Vliv genů na sportovní výkon – může za vaší rychlost trénink nebo genetická loterie?

Nekončící debata

Vývoj běžeckých výkonů za poslední léta je ohromující, v roce 1908 byl rekord v maratonu 02:55:18, nyní tento čas překonají i mnohé ženy. Letos se tým Keňských běžců pod taktovkou Nike pokoušel překonat do nedávna nepředstavitelnou hranici, maraton pod dvě hodiny. Tentokrát sice neuspěli, možná už příští rok se to ale někomu podaří.

Úspěšnost zejména mnohých Keňských běžců vrhá nové světlo na dlouhodobou debatu, totiž zda na sportovní výkon mají větší vliv geny nebo trénink a příprava. Mnoho trenérů i běžců si láme hlavu nad tím, jestli za dominancí afrických běžců stojí odlišná genetická výbava nebo další vnější faktory jako je aktivní dětství nebo například vyšší nadmořská výška v západní Keni.

Prohlédněte si i další fotografie k článku…

Příroda versus příprava

Genetický sportovní potenciál je daný přítomností nebo absencí určitých genů a jejich vzájemnými interakcemi. Naproti tomu vnější faktory zahrnují trénink, výživové návyky, sociální a geografické faktory. Kvalita tréninku je dána něčím zcela jiným než slepým ač poctivým následováním tréninkového plánu den za dnem. Kvalitní trénink zahrnuje nejen mnohé systematické prvky, ale také psychologické aspekty jako jsou ochota trénovat, vnitřní i vnější motivace a příležitosti ke konzistentnímu tréninku a doba regenerace.

Obecně existuje tendence mnoha lidí k podceňování právě psychologických faktorů a nadnášení genetiky. Americký deník Scientific American dokonce kdysi předpověděl, že výsledek Olympijských her 2012 bude záviset na vpichování klíčových genů do svalů atletů.

Nejeden trenér se pokoušel geneticky testovat své svěřence a následně podle výsledků určit, na jakou distanci se nejvíc hodí, pro jaká zranění je u nich největší risk a popřípadě sestavit individuální tréninkový plán přesně na míru podle jejich genetických predispozic. Výsledky takových pokusů však neposkytují jasný závěr.

Africká dominance?

Fakt, že mnoho z elitních afrických běžcům jsou původem z určitých odlehlých regionů a nejsou rozmístěni napříč státu domněnku genetické převahy nepřímo podporuje. Fenomén, který je označován jako „genetický drift“může způsobit, že specifické geny (včetně těch, které ovlivňují sportovní výkon) jsou dramaticky více, či méně časté u jedinců narozených v jedné oblasti v porovnání se sousedící oblastí. Něco takového můžeme pozorovat například u keňského regionu Kapenguria.

Další aspekt, který může hrát roli v této oblasti je přírodní výběr, který vyselektoval geny kódující vytrvalost. Tento přírodní výběr je mnohem pravděpodobnější u zemědělsky založených, chudších regionů, kde fyzická síla a vytrvalost hrála či hraje klíčovou roli pro přežití. Naopak v rozvinutých zemích a především ve městech takový přírodní výběr genů není pravděpodobný, protože nezajišťuje reprodukční úspěch.

V čem ovlivňují geny náš výkon?

Více než 100 genů a jejich kombinace ovlivňují naší fyzickou kapacitu a výkonnost. Na první pohled to vypadá logicky – vždyť geny ovlivňují jak vypadáme – tvar a velikost těla a mnohé další atributy. Geny ovlivňují náš výkon dvěma způsoby – jednak stav naší základní kondice i bez tréninku, patrnou například pokud byste se rozhodli uspořádat závody pro „gaučové povaleče“ a pak míru zlepšení s jakou na trénink reagujeme.

Zatímco někteří začátečníci si mohou VO2 max zlepšit během 8 týdnů až o 80%, jiní se stejným tréninkem posunou pouze o 5-10% a někteří dokonce ani to ne, nehledě na to, jak tvrdě pracují. Může se tak stát, že zatímco vy, jakožto trénovaný běžec, předběhnete vašeho kamaráda, který nesportuje, pokud se ale tentýž kamarád rozhodne trénovat a využije stejný trénink jako vy, snadno vás najednou během měsíce nebo dvou porazí.

