DNA a sport, co nám mohou říci naše geny

2958
Lesley Flynn
DNA a sport, co nám mohou říci naše geny

Základy: Typ svalových vláken a atletická schopnost

Lidská svalová vlákna lze rozdělit do dvou kategorií. Pomalá (červená) svalová vlákna a rychlá (bílá) svalová vlákna. Pravděpodobně jste už někdy slyšeli o různých typech svalových vláken, ale možná jste si neuvědomili, že převaha každého typu svalu je dána genetikou.

Gen ACTN3 (Alpha Actinin) je aktivní pouze ve svižných (bílých) svalových vláknech a hraje důležitou roli v jejich funkci. Tento gen je často neaktivní kvůli genové mutaci, která snižuje funkci bílých svalových vláken a tím výbušnou sílu produkovanou svaly. Červená svalová vlákna zvyšují vytrvalost svalů.

Každý jedinec má dva geny, které produkují ACTN3, a jsou možné následující kombinace genů:

  • Typ vytrvalosti: oba geny jsou neaktivní a neprodukují protein ACTN3 (24% populace)
  • Typ napájení: jeden z genů je aktivní a produkuje protein ACTN3 (44% populace)
  • Typ napájení: oba geny jsou aktivní a produkují protein ACTN3 (31% populace)

Druhý sportovní gen, ACE (Angiotensin Converting Enzyme), hraje důležitou roli v regulaci krevního tlaku.

ACE má dvě formy: vytrvalostní sportovní varianta genu ACE, která má pozitivní vliv na vytrvalost svalů (u elitních maratonských běžců) a silová forma genu ACE, díky níž jsou svaly vhodnější pro sílu a sprint. Každý jedinec má dva geny tohoto typu s následujícími možnými kombinacemi:

  • Vytrvalost - vytrvalost obou genů (25% populace)
  • Vytrvalost - vytrvalost jednoho genu, jedna síla (50% populace)
  • Síla - síla obou genů (25% populace)

Pokud jsou přítomny oba geny, dochází k obecné genetické predispozici ke konkrétní směsi vytrvalostního a silového tréninku, která se může u jednotlivých lidí značně lišit. Tyto znalosti mohou ovlivnit individuální tréninkový program v závislosti na typu vykonávaného sportu.

1 ze 2

Stefanovic Mina

Příjem kyslíku (VO2max) - vaše genetická schopnost absorbovat kyslík plícemi a transportovat je do příslušných svalů.

Maximální aerobní kapacita - aka VO2max - je to množství kyslíku, které může lidské tělo použít, když člověk běží nebo jezdí na plnou rychlost. Určuje se tím, kolik krve pumpuje srdce, kolik kyslíku se plíce dostanou do krve a jak silné jsou svaly při příjmu a použití kyslíku z krve, která kolem nich proudí. Tělo potřebuje více energie, a proto více kyslíku během cvičení. Pokud v buňkách není dostatek kyslíku, přeměna energie se zpomalí a výkon poklesne. Čím více kyslíku může člověk použít, tím lepší je jeho výdrž.

Statistická analýza ukazuje, že polovinu schopnosti jednotlivce zlepšit svou aerobní kapacitu tréninkem určují výhradně jeho rodiče.

Před několika lety došlo k průlomu ve sportovní genetice. Více než dvacet genových variant (F.E.: NRF2, VEGF, ADRB2, CRP…), které předpovídají zděděnou složku aerobního zlepšení jedince. Tyto genetické markery definují lidi s vysokou a nízkou odpovědí na trénink. Jednotlivé rozdíly v aerobním tréninku předpovídají geny zapojené do imunitních a zánětlivých procesů v těle. Existují však určité genetické variace, které značně zvyšují hladinu VO2max, a proto vytvářejí lepší výchozí bod bez jakéhokoli tréninku. Někteří z nejlepších vytrvalostních sportovců na světě se téměř vždy rodí v lepší kondici než jejich kolegové.

2 ze 2

TB studio / Shutterstock

Zánětlivá odezva a poranění - Některé geny řídí agresivitu imunitního systému a mohou vést k vyššímu riziku poranění.

Během nadměrného cvičení je tkáň na mnoha místech mírně poškozena. Imunitní systém to obvykle rozpoznal jako normální proces a nedochází k žádnému zánětu nebo otoku. Určité geny řídí agresivitu imunitního systému. V případě chyb je problém a silná zánětlivá reakce.

COL1A1 a COL5A1 jsou genetické kódy proteinů, z nichž se skládají kolagenová vlákna, základní stavební kameny šlach, vazů a kůže. Kolagen je vlastně lepidlo lidského těla, které udržuje pojivovou tkáň ve správné formě.Variace v kolagenových genech ovlivňují flexibilitu i riziko poranění pojivové tkáně u jedince (například porušení Achillovy šlachy).

Jediné, co můžeme sportovcům s určitým genetickým profilem říct, je, že na základě našich současných znalostí jsou vystaveni vyššímu riziku zranění. Můžete upravit jakýkoli trénink, který právě děláte, abyste minimalizovali riziko, nebo si můžete udělat „pre-rehabilitační“ cvičení k posílení rizikové oblasti.

Oxidační stres a sportovci

Sportovci produkují podstatně více volných radikálů (které mohou poškodit tkáň), protože při intenzivním cvičení spotřebovávají více energie. Tyto molekuly tak negativně ovlivňují vaše zdraví a sportovní výkon. Vaše tělo má určité geny, které tyto molekuly dokáží rozpoznat a neutralizovat. Mnoho lidí má v těchto genech genetické variace, které narušují funkci a ochranu.

