Ответ на физические упражнения у людей обусловлен генетическими факторами

Исследователи из университета Англия Раскин (Великобритания) провели метаанализ 24 статей с общим охватом более 3000 участников. Они искали гены-кандидаты, ассоциированные с тремя составляющими физической формы: функциональное состояние сердечно-сосудистой системы (аэробная мощность), мышечная сила и анаэробная мощность. Согласно современным исследованиям, именно эти три компонента важны для улучшения физической формы, качества жизни и успеха в спорте. Так, показатель максимального потребления кислорода (VO_2max) не только определяет функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, но и коррелирует с риском сердечно-сосудистых заболеваний, а повышение этого значения помогает предотвратить раннюю смертность.

Известно, что ответ разных людей на одинаковую физическую нагрузку может различаться значительно. Кроме того, некоторые аллели хорошо изученных генов человека обеспечивают преимущество в спорте и повышенную эффективность тренировок. Гены, влияющие на энергетический обмен и метаболизм, рост клеток, гормональный фон, работу ферментов и другие компоненты физической формы, считаются генами-кандидатами. Они, вероятно, могут предсказать эффективность разного вида тренировок для носителя конкретных вариантов.

Авторы задались целью выявить гены-кандидаты и аллели, которые лучше всего определяют ответ на тренировки. Для этого они проанализировали около четырех тысяч статей, выбрав для анализа 24 и использовав контроль COSMIN для оценки методологического качества исследований. Все участники были в возрасте от 18 до 55 лет, нетренированными, в ходе эксперимента занимались по крайней мере три раза в неделю в течение двух недель, диета оставалась без изменений.

Разница в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы, выраженные в VO_2max, по результатам всех исследований объяснялась генетикой на 44%. Наибольший вклад в разницу между индивидами вносили аллели гена ACE (ангиотензинпревращающий фермент), а также гены COX4I1 (цитохром-С-оксидаза, транспорт электронов по дыхательной цепи), CS (цитратсинтаза, часть цикла Кребса) и HADH (гидроксиацил-Коэнзим А дегидрогеназа, окисление жирных кислот).

Тренировки на силу обладают самой внушительной генетической составляющей — 72%. Разница между ответом на тренировки среди участников исследования обусловлена влиянием шести генов-кандидатов, отвечающих за силу. Наибольший вес имеют AKT1 и mTOR — ключевые гены-регуляторы синтеза белка, вероятно, в данном случае запускающие рост скелетной мускулатуры.

Анаэробная мощность показала наименьший вклад генетической компоненты в ответ на тренировки (10%). Единственный ген, выявленный в исследовании, — MAFbx (также FBXO32 или атрогин-1, часть убиквитин-лигазы, деградирующей белки).

«Поскольку у всех из нас разная генетика, наши тела немного по-разному реагируют на одни и те же упражнения. Следовательно, должна быть возможность повысить эффективность режима упражнений за счет определения генотипа, адаптируя затем конкретную программу тренировок именно для этого варианта. Это может быть особенно полезно для тех, кому нужно увидеть улучшения за короткий период времени, например, для пациентов в больницах или для профессиональных спортсменов, где незначительные улучшения могут означать разницу между успехом и неудачей», — комментирует первый автор работы Генри Чанг, исследователь из университета Англия Раскин.