Спортивная генетика переживает революцию, предлагая врачам инструменты для создания персонализированных программ тренировок. Современные ДНК-тесты для спортсменов позволяют учитывать генетическую предрасположенность к спорту, минимизируя риски и максимизируя результаты.

Говоря о спортивных способностях, следует отметить, что они присущи не только олимпийским чемпионам. У каждого человека есть спортивные способности - индивидуальная генетическая предрасположенность к спорту, определяющие успех в спортивной деятельности.

Давно известно, что спортивные способности формируются под влиянием двух факторов: генетических особенностей и средовых факторов. Индивидуальная генетическая предрасположенность заложена в человеке с рождения, а средовые факторы включают в себя условия жизни. Генетика физической активности и среда вместе образуют фенотип, который может включать в себя фенотипы силы, выносливости, скорости и других характеристик. Именно так формируется спортивная «одарённость».

Спортивная генетика — это направление генетики, изучающее часть генома человека в аспекте двигательной и спортивной активности. Официально это определение было дано в 1983 году. Однако предпосылки для формирования этого направления закладывались многие годы.

В 1997 году было известно всего лишь пять генов, связанных с генетическими предрасположенностями к спорту. В 2004 году их количество увеличилось до 101, а сейчас мы знаем около 200 генов, которые связаны с развитием физических качеств человека. Это подчеркивает необходимость идти в ногу со временем и использовать ДНК-тестирование в фитнесе.

Генетика определяет 20-30% здоровья, а среда — 50%. Зная генетику физической активности, мы можем адаптировать образ жизни под них, что в сумме позволяет влиять на 70-80% здоровья.

Генетика физической активности зависят от нескольких факторов:

• Морфологические особенности тела. Эти параметры можно определить на осмотре с помощью антропометрии и биоимпедансометрии.
• Двигательные способности включают координацию тела, силу, скорость, выносливость и гибкость. Эти параметры можно оценить, но без генетического теста сложно определить врожденную предрасположенность к ним.
• Реакция сердечно-сосудистой и дыхательной систем на физическую нагрузку также влияет на спортивные способности.

Двигательные способности играют ключевую роль в спорте, и для их понимания необходимо знать строение мышц, поскольку движение осуществляется за счет мышечной системы.

Скелетные мышцы состоят из двух типов волокон: быстрых и медленных. Быстрые мышечные волокна быстро сокращаются, но и быстро утомляются, так как у них заканчивается собственная энергия. Они работают за счет анаэробного пути и участвуют в коротких интенсивных нагрузках. Медленные мышечные волокна, напротив, медленнее сокращаются и утомляются, так как используют аэробный путь получения энергии и подходят для выполнения низкоинтенсивных силовых упражнений в течение длительного времени.

Генетика мышечного роста вносит значительный вклад в показатели силы и выносливости — от 30 до 85%. Теперь, когда мы понимаем, что мышцы могут быть разными, перед нами встает вопрос: «Как понять, какие мышечные волокна преобладают у конкретного пациента?». Для этого необходим генетический тест.

Важные гены, отвечающие за силу и выносливость:

• Ген PGС1a. Если у нас появляется аллель G в гене PGC1a, то будет преобладать сила. Аллель А, напротив, указывает на выносливость.
• Ген ACE. Аллель D – сила; аллель I– выносливость.
• Ген PPARA. Аллель С – сила; аллель G – выносливость.

Генетический тест «Диетология» от Basis Genomic Group позволяет определить эти качества в разделе «спортивная генетика».

В целом, всех людей можно разделить на три группы:

1. Те, у кого развита выносливость.
2. Те, у кого развиты скоростно-силовые качества.
3. Универсальные: у них развиты как скоростно-силовые качества, так и выносливость.

Если у человека есть генетическая предрасположенность к спорту в аспекте выносливости, ему рекомендуются длительные нагрузки средней или малой интенсивности. Рекомендуемые виды спорта включают спортивную ходьбу, бег трусцой и длинные дистанции. Другой важный аспект — набор мышечной массы. У людей с развитой выносливостью, как правило, астеническое телосложение, и они менее склонны к набору мышечной массы, что затрудняет достижение рельефности.

