СПОРТ, ГЕНЕТИКА И ЕПИГЕНЕТИКА

ГЕНЕТИКА И Епигенетика в спорта

Или как наследствеността определя спортните възможности и дали спортът променя наследствеността.

В две части на блога ще порасъждаваме малко по въпроса за взаимоотношенията между спорта и генетиката.

(Част първа - генетика)

Първо, нека уточним въпроса! Има ли генетика в спорта? Високите спортни постижения дължат ли се на генетична предопределеност (наследственост) или всеки може да ги постигне с много тренировки?

Казано на лаишки език: 
Има ли спортен ген?

Да!

В спорта генетичната структура, т.е., наследствеността е много важна.

Доказателства?

Преди два месеца полякът Станислав Ковалски, на 104 години, пробяга 100 м за 32.79 секунди. Много интересно постижение. Но още по-интересно е, че Ковалски никога не е бил професионален спортист и според собствените му признания: „През целия си живот съм правил каквото си искам и никога не съм ходил на лекар“. Започнал е да тича, ей така, като хоби, когато навършил 92 години!

Въпросът тук е, ако никога не си се занимавал сериозно със спорт, а имаш спортни постижения, какво е това, ако не наследственост?

Друг пример.

Всички знаем за десетилетната хегемония на лекоатлетите от Етиопия и Кения в бяганията. Те винаги побеждават на световни и олимпийски игри в средните и дългите дистанции. Учените са се занимавали с този проблем. Оказва се, че всички тези африкански атлети произхождат само от племена, населяващи долината Рифт. Нещо повече, 80% от успешните кенийски бегачи идват от едно племе (Календжин), което представлява само 12% от населението на Кения. За Етиопия, повечето от бегачите идват от племе, представляващо 5% от цялото население. Може ясно да се види генетична връзка, нали? Причините? Оказва се, че хората от тази долина имат относително по-дълги спрямо тялото крака, по-леки крайници и са развили по-големи бели дробове поради това, че живеят от векове на голяма надморска височина (2000 м).

А за какво друго освен за генетичен феномен можем да приемем лекоатлетичното чудо, наречено Юсейн Болт? Едва ли някой ще повярва, че само с усилени тренировки се постига това тяло, което може да изпревари на 100 м. всички останали атлети, (които между другото, също тренират много!) с фантастичните 1 - 2 метра. Тук, определено генетиката е играла силна роля.

Може да продължим да изброяваме подобни примери.

Разбира се, че учените отдавна търсят генетичните причини (гените), отговорни за изключителните спортни постижения. Доскоро това бе трудна работа. Днес, обаче, след секвенирането (разчитането) на човешкия геном и главно след паденето на цените за секвениране на цялостен индивидуален геном до близо 1000 долара на геном, това е сравнително лесно и бързо.

Какви са резултатите от генетичните и не само изследвания?

Излязлата миналата година книга на Дейвид Ъпщайн, озаглавена „Генът на спорта“ (David Epstein, The sports gene) описва някои научни резултати и предизвика истинска буря от интерес не само в спортните и научни среди, но и сред обикновените хора, които се интересуват от спорт. Нека споделим някои от заключенията в тази книга.

Доказано е, че бавните деца не могат да станат бързи. Скоростта се определя от съотношението в тялото на бавно съкращаващите се и бързо съкращаващите се мускулни влакна. Бързо съкращаващите се мускулни влакна могат да бъдат тренирани и да бъдат накарани да се съкращават по-бързо, но не може да се ускори съкращаването на бавно съкращаващите се такива.
Така, че каквото съотношение на мускулни влакна получиш в наследство, такава скорост ще можеш да развиваш!

Изследвания на спринтьорите от Ямайка (всички знаем, че на състезанията те доминират в спринтовите дисциплини) показват други наследствени черти – дълги крака и тесен таз. И още……. почти всички имат специфичен вариант на гена ACTN3*. Този вариант на гена дори неофициално се нарича „спринтьорски ген“.

Още….

Доказано е, че обемът и теглото на краката имат пряко отношение към спортните постижения. Ако краката около глезените са с един килограм по-тежки, това кара атлета да гори 24% повече енергия, което означава по-тежки крака – повече енергия, необходима за същия обем работа.

Възможностите на човек да стане по-добър атлет са генетично кодирани.  
Еднакво количество тренировка и натоварване не води до еднакво ниво на резултатите при различни хора. Например, аеробният капацитет на хората не може да се увеличи над определено ниво за конкретен човек, дори при изключителни натоварвания. Т.е. той е генетично обусловен.

И накрая, учените доказаха, че варианти на 23 гена участват в оформянето на индивида в по-добър атлет. А, каква е вероятността да се съчетаят всички тези варианти в един човек? Излиза, че такъв супер атлет се случва един на един квадрилион индивида (което е един на сто хиляди милиарда човека!).

Да, генетика при спортните постижения явно има, но съчетанието на генетичните признаци не е лесно да се разбере, а още по-трудно ще бъде да се повлияе и да се промени.

Хубаво. Убедихме се, че между спортните възможности и генетиката (наследствеността) има пряка зависимост. Значи ли това, че ние обикновените хорица, дето си нямаме такава специална генетична структура, трябва да се откажем, да окачим маратонките и да приберем кимоното в гардероба, за да ги дадем на децата и внуците си с надеждата, че те ще съчетаят необходимата генетика?

Повече за това в следващия блог.

