​Олимпийские чемпионы — это хорошая генетика или изнурительные тренировки? Насколько достоверны генетические тесты для определения предрасположенности к тому или другому виду спорта? Можно ли, модифицируя геном, создать суперспортсмена? Эти вопросы мы обсудили с заведующим межинститутским сектором молекулярной эпидемиологии и эволюции человека ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН доктором медицинских наук Владимиром Николаевичем Максимовым.

— Какой вклад в спорт высоких достижений вносят гены? Удалось ли среди них установить те, которые играют решающие роли?
 
— Здесь проблема примерно такая же, как в генетике мультифакториальных заболеваний (инфарктов, инсультов, артериальной гипертензии и других), в том плане, что практически все сложные признаки человека зависят от множества генов. Например, мощность — количество энергии, выдаваемой индивидом за единицу времени. Должно сработать огромное количество ферментов, чтобы пища переработалась в запасы энергии, и они были бы реализованы в виде определенных физических движений. Сейчас изучаются в основном отдельные изменения в ДНК — то, что называется не мутациями, а полиморфизмами, то есть вариантами нормы. Таких изменений много, только в одном гене их сотни, тысячи. Какие-то из них нейтральны, другие несут положительный эффект, третьи — отрицательный. А генов у нас больше 20 тысяч. И как эта комбинация, называемая отдельным человеком, станет работать, мы не можем сказать. Одно располагает к тому, другое — к этому, а будут ли они суммироваться или друг другу мешать, неизвестно. Разумеется, роль генетики огромна. Ту же мощность с помощью тренировок можно увеличить на 30—50 %. Но когда посмотрели олимпийских чемпионов, оказалось, что у них этот показатель в два-три раза выше, чем у обычных людей. Пока непонятно, из чего складываются эти «суперспособности». 
 
— То есть нельзя сказать, что определенная мутация того или иного гена маркирует предрасположенность или противопоказания к тому или иному виду спорта?
 
— Да сказать-то можно что угодно, вопрос в том, насколько это будет соответствовать действительности. Конечно, есть какие-то отдельные изменения, которые в чем-то могут быть нам полезными. По известному полиморфизму в гене АPOЕ, Аллель е4 располагает к болезни Альцгеймера. Показано, что у носителей этого аллеля восстановление нервной ткани после повреждений идет медленнее и с более плохим результатом. Им не рекомендуется заниматься боксом или другими видами спорта, где существует повышенная вероятность получать удары по голове. У носителя аллеля D по полиморфизму гена АСЕ с повышенной вероятностью может развиваться гипертрофия левого желудочка миокарда. Если человека занимается спортом, ему важно отслеживать этот момент, чтобы не пропустить начало заболевания. Однако когда мы говорим о полиморфизмах, нельзя утверждать, что это плохой или хороший аллель, они все хороши или плохи в зависимости от ситуации. Допустим, есть изменения в гене HFE в виде замен С282Y или H63D, приводящие к накоплению в организме железа. Их наличие может вызывать у мужчин гемохроматоз, с последующим возможным циррозом печени. Однако когда человек занимается спортом, ему высокий уровень гемоглобина выгоден, например, при беге на длинные дистанции. Если добиваться повышения уровня гемоглобина другими путями, это может быть воспринято как допинг, а тут просто индивидуальная особенность, с которой человек родился.
 
— А как же генетические тесты для выявления спортивных способностей?
 
— Здесь просто идет зарабатывание денег. По большому счету продают то, что люди хотят купить. Неважно, что этого продукта нет. Это фантазии, которые ни на чем не основаны, поскольку нет исследований, на которые можно было бы опереться, выдавая подобные рекомендации. В конце 2015 года в англоязычном медицинском спортивном журнале (Webborn N, Williams A, McNamee M, Bouchard C, Pitsiladis Y, Ahmetov I, Ashley E, Byrne N, Camporesi S, Collins M, Dijkstra P, Eynon N, Fuku N, Garton FC, Hoppe N, Holm S, Kaye J, Klissouras V, Lucia A, Maase K, Moran C, North KN, Pigozzi F, Wang G. Direct-to-consumer genetic testing for predicting sports performance and talent identification: Consensus statement. Br J Sports Med. 2015 Dec;49(23):1486-91.) была опубликована большая статья, консенсусное мнение крупных специалистов, где они четко говорят: нельзя напрямую продавать результаты генетического тестирования родителям, детям, тренерам. Потому что нужно еще провести множество дополнительных исследований, которые станут основой для его интерпретации. Опять же, по отдельному полиморфизму можно что-то сказать, но что получится, когда мы имеем дело с сочетанием нескольких десятков — неизвестно. 
 
