Спортивная ориентация и отбор. А.И. Чикуров, 2.2.5. Генетические маркеры в отборе и прогнозировании высоких спортивных достижений.

Генетические маркёры, их свойства и значение. Антропогенетика. Хромосомные маркёры специфических возможностей человека. Генетическая обусловленность индивидуального уровня аэробных и анаэробных возможностей организма. Гормональные маркеры в спорте. Группы крови как генетические маркеры спортивных способностей. Дерматоглифика.

 

Двигательная деятельность человека во многом обусловлена генетически, что особенно ярко проявляется в спорте. Большая роль генов естественна, так как каждый ген предопределяет процесс синтеза определенного белка, фермента и др., управляя всеми химическими реакциями организма и определяя его признаки. Уникальным свойством генов является их высокая устойчивость (неизменяемость) от поколения к поколению и одновременно способность к мутациям — наследственным изменениям, которые являются источником генетической изменчивости организма. Таким образом, для спортивного отбора и ориентации исключительно актуально определение влияния генетической конституции (генотипа) организма спортсмена (совокупности всех его генов) на пер­спективы достижений в спорте. В частности, представляется важным определение наследуемости морфофункциональных признаков человека, раз­личных характеристик двигательной функции, влияние генотипа на тренируемость человека, наличие семейного сходства в отношении этих показателей и т. п. (Marcotte et al., 1987; Perusse et al., 1987; Astrand, 1992).

Многочисленные исследования, проведенные в этой области в последние десятилетия, свидетельствуют о большом влиянии генетической конституции на формирование фенотипа спортсмена как совокупности свойств его организма, сформированных под влиянием наследственности и внешней среды. Наиболее общее представление о наследуемости морфофункциональных признаков и двигательных качеств у человека могут дать материалы табл. 30.2; 30.3. Дополнить эту информацию позволяют результаты экспериментальной оценки наследуемости и семейного сходства в отношении ряда важнейших показателей функционального потенциала спортсменов (табл. 30.4).

Таблица 30.2.

Наследуемость основных морфофункциональных признаков у человека

Признак

Наследуемость

Длина тела, верхних и нижних конечностей

Высокая

Длина туловища, плеча и предплечья

Высокая

Ширина плеч и таза

Значительная

Окружность шеи, плеча, предплечья, бедра, голени

Средняя

Масса тела

Значительная

Соотношение БС- и МС-волокон мышц

Высокая

Анаэробная производительность

Значительная

Аэробная производительность

Значительная

 

Таблица 30.3.

Наследуемость основных двигательных качеств у человека

Признак

Наследуемость

Время простой двигательной реакции

Высокая

Время простых движений

Значительная

Максимальная статическая сила

Значительная

Максимальная динамическая сила

Средняя

Скоростная сила

Значительная

Координация

Средняя

Гибкость

Значительная

Локальная мышечная выносливость

Значительная

Глобальная мышечная выносливость

Высокая

 

 

Таблица 30.4.

Наследуемость и семейное сходство в отношении показателей функциональной подготовленности (Bouchard, 1992)

Показатель

Наследуемость

Семейное сходство

Максимальное потребление кислорода

Значительная

Значительное

Размер сердца

Значительная

Высокое

Систолический объем и сердечный выброс

Высокая

Высокое

Состав мышечной ткани

Значительная

Высокое

Окислительный потенциал мышцы

Значительная

Высокое

Окисление липидных субстратов

Высокая

Высокое

Мобилизация липидов

Высокая

Высокое

Исследования, проведенные с участием монозиготных и дизиготных близнецов, родителей и детей, братьев и сестер во многом позволили установить влияние наследуемости и семейного сходства важных для спорта признаков. Несмотря на значительные расхождения в результатах, при­водимых разными исследователями, можно считать, что около 20—25 % возможного прироста VO2max под влиянием рациональной тренировки обусловливается генотипом спортсмена (Lesage et al., 1985; Marcotte et al., 1987; Bouchard, 1992 и др.). С этими данными согласуется и влияние наследственности на показатели кислородного пульса, сердечного выброса, окислительного потенциала скелетной мышцы (Bouchard et al., 1986; Ro-bergs, Rogerts, 2002).

Наследственным влиянием в наибольшей мере подвержены морфологические показатели. Особенно ярко наследственная зависимость проявляется в продольных размерах тела и значительно меньше в объемных. Функциональные возможности наследуются в меньшей мере, однако по большинству наиболее существенных для спорта показателей (средний выброс, максимальная вентиляция легких, артерио-венозная разница, уровень VO2max и максимального кислородного долга и др.) отмечается выраженная генетическая обусловленность (Сологуб, Таймазов, 2000).