А, дотогава ... излезте да потичате, плувайте или влезте в салона за едно здравословно изпотяване. Просто за всеки случай!

Поздрави и доскоро.
_________________________________________________________________

*АCTN3 – ген, от който се синтезира протеинът алфа-актин 3, силно застъпен в изграждането на мускулните клетки и участващ в мускулното съкращение.

доц. д-р Георги Милошев Специалности: Молекулярна биология и генетика, Епигенетика, Генотоксикология, Екогенотоксикология, Нутригеномика и Епигеномика, Генетика и Епигенетика на асистираната репродукция, Епигенетика на остаряването Дългогодишен популяризатор на науката в България.

ЕПИГЕНЕТИКА И АРТ

ДА БЪДЕШ РАЗЛИЧЕН

Артистично е да се опитваме да търсим в нас и във всичко около нас нещо различно, уникално и ефектно.

Артистично е да бъдем различни. 

АРТ – три букви, значещи много. АРТ – различен, АРТ- интересен, АРТ – провокиращ и т.н. Различен, но не различен в лош смисъл, а различен в онзи така привлекателен и обаятелен смисъл, който те кара да възприемаш света около себе си по-задълбочено, с много мисъл, чувство и разбиране.

Почти всяка от седем двойки по света има репродуктивни проблеми и въпреки че за всяка трета от тях причините за тези проблеми са неизвестни, тези двойки прибягват до методите за асистираната репродукция (АRТ – assisted reproductive technologies). АРТ съкращението означава точно това - техники за асистирана репродукция. Технологии, които са помогнали на толкова много двойки да имат най-важното нещо в живота си - ДЕТЕ.

Интересът към тази тема беше продиктуван от нашия опит в областта на епигенетиката. Отдавна работим по проблеми, които касаят все още неразрешени въпроси от сферата на епигенетиката, преподаваме на студенти, на млади и интелигентни хора, на ученици, изобщо отворени сме към всички хора, които се интересуват. Пишем научно-популярни статии в различни списания и се гордеем, че на местна почва правим един малък, но много смислен “break-through”. Показваме на хората, че начинът, по който живеем, повлиява нас, нашите деца и правнуци. В тази връзка след покана от водещи ин-витро центрове в България да изнесем лекция на тема Епигенетика и АРТ на организиран от тях симпозиум, екипът ни се изправи пред едно голямо предизвикателство. Нашите проучвания показаха, че темата е много сериозна и стотици хиляди хора се интересуват от нея. Има над 200 000 блога в мрежата, които засягат този въпрос. И това не е случайно!

Епигенетиката е наука за механизмите на предаване на генетична информация без това да засяга промени в ДНК. Звучи езотерично и много мистично, но е факт. Генетиката и Епигенетиката (epi- над и genetics - генетика) работят заедно и така определят кои гени ще работят и кои не, как ще работят и колко. Целият контрол на генома се осъществява от епигенетични механизми в клетките. Най-общо, това се модификации на ДНК и протеините, които я организират. Модификации, които зависят от начина на хранене, физическата активност, изобщо от начина на живот, но не само нашия, а и от този на нашите прадеди. Страшничко, нали…

В тази връзка е важно да знаем, че при образуването на половите клетки епигенетиката на бащиния и майчиния геном се променя. Половите клетки (сперматозоиди и яйцеклетки) претърпяват развитие. След много трансформации в епигенома, крайният резултат трябва да наподобява този на изходните организми, иначе няма да има епигенетична наследственост. По време на оплождането и ранното ембрионално развитие този профил търпи промени отново и от това зависи в бъдещото дете кои черти ще преобладават, т.е. каква сложна смес от чертите на двамата родители ще се получи. Майката повлиява този процес в голяма степен. Начинът й на хранене преди и по време на бременността определя епигенетиката на плода. Първото съобщение на блога беше посветено на това. А това, с какво трябва да се храни една бъдеща майка, е очертано във втората ни публикация. Дано намерите, това, което ви интересува.

Развитието на плода в майчината утроба поема сигналите от околната среда чрез майката. Ето защо, когато се говори за епигенетика и асистирана репродукция, трябва да сме наясно, че всички манипулации, които се извършват през периода на подготовка, ин-витро оплождане и трансфер на ембриона/ите обратно към майката, няма как да не повлияят епигенетиката на детето. В тази област в момента се правят много проучвания. Процесите са много сложни и все още няма еднозначно становище как това се случва и какви са последствията за бъдещите поколения. Някои автори споменават за намалени размери на родените деца чрез АРТ, други – отхвърлят тези твърдения. Във всеки случай, АРТ децата са най-голямото щастие за техните родители, както и всички останали деца, заченати по естествен начин.

Това което ние искаме да подчертаем с това съобщение е, че бъдещите родители трябва да знаят, че начинът им на живот влияе върху епигенетиката на половите клетки, влияе върху оплождането и върху развитието на плода, независимо дали децата са заченати естествено или чрез АРТ. И колкото повече хора разберат това, толкова повече здрави деца ще има по света. А децата ни заслужават едно истински добро ЕПИГЕНЕТИЧНО начало, една истински добра генетична и епигенетична основа, предадена им от техните родители, за да могат успешно да се справят с предизвикателствата на съвременния свят.

Нека бъдем различни, нека мислим епигенетично!

д-р Милена Георгиева Специалности:   Генетика, Епигенетика, Молекулярна биология, Нутригеномика, Нутриепигеномика, Епигенетика на заболяванията и остаряването Популяризатор на науката в България.