— То есть сейчас ученые пытаются «поймать» генетику высоких достижений, исследуя выдающихся спортсменов. По новорожденным детям понять, кто из них в будущем может стать чемпионом, невозможно?
 
— Да, до этого мы пока не дошли. Сейчас у нас не хватает информации, чтобы делать такие прогнозы. Если мы изучаем болезнь, то берем группу больных и группу здоровых людей и сравниваем, чем они отличаются. Так и здесь, но гораздо сложнее. Это как исследовать редкие заболевания, когда даже пациентов найти сложно. А тут нужно набрать спортсменов экстра-класса. В каждом виде спорта свои способности, нельзя взять группу просто элитных спортсменов — бегунов, тяжелоатлетов — и изучать всех вместе. Нужна группа только из бегунов, причем отдельно на короткие и отдельно на длинные дистанции. Важно сравнивать этих олимпийских чемпионов, ну или хотя бы чемпионов страны и простых смертных, которые не добились результата. Здесь тоже есть опасность. Человек не добился, но, может, он и не пытался? В идеале надо брать тех, кто начинал заниматься, но ничего не получилось. Сравнения должны быть массовыми, чтобы выявлялись не случайные колебания, а действительно закономерности. Такие группы набрать сложно даже технически. А их еще нужно очень хорошо обследовать, проанализировать, понять, что с чем связано. Безусловно, такие работы проводятся. Но это очень непросто. Ну и потом не нужно думать, что генетика решит все наши проблемы. У нас есть большой наработанный инструментарий, как подбирать спортсменов. Да, можно изучать гены, которые участвуют в метаболизме и отвечают за физические данные, за выдачу энергии в единицу времени, а можно просто сделать тест и посмотреть, у кого что исходно. Обычные, банальные, давно применяющиеся методы позволят получить результат отбора быстрее и дешевле, чем если пытаться добиться того же самого через генетику. Генетические данные сейчас могут использоваться как дополнение к наработанному инструментарию, в тех случаях, когда его не хватает тренеру для решения каких-то вопросов. Но тренеров с таким профессиональным уровнем немного.
 
— Сейчас идут разговоры о том, что если мы будем знать гены, ответственные за показатели в том или ином виде спорта, то сможем их подкорректировать…
 
— Действительно, сегодня много разговоров о генной терапии. В начале 2000-х в этой области был подъем, предполагалось, что сейчас завершим программу «Геном человека» и всех вылечим. На то время пришлись и первые успехи в этой области. Однако произошел один смертельный случай, второй, третий, и все протоколы о таком способе лечения остались в стенах лабораторий исследовательских центров. Прошло 15 лет, начали разрабатываться новые подходы — CRISPR/Cas9, Zinc Finger. В прошлом году была опубликована статья, которая показала: да, с помощью CRISPR/Cas9 можно внести целенаправленное изменение, допустим, в клетки крови. Но когда это сделали на мышах, а затем снова отсеквенировали их геном, то увидели: помимо целенаправленного изменения там возникло еще полторы тысячи случайных. К чему они приведут? К раку? К каким-то аутоиммунным заболеваниям? Неизвестно. Другая технология — «цинковый палец» — вроде бы более целенаправленная, но нельзя говорить, что она уже завтра получит широкое применение. Одно дело, когда этими небезопасными методами пытаются помочь больному, которому все другие способы уже не помогают, и совсем другое — из здорового человека пытаться делать суперспортсмена, рискуя его здоровьем и жизнью. Возможно даже, что когда такие манипуляции с геномом будут доступными и безопасными, встанет вопрос: а надо ли это делать? Ради чего? Насколько это оправданно и этично?
 
— Почти каждый год спортсмены ставят рекорды из разряда быстрее — выше — сильнее. Значит ли это, что наши возможности в развитии своих физических способностей безграничны?
 
— Такая динамка прослеживается не везде. Скажем, когда посмотрели виды спорта, основанные на реакции — например, игры с мячом — выяснилось, что никаких больших сдвигов нет. Скорость реакции (время от предъявления раздражителя до отклика на него) генетически детерминирована, то есть тренировке не поддается. Всё зависит от того, как работают наши ферменты. По сути, мы можем тренировать только способ реагирования, а время уменьшить не получается. Соответственно, что здесь можно делать? Только отобрать людей, у которых это время изначально минимальное. 
 
