Генномотивированные чемпионы

Наталия Мазурик, STRF.ru

Есть надежда, что на Олимпиаде в Сочи российская сборная побьёт все рекорды по золотым медалям. Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры и спорта вместе с НПФ «ДНК-Технология» и НТЦ «ТехноМед» создают уникальные технологии, с помощью которых спортсменов можно будет буквально программировать на победу. Сегодня уже доказано, что спортсмены-чемпионы обладают уникальными качествами, которые определяются в том числе и их генотипом. Учёные пытаются выяснить, от каких факторов зависят их способности и можно ли спрогнозировать достижение конкретным человеком высоких спортивных результатов.

Весной прошлого года стартовал проект «Новые технологии улучшения жизнеобеспечения на основе результатов комплексного обследования спортсменов», реализуемый в рамках ФЦП Министерства образования и науки. Цель проекта — больше узнать о потенциале и пределах возможностей не только выдающихся спортсменов, но и обычных людей. По итогам проекта будет разработан комплекс методик повышения работоспособности с учётом индивидуальных генетических особенностей.

Ген победы

Специалисты Института физкультуры и спорта изучают состояние сердечно-сосудистой и центральной нервной системы организма спортсменов, энергетические механизмы, анализируют биохимический состав крови и генетические параметры. Данные, полученные в состоянии покоя, сопоставляются с теми, что фиксируются в момент наибольшей физической активности. Полученная в результате общая картина позволяет сделать вывод, какие факторы и в какую очередь определяют спортивную успешность. На основе этого анализа для каждого спортсмена разрабатываются конкретные рекомендации, следуя которым он может повысить свою работоспособность и максимально использовать резервы организма.

«Наш проект прежде всего рассчитан на профессионалов. Но рекомендации можно будет распространить и на более широкие слои населения, чтобы повысить качество жизни обычных людей, — рассказывает Павел Квашук, первый заместитель директора ВНИИ физкультуры и спорта. — Исследования должны вывести нас на совершенно новый уровень знаний о человеке. Задача максимум — научиться определять потенциальные возможности каждого человека, чтобы в самом раннем возрасте выявлять физические задатки и склонности ребенка. Таким образом можно будет определять, кто в силу природных данных способен достичь успеха в профессиональном спорте, а кому стоит ограничиться физкультурой, чтобы не навредить здоровью. Мы будем разрабатывать оздоровительные направления, с помощью которых человек сможет достичь такого физического состояния, которое для него наиболее комфортно. Ведь у каждого из нас сугубо индивидуальные резервы и возможности. И нельзя требовать от своего организма больше того, что в нём заложено. Иначе можно попросту подорвать силы».

Исследования в рамках проекта помогут разработать систему отбора претендентов не только для спортивной среды, но и для других профессий, связанных с повышенными требованиями к определённым физическим и психоэмоциональным качествам человека, например, военных, спасателей, врачей скорой помощи.

Гении спорта в каждом из нас

Одно из главных направлений проекта — генетический анализ. Учёные пытаются выяснить, чем ДНК успешного спортсмена отличается от ДНК обычного человека. Справиться с этой непростой задачей поможет банк ДНК выдающихся спортсменов, который уже начали собирать.

Наталья Малюченко, доцент кафедры биоинженерии биофака МГУ полагает, что учёных ждут интересные открытия: «Наша лаборатория проводит анализ по так называемым генетическим мАркерам — признакам, которые ассоциированы со спортивной успешностью. Известно, что успеху сопутствуют выносливость, сила и такие психоэмоциональные качества, как высокое стремление к победе, спортивная злость, некоторые виды агрессии, пониженный уровень тревожности. Мы исследуем эти качества и частотное распределение генетических вариантов в ДНК элитных спортсменов и обычных людей. Превалирование какого-то варианта у спортсменов-профессионалов даёт основание предположить, что этот ген важен для спорта. Хочу отметить, что данные анализа ДНК спортсменов мы будем рассматривать отнюдь не как что-то единое целое, поскольку игровые, циклические и сложно-координационные виды спорта требуют различных качеств и способностей».

Заключительная стадия генетического анализа — исследование биохимических параметров спортсменов. Существует около сотни показателей, которые учёные подробно изучают. «Мы анализируем содержание в крови спортсменов тех или иных компонентов в разные периоды их жизни: в период тренировочного процесса, перед ответственными соревнованиями, во время самого соревнования и после него, — рассказывает Наталья Малюченко. — На основе этого анализа делаются выводы, какие спортивные качества определяются генетической компонентой, а для каких важны и факторы среды. Мы уже выяснили, например, что существует “полезная спортивная агрессия”, которая помогает преодолевать трудности и добиваться успеха. Это качество на 50—70 процентов определяется наличием соответствующих генов. А коэффициент наследуемости показателей сердечно-сосудистой системы достигает 90 процентов».

