Sprint nebo chůze na dlouhé tratě? Poznejte s námi svůj skrytý talent

Matej Tóth a Ján Volko jsou dva profesionální sportovci ve dvou úplně rozdílných atletických disciplínách. Zatímco Matej Tóth vyniká v chůzi na 20 a 50 km, Ján Volko patří mezi nejlepší ve sprintech na pár desítek metrů. Proč jeden vyniká v typicky vytrvalostní a druhý v typicky rychlostně-silové disciplíně? Rozhodl u nich talent? Co si však můžeme představit pod pojmem „talent“?

Trénink, duševní připravenost, správná výživa a hydratace, dostatek odpočinku, či vhodné vybavení. To všechno jsou faktory, které ovlivňují vaši celkovou výkonnost. Je tu však jeden významný faktor, který neovlivníme, a který si v sobě nosíme od narození, častokrát bez toho, abychom o něm věděli víc. Genetika. Až do míry 66 % je sportovní výkon jednotlivce ovlivněný právě genetickou predispozicí. 

V tomto blogu se blíže podíváme na to, jakým způsobem ovlivňuje genetika strukturu svalových vláken a aerobní výkon, a co to pro nás znamená, ve smyslu našeho sportovního potenciálu. 

Struktura svalových vláken 

Naše kosterní svalstvo je složené ze svazků jednotlivých svalových vláken, které odborně nazýváme myocyty. Každý myocyt obsahuje velké množství tzv. myofibril, což jsou vlastně řetězce složené z aktinových a myozinových proteinů. Tyto řetězce se mohou mezi sebe zasunout jako teleskop, což v konečném důsledku způsobí zkrácení svalu nebo jinak řečeno, svalovou kontrakci.

Tato svalová vlákna rozdělujeme na základě jejich rozdílných vlastností do dvou základních typů:

Svalová vlákna typu I

Tato svalová vlákna mají pomalejší kontrakci a dokáží vyvinout menší sílu. Jsou však schopna fungovat i několik hodin, a proto je přednostně zapojujeme při vytrvalostních pohybových aktivitách. 

Svalová vlákna typu II

Tato svalová vlákna jsou schopna se rychle kontrahovat a vyvinout velkou sílu. Rychle se však unaví, a to znamená, že jejich činnost je krátkodobá, v rozmezí jen několika minut. Z tohoto důvodu je přednostně zapojujeme při rychlostně-silových pohybových aktivitách.

Podíl těchto dvou typů svalových vláken je pro každého z nás unikátní a je definovaný právě genetickou predispozicí. Převládají u vás svalová vlákna typu I, díky čemuž je vaše tělo víc stavěné na dlouhotrvající aktivity s nižší intenzitou? Nebo u vás převládají svalová vlákna typu II a jsou tedy pro vás přirozenější krátkotrvající aktivity s vysokou intenzitou?

Co konkrétně nám může prozradit naše DNA?

Klíčovou úlohu tu sehráva gen ACTN3, který se nachází na 11. chromozomu. Tento gen kóduje protein, který se nachází především v kosterním svalstvu a podílí se na síťování tenkých řetězců, které se skládají z proteinů aktinu. 

V souvislosti se sportovním výkonem byl v tomto genu objevený jednonukleotidový polymorfismus (SNP) označovaný jako rs1815739. Na tomto místě se v populaci nachází běžně dva typy nukleotidů – cytosin (C) a thymin (T). Pokud se u vás na tomto místě nachází „písmeno“ C, potom u vás probíhá tvorba tohoto proteinu v pořádku a na příslušné místo se zařadí aminokyselina arginin. Pokud se zde však u vás nachází „písmeno“ T, potom je u vás tvorba tohoto proteinu narušená, jelikož tento nukleotid způsobí zastavení výroby tohoto proteinu. Právě tato změna v tvorbě tohoto proteinu byla asociována s různým typem svalových vláken. 

• Standardní tvorba tohoto proteinu (díky genotypu CC) byla asociována se svalovými vlákny typu II, které jsou charakteristické pro rychlostně-silové pohybové aktivity. 
• Naopak, narušená tvorba tohoto proteinu (díky genotypu TT) byla asociována se svalovými vlákny typu I, které jsou charakteristické pro vytrvalostní pohybové aktivity. 

A jak jsou na tom naši zákazníci? 

Genotyp CC si v sobě nese přibližně 39 % našich zákazníků a genotyp TT má přibližně 13 % našich zákazníků. Zbylých 48 % našich zákazníků má genotyp TC, což znamená, že se u nich tvoří I standardní i narušená verze tohoto proteinu. Naši zákazníci tedy mají větší predispozici k většímu podílu svalových vláken typu II, které jsou využívané zejména při rychlostně-silových pohybových aktivitách. Co se týká celkového potenciálu nelze však zapomínat na mnoho dalších faktorů, které k němu přispívají. Zároveň platí, že svalové vlákna typu II je možné tréninkem změnit na svalová vlákna typu I, avšak naopak to neplatí. Z toho vyplýva, že vytrvalost se dá vytrénovat, avšak pro rychlost a sílu se musíš narodit.

