человека и обнаружено около 22 тысяч генов. В настоящее время известна функция примерно 20 тысяч генов. Но как сильно отличается генетическая информация разных людей?

Как эти различия проявляются у человека?

определяет его внешность, пол, наследственные заболевания (такие как муковисцидоз, гемофилия, фенилкетонурия и другие).

Набор генов конкретного человека предрасполагает (при воздействии соответствующих внешних факторов, таких как воспитание, питание, вредные привычки, образ жизни) к определенным чертам характера, способностям в различных сферах деятельности, к различным заболеваниям, к успехам в спорте, вредным привычкам и т.д.

Таким образом, анализируя вариации генов, функции которых известны, можно определить склонность человека к занятиям спортом, предрасположенность к различным заболеваниям. Так же можно определить вид спорта, в котором больше вероятность достичь успеха, рекомендовать диету, скорректировать тренировочной процесс, предупредить некоторые заболевания.

В настоящее время известно около 150 генов, которые в той или иной степени связаны со спортивной деятельностью. Замена всего лишь одной буквы в последовательности гена (это называется SNP-single nucleotide polymorphism) может влиять на выносливость, мышечную силу, быстроту реакции спортсмена, а так же повышать риск различных заболеваний, например, сердечно сосудистых, аллергий и множества других. На исследование таких SNP и направлен молекулярно .

Как проходит анализ?

Этап 1: Предварительная беседа с врачом генетиком. Вначале врач генетик собирает анкетные данные пациента, результаты лабораторного и функционального исследований, опрашивает на предмет перенесенных и имеющихся заболеваний, по результатам беседы и анкетирования определяет необходимый спектр генов для анализа.

Этап 2: Забор крови или слюны. Обычно для анализа берут кровь из вены. В некоторых могут взять буккальный эпителий (соскоб с внутренней стороны щеки) или слюну. Какой материал был взят для исследования значения не имеет, так как генетическая информация идентична в каждой клетке нашего организма.

Этап 3: Анализ ДНК на различные SNP. Из полученного материала выделяют ДНК. Далее выделенную ДНК исследуют на наличие различных SNP методом полимеразной цепной реакции. В основе этого метода лежит многократное увеличение копий исследуемого участка ДНК с последующим применением различных методик для визуализации варианта SNP.

Этап 4: Интерпретация результата. Суммируя данные анкеты, результаты генетического, лабораторного и функционального исследований, врач генетик составляет спортсмена, который содержит информацию об обнаруженных SNP и развернутый ответ о склонностях спортсмена к различным видам спорта, рисках некоторых заболеваний, рекомендации по диете и приему фармакологических препаратов.

Этап 5: Заключительная беседа с врачом генетиком. в ходе беседы поясняет результаты молекулярно генетического исследования и дает соответствующие рекомендации.

Самбо, хоккей, волейбол, футбол, плавание, художественная гимнастика… Каким видом спорта будет заниматься ребенок, родители начинают задумываться порой еще до его рождения. Главными аргументами обычно становятся личные нереализованные успехи родителей, попытка достичь более высоких результатов, чем у соседского мальчика Леши, или вовсе ближайший от дома дворец спорта, в котором что-нибудь да подойдет.

При этом родители не задумываются, что возможности у всех детей разные, настоящего успеха смогут достичь немногие. Дело здесь не только в том, что понравится самому ребенку (это, кстати, ключевой фактор), но и в том, какие физические нагрузки он способен выдержать, как формируются скелетная и мышечная масса, как проявляет себя организм в условиях гипоксии, наконец.

«Летидор» обратился к экспертам, чтобы выяснить, что такое спортивная генетика и как она может помочь родителям подобрать наиболее комфортный вид спорта для своего ребенка.

Наталья Беглярова, генетик, эксперт Центра молекулярной диагностики (CMD) ЦНИИЭ Роспотребнадзора

Что такое спортивная генетика

Спортивная генетика – отрасль медицинской генетики, которая помогает объяснить, как наследственные данные влияют на развитие спортивных талантов человека.

Наследственность может определять такие характеристики, как выносливость (кардиореспираторная и/или мышечная), скоростно-силовые качества (скорость, взрывная и абсолютная сила), развитие мускулатуры, способности к развитию тренированности и возможные проблемы (риск гипертрофии миокарда левого желудочка, сердечной недостаточности, нарушения ритма, заболевания мышц и скелета).

iconmonstr-quote-5 (1)

На основании результатов генетического анализа можно оптимизировать тренировочный процесс.

Это значит – выработать индивидуальные рекомендации по режиму и типу нагрузки, восстановлению после тренировок и соревнований, а также скорректировать питание в соответствии с нуждами спортсмена и проводить постоянный контроль потенциальных «спортивных» заболеваний сердечной мышцы.

Ставка на «не свой» вид спорта и неверный расчет сил могут привести к перенапряжению механизмов компенсации, замедленному восстановлению, ухудшению или приостановке спортивных результатов и, как следствие,к разочарованиям детей и родителей.

С какими генами «работает» спортивная генетика

Спортивная генетика нацелена на определение генетических маркеров, которые отличают успешных спортсменов определенных направлений от обычных людей. Вариант гена называется аллель. Ген кодирует белок либо задает его свойства, а уже непосредственно белки – основные функциональные компоненты организма.

Например, ген ACTN3 кодирует белок актинин, основной компонент мышечного волокна. Полиморфизмы – вариации «генетического кода», которые могут приводить к изменениям свойств, функции или даже прекращению выработки белка.

iconmonstr-quote-5 (1)

В настоящее время известно около 100 генов, от которых зависит предрасположенность к спортивным достижениям.

