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科学家证实20多种基因变异与运动能力有关

2012年08月13日 07:46
来源:中国科学报 作者:唐凤

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■本报记者 唐凤

8月7日,英国海德公园上演了奥运会男子“铁人”争夺战,英国“铁人”布朗利兄弟以惊人的耐力和体能摘得金牌和铜牌。举重女子48公斤级比赛,日本选手三宅宏实获得银牌,三宅来自日本举重世家,她的父亲三宅义行曾在奥运会上夺得铜牌,伯父三宅义信参加过4届奥运会,取得了2金1银的成绩,并6次获得世锦赛冠军。

这样的奥运“兄弟兵”并不少见,或许这仅仅是巧合。但也有专家认为,运动选手身上看不见的特殊基因在竞技中发挥着不可小觑的作用。

目前,科学家们已经证实,20多种基因变异与运动能力有关。

1960年美国斯阔谷冬季奥运会上,芬兰运动员埃罗·门蒂兰塔获得金牌。号称拥有“运动员血液”的他参加过4届冬奥会,共获7块奥运奖牌。有趣的是,门蒂兰塔几次在赛后血液检查中都被怀疑使用违禁药品,因为他血液中的红细胞数比其他运动员多出20%以上。

科学家在调查了门蒂兰塔家族多达200人的血液样本后发现,门蒂兰塔出生时体内就已经存在着红细胞生成素受体(EPOR)基因突变,使得他的携氧能力提升了25%至50%。这就意味着他的血液能够携带比普通人更多的氧气,从而使他在滑雪比赛中速度更快、耐力更持久。

美国优越风险管理公司的主管Juan Enriquez和Steve Gullans指出,越来越多的证据表明,世界顶级运动员都或多或少携带有一些特殊的“增强表现”的基因。例如,几乎每个接受测试的奥运会男性短跑选手体内都有577R等位基因——ACTN3基因的变体。这种基因存在于85%的非洲人体内。

早在2005年,澳大利亚的一个研究小组就发现,ACTN3基因与人体肌肉的爆发力密切相关。他们调查了737名运动员后发现,普通运动员拥有ACTN3基因的比例为30%左右,参加奥运会并取得顶级运动成绩的爆发力项目,如短跑项目的运动员ACTN3基因的携带比例高达95%,特别是爆发力项目的女运动员中,这个基因携带的比例高达100%。

另一种名为血管紧张素转换酶(ACE)的基因则在人体有氧耐力素质方面起到关键作用。陕西师范大学教授熊正英指出,ACE基因主要影响人体的心肺功能,从而影响人体的有氧耐力素质。一项针对英国跑步运动员的研究发现,ACE基因变异在长跑运动员中最为普遍,更持久的耐力让他们有更好的成绩。

而优秀基因会对运动成绩产生怎样的影响?高水平运动员是由各种复杂因素“锻造”而成的,解放军理工大学理学院的马继政在论文中表示,有两个关键因素限制高水平运动成绩:基因和环境。但是,奥运会胜利者和失败者之间的差异可能不能完全归因于生理的功能、生物化学的质量以及形态学的特征,那些超出生理学范畴的心理等因素,也会使运动员处于失败或胜利的边缘。

“毫无疑问,人类功能能力和生理过程存在最大的上限,个体的基因型最大的上限存在不同,何种程度的训练能够增加个体能力达到特定的水平,这一问题仍需要大量研究。”马继政说。

另一方面,随着科学家发现越来越多与运动能力有关的基因,奥运会组织者不得不全力应付可能带来的影响。自2003年起,国际奥委会就开始禁止使用基因兴奋剂。

Enriquez和Gullans提到,未来的奥运会可能会出现不同变化:继续成为那些天生拥有遗传优势的运动员的“舞台”,或利用让步赛来让那些天生并不具备优势基因的运动员获得更加公平的竞争机会,或通过基因疗法让那些天生并不携带某些基因的运动员“升级”——但这种医学实践目前被禁止使用。

未来不得而知,但奥林匹克的传统一直在悄然变化,也许现在被视为不可思议的事情,将来会变得司空见惯。曾经,女运动员只允许参加网球、高尔夫球和槌球等几项有限的奥运会项目。20世纪70年代之前,职业运动员被禁止参加奥运会比赛,而如今,职业篮球运动员在为争夺奖牌奋战。

《中国科学报》 (2012-08-11 A1 要闻)

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[责任编辑:杜苗] 标签:ACE基因 基因兴奋剂 基因疗法
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