Дэвид Эпштейн - Спортивный ген

Одним из инновационных прорывов Бушарда и международной группы ученых проекта НАСЛЕДИЯ стало решение позволить генам самим указать на то, что именно нужно искать. Так, группа ученых параллельного проекта попросила 24 молодых людей, ведущих малоподвижный образ жизни, на протяжении шести недель регулярно заниматься на велотренажере. Ученые взяли образцы мышечной ткани у всех мужчин и пытались определить, какие гены были более или менее «выразительными», другими словами, повысилась или понизилась способность к выработке белка. Как оказалось, определенные гены, которые присутствуют в каждой клетке нашего организма, были более или менее активны в зависимости от того, насколько быстро люди улучшали свою физическую форму, то есть насколько хорошо они были обучаемы. Так, использовав полученные данные, ученые смогли предсказать результаты следующего тестирования. (Некоторые из этих генов человека также помогли предсказать результаты физической адаптации крыс.) Важно отметить, что уровни «выражения» 29 генов были неизменными на протяжении всех упражнений, указывая на то, что эти генетические уровни «выражения» не что иное, как личная подпись каждого гена, а не результат самоподготовки.

До сих пор неизвестно, можно ли составлять прогнозы развития человека, опираясь на те гены, которые выявили Бушард и его команда. Являются ли эти гены самостоятельными маркерами или они всего лишь часть какой-то системы генов. Данные выражения генов показывают, что в ответ на физические упражнения в теле человека задействуются сотни генов, и некоторые из них, такие как Runx1, скорее всего, участвуют в изменениях мышечной ткани или в формировании новых кровеносных сосудов. Другие гены помогают организму приспосабливаться к жизни в богатой кислородом атмосфере Земли, которую более 3 миллиардов лет назад создали бактерии океана.

Из-за сложности генетики результаты всегда следует интерпретировать с осторожностью. Тем не менее, результаты проекта НАСЛЕДИЕ – следующий шаг на пути к пониманию геномной системы. В отдельном исследовательском проекте ГИАР (генетические исследования и упражнения) [24]университета Майами ученые отобрали 442 человека, никак не связанных между собой ни родственными связями, ни даже на этническом уровне. Задача была следующей: проследить, какие гены принимают участие в процессе формирования аэробной способности. Однако еще одно отличие от проекта НАСЛЕДИЕ было в том, что люди должны были упражняться на кардиосиловых тренажерах. Некоторые из тех генов, выявленных в НАСЛЕДИИ, также проявились и в СКОРОСТИ.

Когда я предложил Туомо Райкинену, одному из ученых НАСЛЕДИЯ, назвать людей с геном, который они обнаружили «аэробной бомбой с часовым механизмом», он засмеялся и предположил, что тогда лучше было бы их назвать «бомбы, которые надо научить взрываться». Эта идея раскрывает понятие врожденного таланта как нечто, что появляется задолго до начала тренировок. С другой стороны, Журнал прикладной физиологии (Journal of Applied Physiology) отметил следующее: «К сожалению, для многих испытуемых с низким результатным уровнем реагирования предопределенный генетический «бульон» просто не ставит перед человеком цель быть спортсменом». Однако и для таких людей существует их «звездный» час. Конечная цель проекта НАСЛЕДИЕ была в соответствии с первоначальным обещанием двигаться к персонализированной медицине. Если врачи знают, как пациент реагирует на тренировки, то они могут определить, может ли это принести пользу его здоровью: например, снизится ли повышенное артериальное давление, или уменьшатся ли сердечно-сосудистые осложнения, или нуждается ли тот или иной в медикаментозном лечении. К счастью, все испытуемые НАСЛЕДИЯ получили пользу для здоровья от физических упражнений. Даже у тех, у кого не улучшилась аэробная способность, улучшился какой-то другой параметр здоровья, такой как кровяное давление, уровень холестерина или чувствительности к инсулину. (Однако с чувствительностью к инсулину стоит быть предельно осторожными. Исследования показали, что малая группа людей во время физических упражнений вместо того, чтобы отдалиться от порога диабета, наоборот, приблизилась к нему.)

У каждого человека свои гены, которые по-разному влияют на множество физических способностей. Ученые пытаются добиться конкретики, определяя гены, отвечающие за конкретные физические способности. На данный момент были обнаружены гены, которые отвечают за снижение артериального давления и частоты сердечных сокращений. Так, вариации гена CREB1 влияют на стимуляцию сердца. А с учетом того, что ученые его обнаружили, можно предсказать величину падения частоты сердечных сокращений.

Второстепенной целью проекта НАСЛЕДИЕ было выявить генетические причины отличий таких людей, как Даг Бойл, от таких, как Джим Райан. Не то чтобы Бойл был неспособным спортсменом, ведь он был третьим в команде Вичита с показателем 4:39 за милю. Но отставание от Райана (с его результатом 4:06) на том же этапе физического развития было очевидно.

С того момента, как два запуганных мальчика Райан и Бойл объединились, чтобы пробежать пугающие 8 км, прошло немного времени, и между уровнем их профессиональной подготовки были моря и океаны. Райан попал в олимпийскую сборную и стал лучшим в мире бегуном. Одурманенный успехом, он со смехом вспоминал то время, когда он мечтал стать Суперменом и делал коктейли из шипучки, которая дает суперсилы. Поддерживаемый вниманием и заботой тренера, Райан тренировался очень усердно, он бегал по 160 км в неделю, более того, он тренировал свое тело бегом с интервалами. И его тренировки были настолько интенсивными, что для большинства бегунов они бы закончились очень плачевно. Несомненно, целеустремленность Райана привела его к победе. Но что кроется за этой целеустремленностью? Скорее всего, способность организма реагировать на обучение, т. е. обучаемость.

Но в рамках семейного проекта НАСЛЕДИЕ просто необходимо заглянуть в историю семьи Райана. Когда его спросили, был ли еще кто-нибудь в его семье, кто бы занимался спортом, например, младшая сестра, он ответил: «Хороший вопрос. Но на самом деле я единственный человек в моей семье, который занимался спортом. А моя младшая сестра никогда не занималась спортом, мне кажется, она вообще никогда не бегала».

Подобные истории в Америке не редкость. По всей стране многие братья и сестры теряют свою генетическую схожесть, как только один из них начинает заниматься спортом. Хотя, конечно, такие резкие различия, как в случае Райана, встречаются редко. И когда мы не можем найти биологического обоснования этих историй, мы начинаем искать другие случаи, которые могли бы все это объяснить.