Některé mikroživiny - antioxidanty - mohou kompenzovat chybějící ochranu (pokud jsou ve správné dávce). Je proto možné testovat příslušné geny a kompenzovat případnou genetickou slabost správnou dávkou mikroživin bez ohledu na výsledek. Výsledky zahrnují oxidační stres v buňkách, doporučenou dávku a obsah antioxidantů atd.

Vnímání bolesti ve sportu

Geny ovlivňují to, jak vnímáme bolest. Ložisko a zvládání bolesti je nezbytné pro většinu elitních sportovců. Těla některých lidí nějak „ochabnou“ a už jim nedovolí podávat špičkové výkony. Kvůli genetickým rozdílům mezi jednotlivci nikdo z nás nedokáže skutečně rozpoznat fyzickou bolest jiné osoby. COMT - je gen nejčastěji vyšetřovaný jako účastník úlevy od bolesti. Je součástí metabolismu neurotransmiterů v mozku, včetně dopaminu. Enzym Catechol-O-Methyltransferase (COMT) může deaktivovat různé látky (adrenalin, noradrenalin, dopamin, estrogen) a nasměrovat je na degradaci. COMT může navíc blokovat účinek různých léků.

Dvě běžné verze COMT závisí na tom, zda jedna konkrétní část sekvence DNA v tomto genu kóduje aminokyselinu valin nebo methionin. Na základě kognitivních testů a studií zobrazování mozku bylo zjištěno, že lidé se dvěma verzemi methioninu měli tendenci být úspěšnější a spotřebovávali méně metabolického úsilí při kognitivních a paměťových úlohách, ale současně byli náchylnější k úzkosti a citlivější na bolest. Nositelé dvou valinů jsou o něco méně úspěšní v kognitivních úlohách, které vyžadují rychlou mentální pružnost, ale mohou být odolnější vůči stresu a bolesti.

V situacích akutního stresu blokuje mozek bolest (stresem vyvolaná analgezie) při boji nebo útěku, aniž by musel myslet na zlomeninu kosti. Systém blokování bolesti v extrémních situacích se vyvinul v genech a projevuje se také ve sportu. Sportovní zápas může spustit mechanismus „uprchnout nebo bojovat“. Když se dostanete do bitvy, na které vám záleží, aktivujete tento systém.Schopnost sportovce vyrovnat se s bolestí je komplexní kombinací vrozených a naučených.

Úloha genů při poranění hlavy

Gen APOE (Apolipoprotein E) hraje ústřední roli v lidském metabolismu.Vyskytuje se ve třech častých variantách nazývaných E2, E3 a E4. E4 je spojena se zvýšeným rizikem srdečních onemocnění a Alzheimerovy choroby.Význam tohoto genu také určuje, jak dobře se člověk může zotavit z jakéhokoli poranění mozku. Například dopravci ApoE4, kteří při dopravních nehodách utrpí poranění hlavy, jsou v kómatu déle, trpí více krvácením a podlitinami, mají častější záchvaty po poranění, menší rehabilitační úspěch a je větší pravděpodobnost, že budou mít trvalé následky nebo zemřou.

Gen ApoE se podílí na zánětu mozku po traumatu a u lidí s variantou ApoE4 to trvá déle. Několik studií zjistilo, že sportovcům s variantou ApoE4, kteří trpí úderem do hlavy, trvá déle, než se zotaví, a je u nich riziko rozvoje demence později v životě.Sportovcům nemůžete zabránit v tom, aby sportovali, ale můžete jim alespoň pomoci tím, že je budete pozorně sledovat. ApoE4 pravděpodobně nezvyšuje riziko otřesů, ale může ovlivnit zotavení z něj.

Geny a náhlá smrt ve sportu

Adaptérový protein syntázy oxidu dusnatého 1 (NOS1AP) je adaptační protein a umožňuje interakci s jinými molekulami. Jeho varianty jsou spojeny s prodlouženým QT intervalem na EKG a zvýšeným rizikem náhlé srdeční smrti. K rozvoji prodloužení QT na EKG a arytmiích přispívají následující rizikové faktory: Vrozená dispozice k prodloužení QT, současné podávání více léků prodlužujících QT, hypokalémie a další poruchy elektrolytů a kyselin, zásaditá onemocnění srdce a některé další faktory. Interval QT je do určité míry zděděn a prodloužení QT je více ohroženo ženami než muži.

Lidé s hypertrofií levé komory, srdečním selháním, narušeným vnitřním prostředím a dalšími faktory jsou více ohroženi prodloužením QT. Zdá se, že jednou z nejčastějších příčin prodloužení QT je léčba. Příklady léků, které prodlužují QT interval: ZOFRAN (ondansetron), TENSAMIN (dopamin), ADRENALIN (epinefrin), KLACID (klarithromycin), SUMAMED (azithromycin), NIZORAL (ketocenazol), SEREVENT, SERETIDE (salmeterol), PROTAZIN (promin).  Pokud se podávají dva nebo více léků, které mohou individuálně prodloužit QT, přidají se vedlejší účinky ve formě prodloužení QT

Někdy stačí dostat jeden z léků, které mohou prodloužit QT, zatímco se podává jiná látka, která, i když sama o sobě QT neprodlužuje, zvyšuje plazmatické koncentrace prvního léku, což zesiluje jeho vedlejší účinky, včetně prodloužení QT. Druhou látkou nemusí být ani droga, například grapefruitový džus.


Zatím žádné komentáře