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你有运动基因吗?

已有 1412 次阅读2012-8-17 04:20 |个人分类:科普文章| 基因, 运动 分享到微信

  看着运动员在奥运会场上创造出一个个记录,你也许会想,为什么他们能,你不能?是不是这些运动员天生就适合运动,在他们身上有运动基因?你也有运动基因吗?

  如果有运动基因的话,要怎么把它们找出来呢?这方面的研究刚刚起步,最著名的一个可能和运动能力的强弱有关的基因是在2003年由澳大利亚科学家找出来的。它和肌肉的收缩有关系。肌肉有三种,心肌、平滑肌和骨骼肌,和运动能力有关的是骨骼肌,下面我们说的肌肉,就是指骨骼肌。

  肌肉由肌肉细胞组成,也叫做肌纤维,肌肉的收缩就是它们引起的。肌纤维有两种,一种是红色的,收缩速度慢,叫慢肌纤维,它可以持续较长的时间,但力量较小;另一种是白色的,收缩速度快,叫快肌纤维,它的力量较大,但也较快感到疲劳。

  我们把肌纤维一层层解剖下去,最后会发现它是由两种具有收缩功能的蛋白质组成的,分别叫做肌球蛋白和肌动蛋白,肌肉会收缩最终是由它们之间的相互运动引起的。有一类蛋白质和肌动蛋白结合在一起,辅助它们的运动,叫做辅肌动蛋白。辅肌动蛋白有两种,一种在所有的肌纤维里都有,叫做辅肌动蛋白2,简称ACTN2,还有一种辅肌动蛋白只有在快肌纤维里才有,叫辅肌动蛋白3,简称ACTN3。

  控制ACTN3的基因有两个版本,我们分别把它叫做R版本和X版本。R版本是正常的版本,而X版本就不太正常了,因为由X版本生产不了ACTN3蛋白质,起不到辅助肌动蛋白收缩的作用。

  不过,我们每个人体内每种基因都有两份,一份遗传自父亲,一份遗传在母亲。每个人体内的ACTN3基因也有两份,如果这两份都是正常的R版本,叫RR型,快肌纤维的收缩当然都很正常。如果一份是R版本,一份是X版本,叫RX型,快肌纤维里面还有正常的ACTN3,功能也不会受影响。但是如果两份ACTN3基因都是X版本,叫XX型,这时快肌纤维里一点都没有ACTN3,快肌纤维的收缩就会受影响。

  在2003年澳大利亚科学家发现,在欧洲人群中,有18%的人是XX型。后来的研究进一步发现,在全世界范围内,有六分之一到四分之一的人口是XX型,也就是说,全世界大约有10亿人体内没有ACTN3这种蛋白质。没有ACTN3,并不会得病,不会影响你的生活,只不过快肌纤维的功能受影响,参加某些需要爆发力的运动,例如短跑、跳高、跳远,成绩就会受影响。

  因此也就不奇怪,几乎所有的短跑、跳高、跳远运动员,他们都不是XX型,而是RR型或者RX型。2007年,发现有一个两次参加奥运会的西班牙跳远运动员,他居然体内没有ACTN3,是XX型,这个发现非常意外,发现者还为此发表了一篇论文,可见他有多罕见。

  不管怎样,ACTN3基因明显和爆发力强弱有关,这个发现公布后,媒体就把它叫做运动基因。有些基因检测公司还为此大作广告,说是可以检测你家小孩的ACTN3基因版本,来决定你家小孩有没有运动天赋,值不值得把他培养成未来的奥运会冠军。

  这种广告可信吗?如果你交了钱去做基因检测,得到的结果告诉你你家小孩的ACTN3基因版本是XX型,快肌纤维功能不佳,那当然最好不要试图把他培养成需要爆发力的运动员,但是他还可能成为需要耐力的运动员,例如长跑运动员。实际上,有研究发现,体内没有ACTN3,耐力反而会有所增加。

  如果你家小孩的基因型是RX型或RR型,体内有正常的ACTN3,就有运动天赋了吗?成为奥运会冠军的可能性就比一般人大吗?未必,因为世界上大部分人都是RX型或RR型,你能说世界上大部分人都有成为奥运会冠军的潜力?你很可能就是RX型或RR型,你会觉得自己也能成为奥运会冠军吗?

  所以,把ACTN3基因称为“运动基因”,是一种误导。人类的体质遗传是非常复杂的现象。例如与身高、体重有关的基因可能就有好几百种。运动技能是更复杂的现象,它不仅和运动系统有关,还和神经系统、循环系统、呼吸系统等有关,综合了人的各方面的能力,因此涉及的基因也就要多得多,把单独某个基因孤立出来,称之为“运动基因”是很不妥当的。

  随着研究的深入,有越来越多的与运动有关的基因被发现了,有的基因突变相当罕见。例如芬兰的越野滑雪运动员埃罗·门蒂兰塔在上个世纪60年代曾经获得过三枚奥运会金牌和两次世界锦标赛冠军,赛后的血液检查发现他体内的红细胞数量比一般人多了20%以上,曾被怀疑他使用了兴奋剂。1993年,芬兰科学家在调查了门蒂兰塔家族多达200人的血液样本后还了他的清白。原来,门蒂兰塔的促红细胞生成素受体(EPOR)基因发生突变,使他能够产生比常人更多的红细胞,携氧能力也比常人增加了25%~50%。

  即使一个人运动方面的基因不错,有运动天赋,那也离不开后天的培养和刻苦的锻炼。反之,一个人的运动天赋不好,后天的努力有时也可以弥补。就像那位西班牙跳远运动员,他在爆发力方面的基因不算好,但是在奥运会上还是跳出了8.26米的好成绩。

2012.8.8.

(《新华每日电讯》2012.8.10)


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