Если у человека есть генетическая предрасположенность к спорту в аспекте скоростно-силовых качеств, ему рекомендуются кратковременные интенсивные тренировки, чтобы избежать истощения организма. Рекомендуемые виды спорта включают тяжелую атлетику, силовой тренинг, бодибилдинг и пауэрлифтинг, а также короткие дистанции, такие как спринт и прыжки. Для пациентов, не являющихся спортсменами, это означает, что они не могут тренироваться долго и быстро утомляются. Им рекомендуются интенсивные тренировки продолжительностью 20-30 минут.

Однако существуют и универсальные люди, которых можно назвать будущими олимпийскими чемпионами, так как у них развиты и выносливость, и скоростно-силовые качества. Это позволяет им успешно заниматься любым видом спорта.

Физическая нагрузка оказывает значительное влияние на функции организма, и важно учитывать, как сердечно-сосудистая система реагирует на это воздействие. Генетический тест выявляет важные гены, связанные с этой реакцией. Анализатор теста может указать, например, на высокий риск повышения давления во время физической нагрузки или отсутствие такого риска.

Ген АGT кодирует белок ангиотензин, также повышающий давление, что может рассматриваться как риск гипертонической болезни. Однако в данном случае он рассматривается как фактор повышения давления во время физ. нагрузки.

У пациентов с полиморфизмами в этих генах пульс и давление будут повышаться сильнее при физической нагрузке. В таких случаях необходимо мониторировать давление и не вводить запланированную нагрузку сразу, а постепенно увеличивать кардиовыносливость.

Во-первых, если у пациента высокий риск повышения давления, необходимо выбрать соответствующий тип физической нагрузки. Важно регулировать уровень и интенсивность тренировок, чтобы обеспечить безопасный тренировочный режим. Рекомендуется сделать выбор в пользу медленных тренировок с низкой интенсивностью, с паузами для отдыха.

Современные фитнес-браслеты позволяют отслеживать давление до, во время и после тренировки, что помогает контролировать состояние пациента. Если такой пациент начнет заниматься физкультурой с неподходящей интенсивностью, это может привести к гипертоническому кризу или ухудшению общего состояния, что заставит его отказаться от занятий.

Таким образом, правильный подбор физической нагрузки и мониторинг состояния пациента являются ключевыми для безопасного и эффективного тренировочного процесса.

Восстановление после физической нагрузки зависит от уровня физической подготовки и скорости восстановления мышечных волокон. Во время физической нагрузки мышцы повреждаются, что приводит к микротравмам, истощению гликогена и АТФ. Эти процессы генетически обусловлены.

Один из важнейших генов, AMPD1, кодирует фермент, ответственный за метаболизм энергии в мышцах при физической нагрузке. Полиморфизм в этом гене снижает скорость сокращения и увеличивает время расслабления, что приводит к слабости и быстрой утомляемости даже после тренировок средней интенсивности.

Другой важный ген IL6 кодирует белок, участвующий в иммунном ответе и острой фазе воспаления. Полиморфизм в этом гене приводит к склонности к воспалениям в мышцах, микротравмам связок и суставов. Пациенты с таким полиморфизмом могут испытывать болезненность и воспаление в мышцах, связках и суставах.

Гены AMPD1 и IL6 определяют частоту и длительность тренировок, а также скорость восстановления пациента. На основе этих данных мы выбираем кратность тренировок: каждый день, через день или два раза в неделю.

Далее мы определяем оптимальный уровень физической нагрузки, её интенсивность. Затем составляем план реабилитации. Без должного восстановления эффективность следующей тренировки будет снижена.

Понимание генетики физической активности пациента позволяет эффективно выстраивать тренировочный путь и снижать вес. Некоторые люди худеют просто благодаря высокой двигательной активности, в то время как другие, посещая спортзал, не достигают снижения веса. Это зависит от генов ADRB3 и ADRB2, ответственных за превращение жировых запасов в энергию.