Влияние семейного сходства на достижения в спорте подтверждают многочисленные случаи успешных выступлений родителей и детей, братьев и сестер. В любом виде спорта есть подобные примеры. Однако здесь следует учитывать, что влияние семейного сходства проявляется не только в генах, одинаковых для членов семьи, но и общими для данной семьи окружающими условиями, включая отношение к спорту, конкуренцию между различными членами семьи и т. п.

Генотип в определенной мере обусловливает и тренируемость спортсмена. Установлено, например, что лица одинакового возраста, пола, исходного уровня тренированности по разному реагируют на стандартные тренировочные программы.

Генетический вклад в способность к тренеруемости очень высок и в отношении отдельных показателей может достигать 75—85 % (Сологуб, Таймазов, 2000). Проявляется это в том, что на один и тот же объем тренирующих воздействий одни спортсмены отвечают ярко выраженными долговременными реакциями, а другие незначительными. Например, напряженная 3-месячная тренировка, направленная на увеличение силы за счет прироста мышечной массы у одних испытуемых может привести к увеличению мышечной массы на 8—10 кг, силы — на 50—60 %, а у других адаптационные реакции могут быть выражены в несколько раз меньше — увеличение мышечной массы до2 кг, силы — до 10—15 %. Такая же закономерность проявляется и в отношении других важнейших показателей, в частности отражающих мощность аэробной системы энергообеспечения. 6-месячная тренировка преимущественно аэробной направленности испытуемых представляющих однородную группу по возрасту и морфофункциональным возможностям приводит к различным результатам в зависимости от индивидуальных особенностей занимающихся. Прирост уровня VO2max у одних испытуемых не превышает 2—3 мл/кг мин (4—6 %), а у других достигает 12 — 14 мл/кг мин (примерно 25 — 30 %). Увеличение сердечного выброса также колеблется в широких пределах — от 0,5—1 л/мин до 4—5 л/мин.

Природа генетического влияния на тренируемость в основном остается неизученной. Однако с уверенностью можно утверждать, что выраженность адаптационных реакций, особенно на тренировку силовой, скоростной, аэробной и анаэробной направленности, во многом обусловливается генетическими факторами. Одни лица могут отличаться высокой способностью к адаптации под влиянием тренировки, другие — средней, третьи — низкой. Высокая степень адаптации к одним нагрузкам может сопровождаться как высокой, так и низкой адаптацией — к другим. Современный спорт высших достижений убедительно свидетельствует о постоянном увеличении роли генетических предпосылок для достижения результатов мирового уровня, что проявляются не только на уровне отдельных спортсменов, но и этнических групп. Например, выявлена четкая зависимость достижений в спринтерском беге и беге на длинные дистанции от принадлежности к определенной этнической группе. Большое количество выдающихся бегунов-спринтеров являются выходцами из районов западной Африки южнее Сахары и тех этнических групп, которые мигрировали из этих областей в Америку или Европу. Большинство бегунов на длинные дистанции и марафонцев из северного и восточного регионов Африки, из Кении. Физиологические, биохимические и в последние годы генетические исследования показали существенные генетические различия между жителями северо-восточной и северозападной Африки, а темный цвет кожи является лишь внешним признаком, скрадывающим отсутствие значительных различий. В действительности, между этими этническими группами различий значительно больше, чем между представителями северо-восточной Африки и Европы (Diskhuth, 2004). Предпосылкой такого положения, по мнению специалистов, является отсутствие генетического обмена между отмеченными африканскими этническими группами в силу географических и историко-социальных причин, что и обеспечило дифференциацию их развития.

Указанная зависимость наиболее ярко может быть подтверждена упоминанием имен выдающихся спортсменов — представителей различных регионов Африки. Только за 4  года (2000— 2003) на мировой арене появилась большая группа (более 10 чел.) спортсменов, добившихся выдающихся результатов в беге на длинные дистанции — С. Сиин, Г. Гебремариам, С. Кипкитер, А. Мез-гибу, Д. Корир, Р. Лимо, П. Ивути и др. Все они являются представителями стран северной и восточной частей Африки. Не менее внушителен список выдающихся спринтеров, представителей этнических групп, проживающих на территории стран, расположенных южнее Сахары, в основном, в западной части Африки — М. Грин, Б. Сурин, А. Болдон, О. Томпсон, Д. Чемберс, Ф. Фредерике и др.

Отмечая большое влияние генетической предрасположенности на достижения в современном спорте, следует отметить, что уровень знаний в этой области в значительной мере базируется на предположениях, а не на точно доказанных фактах. В частности, достоверно не доказано, какие гены определяют уровень достижений в видах деятельности, связанных с проявлением скоростных качеств или выносливости, а результаты ассоциативных исследований могут дать лишь относительные представления о действительной роли различных генов-кандидатов (Montgomery et al., 2002; Diskhuth, 2004). Ситуация усложняется и в связи с тем, что физические способности, вероятнее всего, определяются сложным сочетанием суммарного воздействия целой группы генов (Rankinen et al., 2002).