Если коэффициент наследуемости того или иного качества составляет 80—90 процентов, специалисты лаборатории досконально разбираются, какие гены отвечают за их формирование, чтобы заранее спрогнозировать потенциальные возможности организма. «Когда речь идёт о большом спорте, обязательно нужно принимать во внимание генетические данные, потенциал, заложенный в человеке: показатели физической силы, выносливости, стрессоустойчивости. С помощью этих данных можно спрогнозировать возможные заболевания, что тоже немаловажно. Если, например, ребенок склонен к агрессиям, фобиям, не нужно их усугублять — в секцию бокса его отдавать уж точно не стоит», — считает Павел Квашук.

Уникальные технологии плюс новый прибор

По итогам проекта будет разработан комплекс методик повышения работоспособности и возможностей самовосстановления, учитывающих индивидуальные генетические особенности человека. Шанс опробовать эти методики на практике у учёных появится практически сразу же: «К Олимпиаде в Сочи мы разработаем для спортсменов нашей сборной конкретные рекомендации, с помощью которых они смогут добиться прекрасных результатов», — резюмирует Наталья Малюченко.

Техническим результатом работы станет уникальный прибор, предназначенный для проведения в кратчайшие сроки генетического анализа.

Его разработкой занимается НПФ «ДНК-Технология», где уже создан макет прибора, сконструированы отдельные ключевые модули. В 2009 году предполагается начать широкомасштабное обследование российских спортсменов.

Известно, что генетические особенности в значительной мере определяют возможности спортcмена. Вот лишь несколько примеров исследований на эту тему:

Российские учёные из лаборатории спортивной генетики Санкт-Петербургского НИИ физической культуры провели генеалогический анализ семьи, в которой все представители по мужской линии профессионально занимались футболом. На основании данных этого анализа и генетического тестирования футболистов было сделано предположение, что как минимум три генетических маркера являются значимыми для наследственной предрасположенности к занятиям футболом. Это аллели PPARA C, UCP2 Val и VEGF 634C, влияющие на энергетику мышечной деятельности и обеспечение скелетных мышц и миокарда кислородом.

***
Российские и американские учёные определили полиморфизмы генов, влияющие на мышечную массу и силу, а также на рельефность мышечных групп. Было установлено, что преимущества в развитии силы и приросте мышечной массы даёт наличие следующих аллелей генов: ACTN3 R (высокие сократительные характеристики мышечных волокон, преобладание быстрых мышечных волокон), ACE I (оптимальный сосудистый тонус, возможность увеличения силы в семь раз, преобладание быстрых мышечных волокон), AMPD1 C (быстрое восполнение запасов АТФ при выполнении физических нагрузок), AR L (высокая концентрация эндогенного тестостерона в организме), MYF6 C (высокие анаэробные возможности), PGC1A Ser (высокие анаэробные возможности), PPARG Ala (повышенная утилизация инсулина), UCP2 Val (высокая метаболическая эффективность мышечной деятельности). У бодибилдеров также была обнаружена низкая частота генотипа XX по гену ACTN3 по сравнению с популяционными данными, что способствует активному продуцированию в мышечных волокнах белка альфа-актинина, способствующего сокращению мышц.

***
В рамках крупного научного проекта Caudwell Xtreme Everest британские учёные провели генетическое тестирование альпинистов высокой квалификации. Они обследовали 139 человек и обнаружили различия в генотипе альпинистов, успешно преодолевших 8000-метровый барьер, и альпинистов, которым это не удалось сделать. Выяснилось, что носители генотипа II (наличие двух длинных копий гена ACE) в среднем достигали 8 559 метров, в то время как носители двух коротких копий гена ACE (генотип DD) останавливались в среднем на отметке 8 079 метров, причём у 15 спортсменов, достигших высоты более 8 000 метров без запаса кислорода, учёные вовсе не обнаружили генотипа DD. Ген ACE кодирует энзим превращения ангиотензина, протеинового гормона, который вырабатывается почками и участвует, в частности, в нормализации артериального давления.

***
Американские генетики под руководством Брюса Шпигельмана вырастили трансгенных мышей с универсальной предрасположенностью к физическим нагрузкам: они способны пробегать значительно более длинные дистанции и с более высокой средней скоростью, чем обычные мыши. Результаты исследования, опубликованные в журнале Cell Metabolism, показали, что практически во всех скелетных мышцах трансгенных мышей произошла тотальная трансформация мышечных волокон в волокна IIX типа. Последние принято считать самыми «быстрыми» и резистентными к утомлению.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
18.02.2008