В их числе гены, отвечающие за выносливость, скорость и силовые качества, риск сердечно-сосудистой патологии, ограничение двигательной активности и некоторые другие.

Какие показатели включены в комплекс исследований

Итак, все гены, на которых фокусируются исследования по спортивной генетике, связаны с проявлением спортивных качеств. В различных лабораториях количество и список генов могут варьироваться.

PPARA отвечает за белок, который регулирует обмен липидов и глюкозы, контроль запасов энергии и массу тела.

iconmonstr-quote-5 (1)

Варианты этого гена могут повлиять на проявления выносливости.

PPARD Ответственен за повышение доли так называемых медленных мышечных волокон и выносливость. При этом, согласно многим исследованиям, вариация в этом гене имеет отношение к развитию «профессиональных» кардиологических заболеваний спортсменов – гипертрофии левого желудочка и ишемии, что может приводить к смерти.

Ген AMPD1 кодирует энергообеспечение скелетной мускулатуры при мышечном утомлении.

iconmonstr-quote-5 (1)

От него зависит, будет ли человек быстро утомляться, насколько эффективны нагрузки высокой интенсивности.

Вариации этого гена являются одной из основных причин метаболической миопатии и миопатии, к которым ведут нагрузки (при миопатиях наступает дистрофия мышц). Симптомы миопатии включают мышечную слабость, боли, судороги, парезы, а также неспособность выдерживать длительные физические перегрузки.

Вариации гена ACTN3 ведут к уменьшению числа быстрых мышечных волокон и ухудшению скоростно-силовых характеристик.

MSTN связан с ростом мышечной массы. Белок, который кодирует этот ген, при малом количестве способствует росту мышц, а при чрезмерной выработке, напротив, ведет к атрофии и потере массы тела.

При вариации в гене AGT у спортсменов повышается риск гипертензии, ишемической болезни и гипертрофии левого желудочка. Тем не менее, повышенный уровень кодируемого этим геном белка помогает строительству скелетных мышц, что может быть преимуществом для спортсменов, занимающимися силовыми видами спорта.

iconmonstr-quote-5 (1)

В таком случае атлет должен постоянно тренироваться под врачебным контролем.

Белок HIF1A играет решающую роль в адаптации организма к гипоксии (недостаток кислорода). Вариация гена может быть полезна спортсменам в тех видах спорта, где требуется как сила, так и выносливость, так как улучшает приспособление организма к условиям гипоксии.

Как выглядит заключение генетика

В заключении врача-генетика дается краткое объяснение каждого выявленного у пациента генотипа. Далее врач должен рассказать, как генотип связан с возможными заболеваниями или функциями организма. Из этого следуют рекомендации по профилактике, диагностике и возможным методам лечения (в этом необходимо участие лечащего врача).

В сумме, чем больше набор благоприятных аллелей (формы гена), тем выше шанс у человека развить в себе спортивные качества и достичь спортивных успехов в том или ином направлении.

iconmonstr-quote-5 (1)

Но для более точного определения предрасположенности к спорту стоит включить в обследование также антропометрию и функциональную диагностику.

Насколько объективно заключение

Не только большинство заболеваний, известных на сегодняшний день, но и физические данные зависят от комбинации факторов окружающей среды и генетической предрасположенности. И повышенный кардиориск как ограничитель спортивной карьеры – не приговор, это лишь знак того, что данного спортсмена нужно тщательно и регулярно обследовать и стараться не подвергать изнурительным нагрузкам. Повышенный риск того или иного состояния может никогда не реализоваться, а при правильных профилактических мерах и вовсе минимизируется.

Что касается предрасположенности к типу мышечных волокон и виду физической нагрузки, важно понимать, что генетическое заключение носит лишь рекомендательный характер, миру известны марафонцы с генетическим профилем «преобладания взрывной силы». Поэтому если ваш ребенок хочет заниматься футболом, а генетический профиль пророчит ему быть бодибилдером, не нужно пренебрегать желанием ребенка.

iconmonstr-quote-5 (1)

Некоторые лаборатории и вовсе не выдают данные об ассоциации с видами спорта, чтобы не ущемлять права детей.

Артем Петухов, тренер, двукратный чемпион Европы по грэпплингу, клуб «Groza»

*Может ли малыш, у которого от природы нет явно выраженных способностей, стать хорошим спортсменом *

Конечно же, да! Я начинаю тренировать детишек с 5 лет, при этом многие приходят и позже – в 9, 12 и 14. И если посмотреть на первые полгода обучения, то сразу видно, кто схватывает на лету, а кому нужно объяснять по 100 раз. Это зависит от природных данных и общего развития ребенка.

iconmonstr-quote-5 (1)

Но проходит год-два, и вперед вырываются более трудолюбивые и внимательные ребята. Способности потихоньку начинают уходить на второй план.

Более того, ребята начинают выступать на соревнованиях и зачастую проигрывают. Здесь в дело вступает характер – не бросить спорт, а снова прийти на тренировку и еще более усердно тренироваться.

К тому же даже у младшего возраста тренировки бывают тяжелыми, и дети с малых лет понимают, что только трудом можно чего-то добиться в спорте и жизни. Таким образом, например, из группы новичков 20 человек через годы остаются 5 детей, у которых есть характер и трудолюбие. Они справились с проигрышами, они выдержали тяжелые тренировки, поверили в себя и начали выигрывать.

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.

Спортивная генетика

Роль отечественных школ в развитии спортивной генетики

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.