12.10.2022

Predyspozycje genetyczne do ćwiczeń siłowych. Czy geny wpływają na rozmiar i siłę mięśni?

Diagnostyka

Często słyszymy w kontekście treningu siłowego, że dobra sylwetka to "kwestia genów". Postanowiliśmy podsumować, ile w tym stwierdzeniu jest prawdy. Na początku warto zacząć od wyraźnego podkreślenia, że naturalnie, u zdrowej osoby największy wpływ na budowę i rozwój mięśni mają treningi oraz dieta – nie ma od tego ucieczki. Wspomniany wpływ mogą mieć jednak także inne elementy, a predyspozycje genetyczne są jednym z tych elementów.

Postęp naukowy dostarcza coraz więcej informacji dotyczących genów związanych z predyspozycjami sportowymi, takimi jak ryzyko urazów, możliwości regeneracyjne organizmu, odpowiedź naszego ciała na dany rodzaj treningu czy też właśnie budowanie masy mięśniowej.

Wśród genów związanych z predyspozycjami do sportów siłowych wymienia się m.in. geny: ACVR2B, ACE, ACTN3, CKM, CREM, CNTF, CNTFR, DMD, MSTN, NOS3, PPARA, VDR. Obecność określonych wariantów w tych genach (przypominamy, że geny mamy co do zasady takie same, różnimy się właśnie wariantami) może wpływać na lepsze przystosowanie organizmu do takiego typu treningu. Poznany także został wariant w genie TRHR związany z genetyczną predyspozycją do rozbudowania masy mięśniowej.

Które warianty w wybranych genach mogą wpływać na nasze mięśnie?

Jednym z genów mających wpływ na masę mięśni jest gen TRHR. Koduje on receptor hormonu – tyreoliberyny (THR). Hormon ten jest z kolei odpowiedzialny za uwalnianie innego hormonu – tyreotropiny. Kluczową rolą tyreotropiny jest pobudzanie tarczycy do produkcji hormonów, m.in. tyroksyny. Tyroksyna odgrywa ważną rolę we wzroście i rozwoju mięśni szkieletowych. Nawet małe zmiany w aktywności receptora TRHR mogą powodować zaburzenie wiązania tyreoliberyny przez receptor, co może wpłynąć na ograniczenie wzrostu masy mięśniowej u osób trenujących. Badania przeprowadzone na dużej grupie osób wykazały natomiast znaczny wzrost masy mięśniowej w odpowiedzi na trening siłowy u osób z konkretnym wariantem genu TRHR. Badania naukowe dowodzą, że osoby posiadające tę zmianę mogą mieć nawet o 2,7 kg wyższą beztłuszczową masę ciała, co przekłada się na wyższą masę mięśni. Można więc powiedzieć, że wariant ten daje genetyczne predyspozycje do szybszego rozbudowania masy mięśniowej.
Grupa wariantów genu ACVR2B związana jest z predyspozycjami do zwiększenia siły mięśni czworogłowych ud. Gen ACVR2B koduje receptory dla aktywin – białek, które są czynnikami wzrostu i różnicowania komórek, uczestniczą one w wielu kluczowych procesach metabolicznych. Warianty te prawdopodobnie wpływają na zmianę aktywności produktu genu ACVR2B. Przypuszczalny mechanizm tego procesu związany jest z wiązaniem miostatyn przez receptor aktywin. Miostatyna to białko, które odpowiada za hamowanie wzrostu i różnicowania komórek mięśniowych. Sugeruje się, że zmiana aktywności receptora aktywnin może wpływać również na wiązanie miostatyny – bezpośrednio lub przez oddziaływanie na inne białka. Jest to jednak wyłącznie sugerowany mechanizm przyczynowo-skutkowy.
Predyspozycje do większej siły mięśni związane są również bezpośrednio z wariantami genu MSTN, kodującego miostatynę. Wynikające z obecności zmian w genie MSTN zaburzenie działania miostatyny może prowadzić do nadmiernego rozwoju komórek mięśniowych, a co za tym idzie – wzrostu masy mięśniowej, przy równoczesnej niewielkiej objętości podskórnej tkanki tłuszczowej. Obecność tej zmiany w genie może przez to wpływać na zwiększoną predyspozycję do bardziej muskularnej sylwetki i, w związku z tym, naturalnie większej siły mięśni.
Jeden z wariantów w genie PPARA, który koduje białko PPARα odpowiedzialne za regulację metabolizmu energetycznego lipidów i glukozy, związany jest prawdopodobnie z niższym poziomem białka PPARα (choć nie bezpośrednio, nie jest to wariant przyczynowy) i zahamowaniem procesów oksydacji kwasów tłuszczowych. Obniżony poziom tego białka wpływa na wydolność fizyczną. Przemiany metaboliczne są wówczas beztlenowe, co sugeruje predyspozycje do wykonywania ćwiczeń siłowych. Ponadto wykazano, że u osób posiadających ten wariant genu włókna mięśniowe kurczą się szybciej, co jest korzystną cechą w uprawianiu sportów siłowych.

Ważne zastrzeżenia:

A skoro już wspomnieliśmy o wariantach, które mogą wpływać na rozwój mięśni, warto zaznaczyć, że predyspozycje sportowe należą do tzw. cech poligenowych, co oznacza, że na ich wystąpienie ma wpływ wiele polimorfizmów, a nie jedna, konkretna zmiana w pojedynczym genie. Siła efektu wpływu pojedynczych wariantów jest niska i wyjaśnia tylko część zmienności w indywidualnych predyspozycjach sportowych. Na podstawie obecności jednego polimorfizmu nie można precyzyjnie określić możliwości sportowych oraz rodzaju sportu, do którego posiada się szczególne predyspozycje.
Istotną informacją jest także to, że badania, w których wykrywane są polimorfizmy związane ze sportem, to głównie badania populacyjne. Jednak to, co jest prawdą na poziomie populacji, może nie być zgodne z indywidualnymi predyspozycjami. Idealnym badaniem byłoby natomiast badanie przeprowadzone na dużej grupie sportowców posiadających wybitne wyniki sportowe w danej kategorii treningowej (np. w treningu siłowym), zachowujących naturalne podejście do treningu, bez środków wspomagających. Tego typu badanie, połączone z analizą genów, mogłoby potencjalnie wykazać więcej powiązań między wariantami genetycznymi a predyspozycjami do uprawiania konkretnego sportu.
Warto także zaznaczyć, że na ujawnienie się cech związanych z pewnymi predyspozycjami genetycznymi mają wpływ również czynniki środowiskowe (np. smog, promieniowanie UV) oraz styl życia (np. brak snu, dieta, palenie tytoniu).

Podsumowując – na indywidualne możliwości sportowe, w tym te związane z budowaniem masy mięśniowej, składa się szereg elementów, których dopiero efekt „wypadkowy” może determinować ostateczny poziom siły, wydolności aerobowej i wytrzymałości organizmu.