Що зробило людей бігунами? Виявляється, справа в генах
Ми вже писали, які саме «надздібності» роблять людину кращим бігуном на довгі дистанції. Але що призвело до їхньої появи? Недавні дослідження стверджують, що причина — в генах.
Друзі, ми запустили донати: якщо вам подобається те, що ми робимо, ви можете підтримати нас на Патреоні. Так ми зможемо готувати для вас ще більше цікавих і корисних матеріалів. Деталі тут.
На тренінгах кажуть, що наші здібності нескінченні, варто тільки поставити мету і розвиватися. Науковці вважають інакше. Те, як ми виглядаємо, на що ми здатні і як почуваємось — результат взаємодії генетики і оточуючого середовища. Тобто є вроджені здібності, схильності і обмеження, які не здолати.
Як гени впливають на нашу здатність бігати та відновлюватися
Під час бігу на довгі дистанції м’язові волокна сильно пошкоджуються і виснажуються, і навіть втрачають частину свого вмісту — міоглобін та креатинкіназа м’язів покидають м’язи, тому їх можна виміряти в крові після забігу.
Виявляється, що саме генетика впливає на те, наскільки це пошкодження буде сильним.
В 71-го досвідченого марафонця взяли зразки крові і виміряли маркери пошкодження м’язів, а також силу скорочення до і після забігу. В учасників експерименту також визначили, які варіанти генів, так чи інак пов’язаних із бігом, в них є. У будь-якого гену є різні варіанти, тому ми різні від народження. Виявилося, що бігуни із найменшими пошкодженнями м’язів мали найкращу генетику.
До генів, певні варіанти яких дарують нам хороші спортивні показники, відносять, наприклад, ангіотензин-перетворюючий фермент чи альфа-актинін-3. Останній особливо важливий для ефективного спринту. Один із варіантів гену CREB-1 визначає витривалість.
Гени та африканські бігуни
Питання генетики спадає на думку, коли дивишся списки переможців великих марафонів. Адже найкрутіші бігуни часто походять із Східної Африки, зокрема, з кенійського племені Календжин. Дослідження генетики африканців подекуди називають расистськими. Втім, каленждинці справді мають спільні риси.
В елітних бігунів Кенії чи Ефіопії — особлива будова тіла: довгі тонкі легкі «пташині» ноги із вузькими колінами. Нога працює як важіль, і чим він довший, то більшу силу він розвиває при дії однакової ваги. А будова тіла — це, як не крути, генетика, причому мова йде про низку генів, а не про якісь один диво-ген.
Крім цього, східноафриканських атлетів часто об’єднує проживання і тренування на висоті вище 2000 метрів над рівнем моря — завдяки цьому в їхній крові більше гемоглобіну. Отже, м’язам дістається суттєво більше кисню, якщо бігати марафони в низині.
В кенійців також багатий на повільні вуглеводи раціон, а ще — неймовірна мотивація. Елітні бігуни в Кенії — це все одно, що рок-зірки в США.
Чи є генетичні тести, що визначають «схильність до бігу»?
Так, тести вже існують, але із ними слід бути обережними — в одному досліді атлетів тестували на варіант вже згаданого гену СREB-1, що визначає їх витривалість. І сказали деяким навмисне хибні результати.
Ті, хто генетично був витривалим, але «дізнався», що в нього «погана генетика», став гірше бігати. І навпаки — люди, що генетично були не витривалі, після отримання «втішної звістки» чудово тренувалися.
Те саме відбулося і при тестуванні людей на схильність до переїдання. Отже, генетичні тести — це цікаво, але може похитнути нашу віру в себе.
Та чи генетика стримає ваше прагнення бігати, якщо ви — з Поділля чи Слобожанщини, а не зі Східної Африки? Навряд чи. А все тому, що ми все одно генетично прошиті бігати і хочемо медальку.
Як люди перетворилися на бігунів
Два чи три мільйони років тому наші пращури втратили один ген. Це багато чого змінило — від фертильності, кращого вродженого імунітету, здатності багато бігати до ризику раку через червоне м’ясо. Такі зміни зробили суттєвий внесок в появу сучасного виду людини.
