Генетика и спорт: что говорят исследования о предрасположенности к нагрузкам

Можно ли «наследовать» любовь к стартам и результатам? За последние десятилетия наука уверенно отвечает: гены действительно участвуют в формировании спортивных способностей и частично подсказывают, к какому типу нагрузок человек тяготеет. Разберём, что уже известно о генетической предрасположенности к физической активности и как эти знания использовать без фанатизма.

Как возникла идея «спортивного генотипа»

Издавна замечали: в семьях звёзд спорта чаще встречаются талантливые атлеты. Но системный научный интерес оформился лишь во второй половине XX века. Советский генетик Владимир Эфроимсон одним из первых предположил, что выдающиеся результаты связаны с особенностями генотипа, и, анализируя родословные чемпионов, увидел, как часто спортивная одарённость «ходит» по родственникам. Современный пример на виду: Александр Овечкин — сын двукратной олимпийской чемпионки Татьяны Овечкиной.

В 1980-е стартовали первые поиски конкретных «спортивных» вариантов ДНК, влияющих на силу, скорость и выносливость. А с началом 2000-х массовое секвенирование генома позволило сравнивать тысячи маркеров у атлетов и связывать их с разными аспектами результативности.

«Спортивные гены»: кто за что отвечает

К началу 2020-х описаны сотни, а по некоторым оценкам — свыше тысячи генов и вариантов, связанных с физическими качествами, обменом веществ, адаптацией к экстремальным условиям и психической мобилизацией. Наиболее изученные — ниже.

ACTN3 — условный «ген спринтера»

Кодирует альфа-актинин-3, белок быстрых мышечных волокон. Вариант R577X ассоциирован с высокими показателями скорости и силы, чаще встречается у элитных спринтеров и тяжелоатлетов.

ACE — маркер выносливости

Регулирует работу ренин-ангиотензиновой системы и влияет на доставку кислорода к тканям. Отдельные варианты чаще находят у успешных стайеров и триатлетов.

PPARGC1A — «ген митохондриального биогенеза»

Участвует в контроле энергетического обмена; определённые варианты связаны с повышенным количеством митохондрий в мышцах и лучшей выносливостью.

EPOR — адаптация к высоте

Кодирует рецептор эритропоэтина, гормона кроветворения. Варианты, улучшающие реакцию на гипоксию, помогают переносить высокогорье и поддерживать выносливость.

MSTN — ограничитель роста мышц

Миостатин сдерживает гипертрофию. Редкие мутации приводят к выраженному увеличению мышечной массы и силы.

Генетические тесты для спортсменов: за и против

Коммерческие ДНК-тесты обещают «портрет» предрасположенностей и подсказки по тренировкам. Но интерпретировать их нужно осторожно. Спортивные качества формируются на перекрёстке множества генов и факторов среды: тренировочного стажа, питания, восстановления, сна, травм, психологии. Сегодня по одной генетической карте точно предсказать пьедестал невозможно. Зато тесты могут дать подсказки о рисках и переносимости нагрузок — как отправную точку для персонализации.

Эпигенетика и тренировки: когда «надписи на полях» важнее текста

Эпигенетика изучает, как включаются и выключаются гены без изменения последовательности ДНК. Это как закладки и пометки в книге: рецепты одни и те же, но какие-то мы готовим чаще. Именно поэтому однояйцевые близнецы с одинаковой ДНК могут отличаться по здоровью и даже по реакциям на тренировки — их эпигенетические профили расходятся под влиянием образа жизни.

Физические нагрузки способны модифицировать «метки» на ДНК и менять активность генов, отвечающих за обмен, митохондрии и сердечно-сосудистую систему. Регулярные тренировки на выносливость, например, сопровождаются устойчивыми эпигенетическими сдвигами — это объясняет, почему при грамотном плане прогрессируют даже люди без «идеального» набора маркеров.

Несколько фактов, о которых часто спрашивают

У кенийских марафонцев чаще встречаются «выносливые» варианты определённых генов по сравнению с многими другими популяциями.
До двух третей различий в мышечной силе между людьми могут объясняться генетикой, остальное — тренировки, питание, восстановление.
Описана редкая мутация в миостатине, резко увеличивающая мышечную массу; её находили у профессиональных бодибилдеров.
У элитных спортсменов нередко выявляют уникальные сочетания многих вариантов — эта «комбинация» и создаёт феномен таланта.
Генетика влияет не только на физиологию, но и на психические компоненты успеха: мотивацию, стрессоустойчивость, командное поведение.