— А есть ли в спортивных предрасположенностях какие-то этнические различия? Например, все эти истории, когда на соревнования по бегу приходил босой африканец и побеждал именитых спортсменов…
 
— Какие-то этнические различия безусловно существуют. Так, приведенные вами примеры демонстрируют генетические особенности, которые способствовали выживанию отдельных народностей Африки в тяжелых условиях. Но надо сказать, что геномы народов Земли уже довольно сильно перемешаны, поэтому выделить какие-то ярко выраженные этнические спортивные способности или ограничения сложно. Сейчас такие особенности можно найти только в популяциях, живущих наиболее изолированно, мало общающихся с внешним миром.
 
— Получается, на сегодняшний день достижения генетики в спорте использовать проблематично?
 
— Исследования, безусловно, идут, они проводятся и у нас, и за рубежом, пытаются формировать программы тренировок с учетом этих показателей, программы питания. Носители определенных генотипов лучше или хуже усваивают определенные питательные вещества или сбрасывают вес при нагрузках. Но пока изучаются отдельные полиморфизмы, а у человека их масса. Как это работает в комплексе, как будет проявляться у конкретного человека, сказать сложно. Например, длинные аллели гена дофаминового рецептора D4 ассоциированы с гиперактивностью и дефицитом внимания. Их носителям нужны более высокие концентрации дофамина — более сильные эмоции, ощущения, впечатления. Такие люди имеют проблемы с обучением, нередко становятся алкоголиками, наркоманами, игроманами. Но когда начали изучать спортсменов, оказалось, что у них тоже больше длинных аллелей этого гена. То есть генетика — только база, а как она будет реализована, начнет человек злоупотреблять алкоголем или будет получать удовольствие от спортивных достижений, зависит уже от воспитания, социального окружения. Один ген ничего не решает. Однако если вспомнить, какой путь прошла генетика за последние, скажем, 20 лет, то можно надеяться, что и дальше она будет развиваться столь же динамично, в том числе и генетика в спорте.
 
Беседовала Диана Хомякова

Похожие новости

  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    227
  • 12/10/2016

    АлтГУ и ИЦиГ СО РАН развивают сотрудничество

    ​Алтайский государственный университет совместно с Федеральным исследовательским центром Институтом цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук приступает к реализации научно-образовательного проекта по селекции и семеноводству.
    1216
  • 29/12/2017

    Биолог, психолог и востоковед рассказали о символе 2018 года

    Какая порода самая древняя? Почему собаки могут есть овсянку? Почему в Китае слагали легенды об этих животных и зачем вообще люди заводят собак? Ответы на эти вопросы ищите в материале ниже. Собака — родственник человека.
    292
  • 31/03/2017

    Академик Николай Колчанов рассказал о развитии Селекционного центра

    30 марта на территории новосибирского Академпарка прошло очередное заседание членов Совета «Сибирской биотехнологической инициативы» (СБИ). СБИ – это программа, объединяющая объекты инновационной инфраструктуры и органы власти Сибирского федерального округа, в целях развития биотехнологий, медицины и фармацевтики.
    717
  • 14/11/2016

    Академику Владимиру Солошенко исполнилось 70 лет

    ​Солошенко Владимир Андреевич Солошенко родился 12 ноября 1946 году в г. Черепаново Новосибирской области. Окончил Новосибирский сельскохозяйственный институт в 1970 году по специальности зоотехния. В 1970-1972 г.
    890
  • 09/11/2017

    Научная молодежь: разработки, амбиции, планы

    ​В ТАСС (Новосибирск) накануне Всемирного дня науки состоится круглый стол, посвященный открытиям молодых ученых, их участию в крупных научных проектах. Молодые представители СО РАН - Института горного дела, Института химической биологии и фундаментальной медицины, Института цитологии и генетики, а также действующие и новые резиденты Академпарка, расскажут о ряде проектов, над которыми ведется работа в этом году.
    356
  • 05/07/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике

    ​​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке.
    704
  • 13/04/2016

    В ИЦИГ СО РАН создают базу данных для обработки научной информации

    ​В Федеральном исследовательском центре «Институт цитологии и генетики СО РАН» разрабатывают универсальную систему для поддержки селекционно-генетических экспериментов, пока что тестируя ее на проектах, связанных с изучением пшеницы.
    1102
  • 14/11/2017

    Юбилей академика Михаила Ивановича Воеводы

    ​Михаил Иванович Воевода родился 14 ноября 1957 года в Новосибирске. После окончания в 1982 году Новосибирского Государственного Медицинского Университета обучался в клинической ординатуре по специальности «внутренние болезни».
    349
  • 10/01/2017

    Академику Николаю Колчанову исполнилось 70 лет

    ​Николай Александрович Колчанов родился 9 января 1947 года в с. Кондрашино Омской области. В 1971 году окончил Новосибирский государственный университет. С 1974 года работает в Институте цитологии и генетики СО РАН, а с 2008 года - директор этого института.
    924