ژن های ورزشکار : بررسی نقش ژن ها در توان ورزشی افراد

موفقیت ورزشی تحت تأثیر بسیاری از عوامل ژنتیکی موثر بر ویژگی‌های بیوشیمیایی، بافت‌شناسی، تن‌سنجی، فیزیولوژیکی و روان‌شناختی و همچنین وضعیت سلامت عمومی است. محققان بریتانیایی در سال 2012 با مطالعه ای که بر ورزشکاران انجام دادند گزارش کردند که به طور متوسط، 66 درصد از استعداد های ورزشی را می توان با عوامل ژنتیکی توضیح داد. مابقی عوامل مرتبط با استعداد ورزشی عوامل محیطی، مانند تمرین عمدی، تغذیه، کمک های ارگوژنیک، محل تولد، در دسترس بودن حمایت پزشکی و اجتماعی، و حتی شانس هستند.

تغییرات تک نوکلئوتیدی یا SNPها به عنوان یکی از مهمترین عوامل تفاوت افراد مختلف، یکی از مواردی هستند که میتوانیم با استفاده از آنها ژنتیکی ورزشکاری یا ژنتیک استعداد ورزشی را پیش بینی کنیم.

در ادامه با بررسی چند مطالعه موردی کوتاه در مورد ژن های ورزشی صحبت میکنیم و تاثیر ژنتیک در ورزش را مورد ارزیابی قرار میدهیم.

آیا ژنتیک باعث موفقیت ورزشکار میشود ؟

ژنتیک ورزشی یکی از مواردی است که بحث های بسیار زیادی حول آن انجام میشود. به عنوان مثال این سوال که آیا شما میتوانید صرفا با تمرین زیاد قهرمان دو جهان بشوید یا قهرمان دو جهان از نظر ژنتیکی تفاوت هایی دارد که باعث این شده ؟ و آیا فردی با ژنتیکی نزدیک به رونالدو، حتما فوتبالیست خوبی خواهد شد ؟

ساده ترین جواب به این مورد، نتیجه مطالعات پژوهشگران دانشگاه Vrije Universiteit است. این محققان 4488 زن بالغ دو قلو را برای مطالعه خود انتخاب کردند. وضعیت ورزشکار با پرسیدن از دوقلوها اندازه گیری شد که آیا تا به حال در ورزش شرکت کرده اند و بالاترین سطح کسب شده چه بوده است. دوقلوهایی که در سطح شهرستان یا کشور مسابقه داده بودند، ورزشکاران نخبه محسوب می شدند. با استفاده از مدل سازی معادلات ساختاری در Mx، وراثت پذیری وضعیت ورزشکار 66 درصد برآورد شد. این مقاله با عنوان Genome-Wide Linkage Scan for Athlete Status in 700 British Female DZ Twin Pairs در ژورنال Twin research در سال 2012 چاپ شده است.

البته به نظر میرسد، وراثت پذیری ورزش بایستی به صورت اختصاصی در هر ورزشی مورد مطالعه قرار گیرد. مثلا وراثت پذیری ورزش استقامتی با وراثت پذیری ورزش سرعتی تفاوت خواهد داشت. با این وجود میتوان عددی بین 50 تا 70 درصد را برای توارث پذیری ورزشی در نظر گرفت.

در این شرایط جواب سوال ساده است. اگر شما مانند رونالدو هم تمرین کنید، رونالدو نخواهید شد! اما اگر ژنوم شما مشابه رونالدو باشد هم رونالدو نخواهید شد ! یک ورزشکار فوق حرفه ای حاصل ترکیبی از محیط و ژنتیکی است.

ژن های ورزشکاری

تاکنون مجموعه ژن های مختلفی مرتبط با ورزش عنوان شده است. مثلا محققین روسی یک پنل 128 SNP مرتبط با توانمندی ورزشی را در سال 2023 معرفی کردند که شامل 41 ژن مربوط به استقامت، 45 اسنیپ مربوط به قدرت و 42 اسنیپ مربوط به استحکام یا تاب آوری بود.

از میان این ژن ها مهمترین نشانگرهای ژنتیکی شامل AMPD1 rs17602729 C، CDKN1A rs236448 A، HFE rs1799945 G، MYBPC3 rs1052373 G، NFIA-AS2 rs1572312 C، PPARA rs236448 G، PPARA rs1572312 C، PPARA rs236448، همه PPARA rs1572312، G425. les for برای استقامت و ACTN3 rs1815739 C، AMPD1 rs17602729 C، CDKN1A rs236448 C، CPNE5 rs3213537 G، GALNTL6 rs558129 T، IGF2 rs680 G، IGSF3 rs236448، IGSF3 rs207، و IGSF3 rs40rs 7832552 آلل T برای قدرت; و ACTN3 rs1815739 C، AR ≥21 CAG، LRPPRC rs10186876 A، MMS22L rs9320823 T، PHACTR1 rs6905419 C، و آلل PPARG rs1801282 G برای استحکام بودند. — برای مطالعه بیشتر و دقیق تر به لینک مقاله مراجعه کنید — .