Этика: тонкая грань между знанием и давлением

Расцвет «генетики спорта» поднимает серьёзные вопросы. Нельзя допускать ранней селекции детей по ДНК и давления с «предопределением» карьеры. Обсуждается и риск «генетического допинга» — попыток искусственно улучшать маркеры. Профессиональное сообщество призывает к чётким этическим правилам, прозрачности и добровольности тестирования.

Что дальше изучает наука

Ближайшие задачи исследователей — разобраться во взаимодействиях генов между собой, искать вклад редких вариантов в выдающиеся способности, глубже понять эпигенетические механизмы адаптации к нагрузкам и довести до практики персонализированные тренировочные стратегии на основе совокупности данных: ДНК, эпигенетики, биомаркеров, истории травм и отклика на тренировки.

Главное в двух строках

Генетика заметно влияет на спортивный потенциал, но не заменяет работу. «Идеальные» маркеры не принесут медаль без регулярных тренировок и грамотного режима, а отсутствие «элитной» комбинации не мешает укреплять здоровье и улучшать форму.

Знание особенностей — инструмент, но не приговор. В конце концов, Овечкин вырос в семье футболиста и баскетболистки — а выбрал хоккей. Родители дали базу, а спорт он определил сам.

Эфроимсон В.П. Генетика гениальности. М.: Тайдекс Ко, 2002.
Bouchard C. et al. Genetics of fitness and physical performance. Human Kinetics, 1997.
Pitsiladis Y. et al. Genomics of elite sporting performance: what little we know and necessary advances. Br J Sports Med. 2013; 47(9):551−5.
Ahmetov I.I., Fedotovskaya O.N. Current Progress in Sports Genomics. Adv Clin Chem. 2015; 70:247−314.
Yang N. et al. ACTN3 genotype is associated with human elite athletic performance. Am J Hum Genet. 2003; 73(3):627−31.
Gayagay G. et al. Elite endurance athletes and the ACE I allele--the role of genes in athletic performance. Hum Genet. 1998; 103(1):48−50.
Lucia A. et al. PPARGC1A genotype (Gly482Ser) predicts exceptional endurance capacity in European men. J Appl Physiol. 2005; 99(1):344−8.
de Smet S. et al. The EPOR gene is a strong candidate for explaining natural adaptation to high altitude in Tibetan and Andean populations. Hum Genet. 2021; 140(9):1321−1331.
Schuelke M. et al. Myostatin mutation associated with gross muscle hypertrophy in a child. N Engl J Med. 2004; 350(26):2682−8.
Webborn N. et al. Direct-to-consumer genetic testing for predicting sports performance and talent identification: Consensus statement. Br J Sports Med. 2015; 49(23):1486−91.
Vlahovich N. et al. Ethics of genetic testing and research in sport: a position statement from the Australian Institute of Sport. Br J Sports Med. 2017; 51(1):5−11.
Ling C., Rönn T. Epigenetics in Human Obesity and Type 2 Diabetes. Cell Metab. 2019; 29(5):1028−1044.
Voisin S. et al. Exercise training and DNA methylation in humans. Acta Physiol (Oxf). 2015; 213(1):39−59.
Scott R.A. et al. Mitochondrial DNA lineages of elite Ethiopian athletes. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 2005; 140(3):497−503.
Zempo H. et al. Heritability estimates of muscle strength-related phenotypes: A systematic review and meta-analysis. Scand J Med Sci Sports. 2017; 27(12):1537−1546.
Schuelke M. et al. Myostatin mutation associated with gross muscle hypertrophy in a child. N Engl J Med. 2004; 350(26):2682−8.
Eynon N. et al. Genes and elite athletes: a roadmap for future research. J Physiol. 2011; 589(Pt 13):3063−70.
Abe D. et al. The influence of personality traits on mood and performance in ultra-marathon runners. Pers Individ Dif. 2021; 168:110340.
Camporesi S., McNamee M.J. Ethics, genetic testing, and athletic talent: children's best interests, and the right to an open (athletic) future. Physiol Genomics. 2016; 48(3):191−5.
Loland S. Caster Semenya, athlete classification, and fair equality of opportunity in sport. J Med Ethics. 2020; 46(9):584−590.
Wang G. et al. Genomics of elite sporting performance: what little we know and necessary advances. Physiol Genomics. 2013; 45(4):173−82.