У вересні 2018 року дослідники із Сан-Дієго, США, опублікували статтю, де припускають, що втрата гену CMAH свого часу зробила нас бігунами і вивела із лісів у африканські савани.
Мавпи мають повноцінний його варіант, а ми — псевдоген, тобто ген, що став неробочим через мутацію. Згодом люди розвинули довші кінцівки, більш ефективні потові залози, потужніші сідничні м’язи — все те, що дозволяло багато бігати щодня і ефективно полювати.
Що це за ген і чому в нього стільки ефектів — від бігу до схильності до раку? CMAH — ген ферменту, що утворює N-гліколіл-нейрамінову кислоту, одну із сіалових кислот. Ця молекула бере участь у взаємодії між клітинами, їх переміщенні в тілі і сприйнятті клітинами різних сигналів. Ось чому ефектів одного гену так багато.
В людини, на відміну від решти ссавців та родичів-приматів, ця кислота із невимовною назвою не трапляється. Немає її також у птахів.
Ген CMAH досліджують давно у зв’язку із впливом надлишку червоного м’яса (в ньому багато тої самої сіалової кислоти) на здоров’я — експерименти показують, що значні кількості чужої нам N-гліколіл-нейрамінової кислоти червоного м’яса можуть провокувати запалення, артрит, діабет 2 типу і навіть рак.
Але як побачили еволюційний зв’язок між геном CMAH та здатністю бігати?
Дослідники із Сан-Дієго зробили мишей-мутантів за цим геном — в них він став неактивний. Такі мишки значно довше добровільно бігали в колесі, менше проявляли втому, а їх м’язи лапок отримували більше кисню і мали більше капілярів.
Перевірка втоми мишок чимось нагадує Ironman навпаки — гризун спершу багато бігає, а потім його кидають у воду, і дивляться, як довго той може плисти, поки не потоне. Автори зробили висновок, що відсутність гену CMAH покращує постачання кисню в скелетні м’язи.
Ось що каже автор дослідження Ajit Varki, лікар, професор клітинної і молекулярної Медицини в Медичній Школі Сан-Дієго:
«Якщо ці відкриття перенести на людей, то можна припустити, що ранні гомініди, які завдяки тиску природного добору спершу краще лазили деревами, через цю мутацію спустилися із дерев та стали постійними мисливцями-збирачами, що мандрували по землі».
Що ще заохочує людей бігати
Ще одна пов’язана із бігом річ, вбудована в наше тіло внаслідок еволюції, — це здатність отримувати від бігу на довгі дистанції задоволення і знеболення. Мова йде про так званий стан runner’s high, коли в мозку виділяються ендоканабіноїди.
Вони утворюються після тривалої і досить виснажливої дистанції, не щоразу і не у всіх.
Тим не менше, науковці вважають, що виділення ендоканабіноїдів під час бігу — це еволюційний механізм заохочення людей бігати і допомоги їм у подоланні болю і виснаження.
Не було б ендоканабіноїдів — менше би було мотивації заганяти здобич, займалися би лише збиральництвом, вважають дослідники.
А якщо хтось не отримує від бігу задоволення, то що, в нього немає відповідних генів утворення канабіноїдів? Не зовсім. Мова йде не про один ген, а про саму реакцію мозку на біг. В людей, що мало треновані і поки не можуть здолати великі відстані, «прихід» може не настати. Тренування і збільшення кілометражу — ось надійний шлях до runner’s high.
То яка роль генетики?
Так, генетика може стати нам в пригоді — деякі люди із довгими ногами, м’язовими волокнами певного типу чи стійкими до ушкоджень клітинами бігають самі по собі краще.
Які ми — це результат і генетики, і тренувань, і способу життя, і навіть місця проживання. Тренування і мотивація — головні у спортивних результатах.
Ми еволюціонували, аби бігати та отримувати від цього задоволення. Якщо хтось буде кепкувати, то так і кажіть — не праця, а біг (а також секс та емпатія) зробили із мавпи людину.