در این زمینه مطالعات بسیار گسترده است و برخی مطالعات کاملا اختصاصی هستند مثلا محققین انگلیسی در مقاله ای با عنوان A Genome-Wide Association Study of Sprint Performance in Elite Youth Football Players به بررسی ژن های مربوط به استعداد سرعت در فوتبالیست ها پرداختند و تعداد 12 اسنیپ را معرفی کردند. به عنوان مثال در این مطالعه پلی‌مورفیسم rs55743914 واقع در ژن PTPRK به‌عنوان مهم‌ترین برای تست سرعت 5 متری (10×7.7=p) مشخص شد. سایر اسنیپ های معرفی شده برای این ورزشکاران rs1800795، rs7247312، rs699، rs1800795 ، rs680 و rs1042713 بودند.

در مقاله ای با عنوان Advances in sports genomics در مجله Advances in Clinical Chemistry پس از یک بررسی کلی روی ارزیابی ارتباط ژنتیک و ورزش، عنوان شده که در پایان سال 2020، تعداد کل پلی‌مورفیسم‌های DNA مرتبط با وضعیت ورزشکار 220 مورد گزارش شده، که 97 نشانگر در حداقل دو مطالعه (35 مربوط به استقامت، 24 مربوط به قدرت، و 38 نشانگر مربوط به استحکام) قابل توجه بودند. علاوه بر این، حداقل در دو مطالعه، 29 نشانگر ژنتیکی با آسیب های بافت نرم مرتبط است. معتبرترین ترین SNP های ورزشی عبارتند از HFE rs1799945، MYBPC3 rs1052373، NFIA-AS2 rs1572312، PPARA rs4253778، و PPARGC1A rs8192678 برای استقامت. ACTN3 rs1815739، AMPD1 rs17602729، CPNE5 rs3213537، CKM rs8111989، و NOS3 rs2070744 برای برق؛ LRPPRC rs10186876، MMS22L rs9320823، PHACTR1 rs6905419، و PPARG rs1801282 برای استحکام؛ و COL1A1 rs1800012، COL5A1 rs12722، COL12A1 rs970547، MMP1 rs1799750، MMP3 rs679620 و TIMP2 rs4789932 برای آسیب های بافت نرم. با این حال، در این مقاله تاکید شده که صدها یا شاید هزاران SNP در بدن در استعداد ورزشی موثرهستند و این گزارشات تنها بخش کوچکی از آنها است که مورد مطالعه قرار گرفته اند.

با چه تکنیکی میتوان ژنتیک ورزشکاری را مشخص کرد ؟

در گذشته، بررسی کلی ژنوم بسیار دشوار بود. انجام سکانس کل ژنوم انسان یکی از پروژه های بزرگ بشری بود و بعد از دستیابی نوعی اتفاق عظیم افتاد. اما امروزه شما میتوانید به آزمایشگاهی مراجعه کنید و درخواست توالی یابی کل ژنوم داشته باشید. اما بازهم امکان غربالگری بر اساس توالی یابی کل ژنوم وجود ندارد. اما تکنیک SNP Array به عنوان یک تکنیک ارزان و سریع میتواند برای شما تعداد زیادی SNP را در مدت کوتاهی تعیین کند. امروزه چیپ های تجاری میکرواری ایلومینا در حدود 600 تا 800 هزار SNP را برای شما گزارش میکنند.

شما میتواند با استفاده از یک میکرواری و دانستن معتبرترین اسنیپ های ورزشی، تا حدود قابل توجهی استعداد ژنتیکی ورزشی فرد را تخمین بزنید. ولی همواره باید توجه داشته باشید، کل ژنوم انسان دارای 650 ملیون شناخته شده است و ما با تکنیک های مرسوم ماکسیمم تا 10 ملیون نقطه را میتوانیم در فرد ارزیابی کنیم. علاوه بر این تمام تاثیرات ژن ها تاکنون شناخته نشده است. اما بازهم با وجود تمام کمبود ها و ضعف های دانشی بشر، ژن های معروف ورزشی شناخته شده و قابل استناد هستند.

سایر مزایای ژنتیکی برای ورزشکاران

ژنتیکی برای ورزشکاران صرفا به ارائه استعداد ورزشی بسنده نکرده بلکه ژنتیک به شما خطر مصدومیت را نیز اعلام میکند. مطالعات گسترده ای در مورد نقش ژن در خطر بروز مصدومیت های ورزشی منتشر شده و مثلا در یک مقاله ژن های مرتبط با خطر پارگی رباط صلیبی معرفی شده اند. در مقاله دیگری حتما در این مورد صحبت خواهیم کرد.

همچنین ژنتیک میتواند نقش زیادی در تنظیم رژیم غذایی ورزشکاران داشته باشد. به عنوان مثال در مقاله ای مصرف قهوه در ورزشکاران را بررسی کردیم اما اثرگذاری بسیاری از ترکیبات غذایی دیگر و مکمل های ورزشی وابسته به ژنتیک بوده و قابل ارزیابی است.