Například přítomnost takzvaného PPAR-delta genu vede k výrazně větší odolnosti proti únavě a vyčerpání. Vědci, kteří testovali různé kombinace PPAR na myších dokonce „vypěstovali“ něco, co můžeme s nadsázkou nazvat myší maratoncem. Pan (nebo paní?) myš maratonec byl schopen běžec o 70% déle a o 90% dál, než jeho geneticky neupravení vrstevníci. A to už je pořádný rozdíl!

Jedním z nejdůležitějším genů pro sportovce je gen ACE (agiotenzin konvertující enzym), který je obecně zodpovědný za to, jak moc se díky tréninku můžeme zlepšit. Existují dva druhy ACE, první variantou je tzv. I allele, který udává, jak ekonomický je náš pohyb (kolik energie potřebujeme), druhou variantou je krátké allele, nebo také D allele, který má podstatně menší vliv na náš výkon.

Běžci s genem I allele při tréninku výrazně více zlepší efektivitu pohybu, zatímco běžci, kteří mají pouze geny D allele nemusí efektivitu zlepšit takřka vůbec nebo pouze minimálně. Každý běžec má dva geny ACE. Asi polovina běžců má v sobě gen I allele spolu s variantou D, 25% běžců má dva geny I allele a zbývajících 25% má dva geny D allele. Takže pokud například výrazně vynikáte ve vytrvalostních disciplínách nebo ultra, je velmi pravděpodobné, že máte dva geny allele I.

A jaké další geny ovlivňují náš výkon a jak? Prohlédněte si tabulku pro pár příkladů těch důležitějších.

I tak by bylo předčasné uzavřít naší debatu s tím, že geny našemu výkonu dominují. Geny hrají velkou roli, rozhodně ale nemají na náš výkon monopol. Vezměme si znovu náš příklad keňských běžců – nejsou to jen geny, které se liší. Trénink a vnější faktory jako je odhodlání, frekvence tréninku ale i doba regenerace se v Keni výrazně liší oproti zbytku světa.

Stále platí, že vnější faktory, a to zejména trénink, hrají obrovskou roli pro výkonnost. Ale jak vlastně vědci oddělují vliv výkonu a tréninku? Pokud například testujeme jeden aspekt výkonnosti, jako je VO2 max, můžeme se podívat na testy v rámci rodin a mezi různými rodinami.

Pokud je VO2 velmi odlišné mezi různými rodinami, ale málo odlišné uvnitř rodin, pak můžeme říct, že na VO2 se podílí hlavně genetika. Pokud se VO2 kapacita liší jak uvnitř rodin, tak mezi rodinami, pak zřejmě genetika nehraje velkou roli. Americký výzkum provedený u 89 rodin ukázal, že z 51% je kapacita VO2 max dána geny a ze 49% se podílela strava, kondice, denní režim a mnohé další.

Pokud patříte mezi milovníky dat a statistiky, pak vás bude zajímat, že například to, jak dlouho jsme schopni vydržet fyzickou aktivitu bez tréninku, je ovlivněno geny ze 48 až 74%. Naproti tomu míra zlepšení po zavedení specifického tréninku oproti netrénovanému stavu záleží na genetice z 23 až 57%. U anaerobního prahu jde o 55 až 80% – což jak vidíme, nechává u všech těchto faktorů ještě spoustu prostoru pro zlepšení jen skrze trénink. Takže i pokud náhodou patříte mezi ty geneticky méně požehnané, s pořádným tréninkem byste měli být schopní dosáhnout nadprůměrných výsledků nebo dokonce elitní úrovně, takže konec zoufání!

Sportovní výkonnost, podobně jako například inteligence, je stále považována za něco, co je ovlivněno jak genetikou, tak vnějším prostředím. Pro většinu z nás je to dobrá i špatná zpráva.

Dobrá, protože pokud je zrovna váš kamarád rychlejší, s největší pravděpodobností jste schopní se lepším tréninkem a ovlivněním vnějších faktorů dostat na podobnou úroveň – stačí, když to budete dostatečně chtít a tvrdě na tom pracovat. A špatná, protože i se sebevětším tréninkem je možné, že nikdy vašeho kamaráda nepředeženete, pokud budete oba trénovat naplno. Geny ale nejsou něco, co bychom mohli ovlivnit, proto bychom neměli zoufat a cítit se pod psa jen proto, že někdo má lepší potenciál než my. Pokud se během zrovna neživíme, pak bychom se měli snažit si běh především užít.

/Data a studie zmiňované v článku byly publikované v knize Running Science od Owena Andersona./