Согласно множеству исследований, основным фактором, определяющим успех в беге на длинные дистанции, является объем тренировок. Тот, кто занимается больше всех, обычно побеждает или имеет лучшие результаты. Хотя родиться кенийцем тоже выгодно. Это доказывает, что переплетение практики и генетики, воспитания и природы остается восхитительно сложным.
Загадка аутсайдеров
Однако большинству из нас – тем, кто не планирует бороться за олимпийское золото, но хотел бы чувствовать себя менее уставшим после подъема по лестнице, – будут интересны другие, более убедительные генетические исследования, связанные с физическими упражнениями. В них ученые пытаются выяснить, почему они иногда просто не нужны и что это может сказать о состоянии человеческого генома.
В результатах почти любого исследования программ упражнений обычно не упоминается, что некоторые люди вообще никак не реагируют на физические упражнения, в то время как другие реагируют необычно сильно. Усредненные результаты могут свидетельствовать о том, что определенная программа упражнений дает определенные результаты.
Бег трусцой три раза в неделю в течение месяца улучшит вашу выносливость или снизит кровяное давление.
И таких результатов, скорее всего, сможет достичь почти любой человек. Однако для некоторых людей последствия упражнений могут быть совершенно иными.
Этот вывод был подтвержден результатами нескольких различных исследований. В одном из них ученые из Финляндии собрали большую группу здоровых, но малоподвижных взрослых в попытке изучить, как организм разных людей реагирует на различные виды физических упражнений.
Лень и малоподвижный образ жизни, к сожалению, распространены сегодня в большинстве развитых стран мира.
Поэтому исследователям не составило труда найти несколько сотен мужчин и женщин в возрасте от сорока до шестидесяти семи лет, которые совсем не занимались спортом. Чтобы узнать свою текущую базовую аэробную подготовку, добровольцы выполнили тренировку на велотренажере. Они также прошли серию испытаний на силовых тренажерах, чтобы увидеть, насколько большой (или насколько малой) мышечной силой обладали.
Затем ученые разделили добровольцев на четыре группы. Одной из групп предстояло пройти программу тренировок на выносливость (занятия на велотренажере раз в две недели). Сначала тренировки были короткими и простыми, добровольцы спокойно крутили педали в течение 30 минут. Но через несколько недель их интенсивность и продолжительность увеличились. В конце концов, добровольцы стали тренироваться до 90 минут за раз, причем одна сессия состояла из нескольких интенсивных спринтов.
Другая группа приступила к силовым тренировкам. Два раза в неделю добровольцы приходили в тренажерный зал и занимались под присмотром тренера. Едва ли можно сказать, что их режим был как в фильме «Качая железо»
[62]. В начале эксперимента тренировки шли с небольшим весом, вдвое меньше максимального веса, который человек мог поднять самостоятельно. Добровольцы выполняли на силовых тренажерах около восьми или девяти упражнений на верхнюю и нижнюю части тела. Через несколько недель интенсивность возросла, при этом количество веса, которое поднимал каждый человек, и/или количество повторений каждого упражнения неуклонно увеличивалось.
Третья группа выполняла как тренировки на выносливость, так и силовые тренировки несколько раз в неделю. А последнюю группу добровольцев попросили не делать никаких упражнений.
Эксперимент длился двадцать одну неделю, причем время и усилия, требуемые от каждого добровольца, постоянно увеличивались. Многие из них закончили эксперимент в гораздо лучшей форме, чем в начале.
В ходе эксперимента самые спортивные улучшили свою физическую форму или силу на целых 42 %.
Но не у всех из них произошли улучшения. Когда вся группа повторно сдала тесты на выносливость и мышечную силу, некоторые из участников были на том же уровне физической подготовки, что и двадцать одну неделю назад, а некоторые и вовсе показали результаты хуже. Судя по всему, они стали почти на 20 % менее подтянутыми и сильными, чем до начала эксперимента.
Диапазон результативности был особенно широк среди тех, кто выполнял как тренировки на выносливость, так и силовые тренировки. У некоторых участников значительно выросли показатели силы, но они не продемонстрировали аналогичного результата во время теста на выносливость. Другие стали лучше выполнять аэробные упражнения, но не стали сильнее, в то время как третьи не показали никаких улучшений ни в той, ни в другой области. Лишь немногие счастливчики стали более сильными и выносливыми. Как писали исследователи, существовали большие индивидуальные различия… в реакциях как на аэробные, так и на силовые тренировки.
Почему не все могут получить почти одинаковую пользу от физических упражнений? Поскольку эта глава о генетике физических упражнений, вы, вероятно, можете догадаться, какой будет ответ. И первый в истории крупномасштабный анализ геномов людей, которые либо реагировали, либо не реагировали физиологически на тренировки, подтвердил эту догадку.
В нем ученые из Соединенных Штатов обратились к генетическим данным 473 здоровых светлокожих добровольцев, которые участвовали в многолетнем исследовании генетики физических упражнений о наследственности. Каждый из добровольцев уже прошел тщательно контролируемую пятимесячную программу упражнений, в течение которой участники крутили педали велотренажеров три раза в неделю с одинаковой интенсивностью. После эксперимента некоторые из них стали намного здоровее (у них увеличился максимальный показатель VO2). У остальных VO2 max едва изменился. Никаких очевидных, сильных различий в возрасте, поле, массе тела или привычках у тех, кто хорошо справлялся с тренировками, и тех, кто продолжал страдать и раздражаться во время тренировок даже спустя пять месяцев, отмечено не было.
Однако в их геномах было расхождение. Используя сложные, относительно быстрые методы секвенирования генома, исследователи изучили 324 611 отдельных ОНП. Каждый из этих ОНП был идентифицирован другими исследователями как кодирующий белки, которые так или иначе могут влиять на реакцию на физические нагрузки. Исследователи хотели знать, у кого и какие ОНП можно было обнаружить.
В конце концов, они выявили всего 21 ОНП, которые последовательно различались между двумя группами. ОНП существуют в парах, так как каждый из нас получает одну отцовскую копию и одну материнскую. Таким образом, было 42 отдельные версии 21 ОНП. Те спортсмены, у которых было 19 или более из этих ОНП, улучшили свою кардиореспираторную пригодность в три раза сильнее, чем те, у кого было всего 9 или меньше этих ОНП.
В частности, один ОНП, расположенный в ACSL1, потенциально оказывал особенное влияние, потому что на его долю приходилось до 6 % разницы в реакции среди людей, а это является огромным процентом по стандартам генетических исследований. Известно, что этот ген играет определенную роль в том, как организм усваивает жир, что может частично объяснить, почему он влияет на реакцию на физические нагрузки.
