Что сделало людей бегунами? Оказывается, все дело в генах

Мы уже писали, какие именно «суперспособности» делают человека лучшим бегуном на длинные дистанции. Но что привело к их появлению? Недавние исследования утверждают, что причина — в генах.

Читати українською

На тренингах утверждают, что наши способности бесконечны, стоит только поставить себе цель и развиваться. Ученые считают иначе. То, как мы выглядим, на что способны и как себя чувствуем — результат взаимодействия генетики и окружающей среды. То есть, врожденные способности, склонности и ограничения, которые не преодолеть.

Как гены влияют на нашу способность бегать и восстанавливаться

Во время бега на длинные дистанции мышечные волокна сильно повреждаются и истощаются, и даже теряют часть своего содержимого — миоглобин и креатинкиназа покидают мышцы. Их потери можно измерить.

Оказывается, что именно генетика влияет на то, насколько сильным будет повреждение мышц.

У 71-го опытного марафонца взяли образцы крови до и после забега и измерили маркеры повреждения мышц и силу сокращения. А также определили, какие варианты генов, так или иначе связанных с бегом, есть у участников эксперимента. У любого гена есть разные варианты, поэтому мы от рождения разные. Оказалось, что у бегунов с наименьшими повреждениями была наилучшая генетика.

К генам, определенные варианты которых обеспечивают нам хорошие спортивные показатели, относят, например, ангиотензин-превращающий фермент или альфа-актинин 3. Последний особенно важен для эффективного спринта. Ген CREB-1 отвечает за выносливость на тренировках.

Гены и африканские бегуны

Мысли о генетике приходят в голову, когда смотришь списки победителей крупных марафонов. Ведь самые крутые бегуны часто родом из Восточной Африки, в частности, из кенийского племени Календжин. Исследования генетики африканцев иногда называют расистскими. Но ведь каледжинцы действительно имеют отличительные черты.

У элитных бегунов Кении и Эфиопии особенное строение тела: длинные тонкие легкие «птичьи» ноги с узкими коленями. Нога работает как рычаг, и чем он длиннее, тем большую силу развивает при приложении одного и того же веса. А строение тела — это, как ни крути, генетика, причем речь идет о ряде генов, а не про один чудо-ген.

Кроме того, восточноафриканских атлетов часто объединяет проживание и тренировки на высоте более 2000 метров над уровнем моря — благодаря этому в их крови больше гемоглобина. Поэтому мышцам достается существенно больше кислорода, если соревноваться на уровне моря.

Среди других факторов успеха кенийцев: рацион, который богат медленными углеводами, а также невероятная мотивация. Элитные бегуны в Кении — все равно, что рок-звезды в США.

Есть ли генетические тесты, определяющие «склонность к бегу»?

Да, такие тесты уже существуют, но с ними стоит быть осторожными — в одном опыте атлетов исследовали на предмет варианта гена CREB-1, который определяет выносливость. Некоторым специально сообщили ложные результаты.

Те, кто генетически были выносливыми, но узнали, что у них «плохая генетика», стали бегать хуже. И наоборот — люди, которые генетически не были выносливыми, после получения «благой вести» прекрасно тренировались.

То же самое произошло в тестировании людей на генетическую склонность к перееданию. В общем, генетические тесты — это интересно, но может подкосить нашу веру в себя.

И сдержит ли генетика ваше желание бегать, если вы с Подолья или Слобожанщины, и не из Восточной Африки? Вряд ли. А все потому, что мы все равно генетически прошиты бегать и хотим медальку.

Как люди стали бегунами

Два или три миллиона лет назад наши предки потеряли один ген. Это многое изменило — от фертильности, лучшего врожденного иммунитета, способности бегать до риска рака из-за красного мяса. Такие перемены сделали существенный вклад в появление современного вида человека.

В сентябре 2018 года исследователи из Сан-Диего, США, опубликовали статью, где предположили, что потеря гена СМАН в свое время сделала наших предков бегунами и вывела из лесов в африканские саванны.

У обезьян есть полноценный вариант этого гена, а у нас — псевдоген, то есть ген, который стал нерабочим из-за мутации. После этого ноги предков людей стали длиннее, потовые железы — эффективнее, ягодичные мышцы — мощнее. Все то, что позволяет каждый день бегать и эффективно охотится.

Что же это за ген, и почему у него столько эффектов — от бега до предрасположенности к раку?

СМАН — ген фермента, который создает N-гліколил-нейраминовую кислоту, одну из сиалових кислот. Эта молекула участвует во взаимодействии между клетками, их перемещении в теле и восприятии клетками разных сигналов. Вот почему эффектов одного гена так много.

У человека, в отличие от остальных млекопитающих и сородичей-приматов, эта кислота с непроизносимым названием не образуется. Нет её и у птиц.