Aerobní výkon

S vytrvalostními schopnostmi je úzce spjatý ukazatel známý jako VO2 max. VO2 max, tedy maximální aerobní kapacita, udává maximální množství spotřebovaného kyslíku, které dokáže vaše tělo využít během cvičení na produkci energie.

Po vdechnutí kyslíku ho vaše plíce absorbují a červené krvinky ho přenesou do buněk v různých částech těla, kde je využitý na tvorbu energie.

Čím větší je hodnota VO2 max, tím více kyslíku dokáže vaše tělo zpracovat, a tím efektivněji ho dokáže využít na tvorbu maximálního množství energie. Z toho vyplývá, že vaše tělo dokáže lépe zvládnout aerobní aktivity, které vyžadují příjem velkého množství kyslíku, jako například chůze, běh nebo plavání na dlouhé tratě. 
Věk, pohlaví, úroveň tělesné kondice či nadmořská výška. To všechno jsou faktory, které ovlivňují hodnotu VO2 max. Významným faktorem jsou však i genetické predispozice, které si v sobě nesete od narození. Pomáhají vám vaše geny s využitelností kyslíku, čímž vás predisponují k vytrvalostním aktivitám?

Co konkrétně se můžeme dozvědět z naší DNA?

S lepší využitelností kyslíku, a tedy i s vyššími hodnotami VO2 max, byli asociované polymorfismy ve vícerých genech, jako například AMPD1, NFIA-AS2, PPARA, VEGFA nebo VEGFR2.

Výhodné polymorfismy v těchto genech ovlivňují vyšší hodnoty VO2 max různými způsoby:

• Zvyšují produkci červených krvinek
  Červené krvinky, nebo jinak řečeno erytrocyty, patří mezi nejběžnější krevní buňky. Jsou produkované v červené kostní dřeni procesem zvaným erytropoéza. Po tomto procesu jsou uvolňované do krevního řečiště, kde přežívají přibližně 100 – 120 dní.
• Zvyšují koncentraci hemoglobinu a tím i kyslíkovou transportní kapacitu červených krvinek
  Hlavní úlohou červených krvinek je transportovat kyslík z plic do tkání po celém těle. V červených krvinkách na to slouží molekula vázající železo, známá jako hemoglobin. Právě díky hemoglobinu jsou schopné červené krvinky vázat kyslík. Odhaduje se, že každá červená krvinka v našem těle obsahuje přibližně 270 milionů molekul hemoglobinu. Zajímavostí je, že právě díky hemoglobinu má krev charakteristické červené zbarvení. 
• Zlepšují prokrvení tvorbou nových krevních cév
  Proces, při kterém vznikají nové krevní cévy z už existujících cév, nazýváme jako angiogeneze. Větší prokrvení umožňuje tkáním (jako jsou např. svaly) lépe využívat kyslík a ostatní živiny pro produkci energie.
• Zlepšují metabolismus cukrů a tuků
  Během pohybu se pro kontrakci svalstva využívá energie, která je získána buď anaerobním způsobem (bez přítomnosti kyslíku) nebo aerobním způsobem (v přítomnosti kyslíku). Při vytrvalostních pohybových aktivitách se využívá zejména ten aerobní, jelikož je schopný dodávat potřebnou energii pohybovému systému dlouhodoběji. Při aerobním získávání energie jsou kromě kyslíku důležité i tzv. energetické zdroje, kterými mohou být cukry nebo tuky.
   

Máte v sobě ukrytý talent pro vytrvalost nebo rychlost a sílu? Poznejte se díky našemu DNA Lifestyle testu. 

Zdroje

1. Ahmetov,I.I.,&Fedotovskaya,O.N.(2015).Currentprogressinsportsgenomics.In Advances in clinical chemistry (Vol. 70, pp. 247-314). Elsevier. 
2. Bacon,A.P.,Carter,R.E.,Ogle,E.A.,&Joyner,M.J.(2013).VO2maxtrainabilityandhigh intensity interval training in humans: a meta-analysis. PloS one, 8(9), e73182. 
3. Barh,D.,&Ahmetov,I.I.(Eds.).(2019).Sports,Exercise,andNutritionalGenomics:Current Status and Future Directions. Academic press. 
4. Kikuchi, N., & Nakazato, K. (2015). Effective utilization of genetic information for athletes and coaches: focus on ACTN3 R577X polymorphism. Journal of exercise nutrition & biochemistry, 19(3), 157. 
5. https://ghr.nlm.nih.gov/gene/ACTN3
6. https://www.osteostronggso.com/uploads/1/1/0/6/110672227/osteostrong-effects-your-muscle-1_orig.png
7. https://www.shutterstock.com/cs/image-vector/respiration-breathing-gas-exchange-humans-path-488372779
8. https://www.freepik.com/photos/people‘>People photo created by jcomp – www.freepik.com