Ген ADRB3 кодирует B3 рецептор в жировых клетках, который отвечает за процессы липолиза — расщепление жиров в ответ на физическую нагрузку. Адреналин, вырабатываемый при физической нагрузке, взаимодействует с этим рецептором, стимулируя липолиз. При наличии полиморфизма в этом рецепторе его активность снижается, что приводит к накоплению жиров и углеводов без перехода к отдаче энергии.

Ген ADRB2 кодирует B2 адренергические рецепторы, ответственные за интенсивность гликогенолиза и глюконеогенеза. При наличии полиморфизма в этом гене рецепторы снижают свою активность, что требует более интенсивной физической нагрузки для расходования энергии.

При наличии полиморфизмов в генах ADRB3 и ADRB2, клетки стремятся сберегать энергию, не желая отдавать жиры. В этом случае необходимы усиленные интервальные нагрузки, которые включают чередование степени интенсивности. Например, функциональный тренинг с кардио- и силовыми упражнениями, а также игровые виды спорта. Необходимо сочетать периоды интенсивной и умеренной нагрузки. От количества подобных интервалов внутри тренировка зависит количество «запусков» на расщепление жиров. Кроме того, при нагрузке необходимо значительное учащение сердцебиения.
Если говорить о частоте пульса, важно понимать разницу между аэробной и анаэробной физической нагрузкой.

Аэробная нагрузка использует кислород в качестве источника энергии, тогда как анаэробная нагрузка задействует глюкозу и мышцы при недостатке кислорода. Например, при средней интенсивности физической активности расходуется кислород. При повышении интенсивности, когда кислорода становится недостаточно, организм начинает использовать глюкозу из мышц, а затем и жир из жировой ткани.

Понимание анаэробной зоны важно для разработки рекомендаций для пациентов. Аэробная выносливость, максимальное количество кислорода, которое человек может потреблять в течение 1 минуты, на 50% зависит от генетики, включая более 90 генов, таких как гены, связанные с построением мышц (AKT1, AMPD), поддержанием баланса электролитов (ATP1A2) и транспортом кислорода (NOS3, GPX1).

При рекомендации физической нагрузки пациенту важно давать конкретные указания. Обычно мы ограничиваемся фразой “занимайтесь физической нагрузкой”, но есть рекомендованная ВОЗ оценка физической нагрузки - МЕТ.

Нагрузки делятся на низкую (менее 5 МЕТ в час), среднюю (5-9 МЕТ) и высокую (более 9 МЕТ). В генетическом тесте приводится обширная таблица, которая также доступна в интернет-источниках. Например, йога и растяжка - 2,5 МЕТ, степпер - 9 МЕТ.

Например, для похудения нужно 45 МЕТ в неделю, для поддержания веса - 30 МЕТ. Представим женщину, желающую снизить вес. Она занимается растяжкой и расходует всего 2,5 МЕТ. Чтобы набрать 45 МЕТ, она должна заниматься растяжкой 20 часов. А если, например, у нее есть «поломка», связанная с адренорецептором, ей нужна интервальная нагрузка, поскольку растяжка не запустит жиросжигание даже при 20 часах занятий.

Таким образом, после сдачи генетического теста, мы выполняем следующие шаги:

1. Постановка задач: работаем под конкретный запрос пациента, например, снижение веса, набор массы тела, реабилитация, развитие кардиовыносливости.
2. Определение типа пациента: выносливый марафонец или скоростно-силовой спортсмен.
3. Подбор вида спорта: для марафонцев - один спорт, для скоростно-силовых - другой.
4. Составление плана физической активности: кратность, длительность и интенсивность тренировок. Этот план передается фитнес-тренеру или врачу-реабилитологу.
5. Составление плана восстановления: учитываем, как восстанавливаются мышцы на генетическом уровне.
6. Просчет риска травматизации: выбор определенных видов спорта в зависимости от генетических особенностей.

Знание генетических особенностей позволяет достигать лучших результатов благодаря природным данным. Зная свои генетические предрасположенности, можно получить максимальный эффект от тренировок за короткое время. Понимание генетики минимизирует вред и максимизирует пользу для здоровья и тела.

Спортивная генетика - это будущее профилактической медицины. Внедрение ДНК-тестов в практику позволяет перейти от универсальных рекомендаций к истинно персонализированному подходу.