Ген CMAH давно исследуют в связи с влиянием избытка красного мяса (в нем много сиаловых кислот) на здоровье. Эксперименты показывают, что значительные количества чужой нам N-гликолил-нейраминовой кислоты красного мяса могут провоцировать воспаление, артрит, диабет 2 типа и даже рак.

Но как увидели эволюционную связь между геном СМАН и способностью бегать?

Исследователи из Сан-Диего создали мышей-мутантов с неактивным геном. Такие мышки значительно дольше добровольно бегали в колесе, меньше проявляли усталость, и мышцы их лапок получали больше кислорода и имели больше капилляров.

Проверка усталости мышек чем-то напоминает Ironman наоборот: грызун сначала много бегает, потом его бросают в воду и смотрят, как долго он может плавать. Авторы сделали вывод, что отсутствие активного гена СМАН улучшает доставку кислорода в скелетные мышцы.

Вот что говорит автор исследования Ajit Varki, врач, профессор клеточной и молекулярной медицины в Медицинской Школе Сан-Диего:

«Если это открытие перенести на людей, можно предположить, что ранние гоминиды, которые благодаря давлению естественного отбора изначально лучше лазили по деревьям, из-за мутации спустились с деревьев на землю и стали постоянными охотниками-собирателями, которые кочевали».

Что ещё помогает людям бегать

Еще одна связанная с бегом вещь, которая была встроена в наше тело вследствие эволюции, — это способность получать от бега на длительные дистанции удовольствие и обезболивание. Речь идет о так называемом состоянии runner’s high, когда в мозге выделяются эндоканнабиноиды.

Они образуются после преодоления длительной и довольно изнуряющей дистанции, не сразу и не у всех.

Тем не менее, ученые считают, что выделение эндоканнабиноидов во время бега — это эволюционный механизм, который толкает нас бегать и помогает преодолевать боль и истощение.

Не было бы эндоканнабиноидов — меньше было бы мотивации загонять добычу, занимались бы наши предки только сбором пищи, — считают исследователи.

А если кто-то не получает от бега удовольствия, значит ли это, что у него нет соответствующих генов образования каннабиноидов? Не совсем. Речь идет не об одном гене, а о самой реакции мозга на бег. У мало тренированных людей, которые пока не могут преодолевать большие расстояния, «приход» может не наступить. Тренировки и увеличение километража — вот надежный путь к runner’s high.

Так в чем роль генетики?

Да, генетика влияет на результаты — некоторые люди с длинными ногами, мышечными волокнами определенного типа или стойкими к повреждениям клетками сами по себе бегают лучше.

Какие мы — результат и генетики, и тренировок, и образа жизни, и даже места, где мы живем. И все же, тренировки и мотивация — главное в спортивных результатах.

Мы эволюционировали, чтобы бегать и получать от этого удовольствие. Если кто-то будет смеяться, то вы так и говорите: не труд, а бег (а еще секс и эмпатия) сделали из обезьяны человека.

Что еще почитать:

РАССКАЗАТЬ ДРУЗЬЯМ
Подпишись на регулярную рассылку с советами и статьями о беге

Первая полоса

Що таке «техніка бігу» та як її можна поліпшити
26 мая 2020 1209

Начинающим Що таке «техніка бігу» та як її можна поліпшити

«Чи зможете ви мені поставити техніку бігу?» — одне з найбільш поширених питань для тренера. При цьому під «поставити» часто мається на увазі кілька «правильних» рухів ніг, корпусу і, звичайно, «правильне» ставлення стопи, що загалом дозволило б бігунам-початківцям бігти легше і швидше.

Що таке «техніка бігу» та як її можна поліпшити
Чему нас научили тренировки на самоизоляции
21 мая 2020 1742

Мотивация Чему нас научили тренировки на самоизоляции

Сейчас, когда режиму самоизоляции вот-вот придёт конец, давайте вспомним, чему научил нас карантин, и какие из этих уроков мы можем забрать с собой, возвращаясь к нормальной жизни.

Чему нас научили тренировки на самоизоляции
Як ми виховуємо в підлітках любов до бігу. Досвід Української академії лідерства
18 мая 2020 573

Истории Досвід Української академії лідерства (УАЛ): як ми виховуємо любов до бігу в підлітках

Щоб зробити спорт культурою на рівні навчального закладу, необхідно кілька складових.

Досвід Української академії лідерства (УАЛ): як ми виховуємо любов до бігу в підлітках
Періодичне голодування: що це таке і як працює
14 мая 2020 2427

Питание Періодичне голодування: що це таке і як працює

Періодичне голодування сьогодні в тренді, і захоплені відгуки про нього трапляються все частіше. Ми спробували з’ясувати, як працює ця система харчування і як впливає на тих, хто займається спортом.

Періодичне голодування: що це таке і як працює
Подпишитесь на нашу рассылку чтобы ничего не пропустить.
Мы не надоедливы, пишем нечасто и только по делу