Так, ген под именем CYP1A1, соответствующий первой фазе биотрансформации, известен как ген, который активируется под действием дыма сигарет. Его продуктом является фермент, метаболизирующий полициклические ароматические углеводороды. Легко индуцируемая, генетически детерминированная форма этого фермента связана с повышенным риском рака легких у курильщиков, а также с другими патологиями, вызванными действием табака. Это заболевания ЛОР-органов и рак пищевода.
В сочетании с полиморфными эффектами метаболических генов второй фазы системы детоксикации риск заболеваний легких возрастает многократно.
Количество лиц, имеющих легко индуцируемые формы гена CYP1A1, составляет около 10 % европейской популяции. Так что для некоторых курение даже от случая к случаю несет гораздо больший риск заболеть раком легких, чем для курящих постоянно. Возможно, именно вам рисковать не стоит!
А теперь самое важное:
• восприимчивость к факторам окружающей среды химического и физического происхождения генетически обусловлена;
• нашу индивидуальную вариабельность в том, что касается ответа организма на токсины, в значительной степени определяют полиморфные эффекты генов системы биотрансформации и детоксикации;
• важно знать, на что именно надо повлиять, и придерживаться этой стратегии на протяжении столь долгого времени, сколько возможно. В идеале исключить или минимизировать воздействие токсических агентов риска с детства.
О том, как не потерять здоровье в спортзале. Про спорт и генетику, вред дисхроноза и пользу секса
Давайте оторвемся от опасностей, подстерегающих нас буквально за каждым поворотом, и разомнемся. Человеческое тело устроено для движения наилучшим образом, но насколько эффективно мы этим пользуемся?
Во время повседневной деятельности современного человека физическая нагрузка невысока. Это так называемая общая двигательная активность, которая включает ходьбу, подъем по лестнице, работу на садовом участке, уборку дома. Однако для поддержания здоровья и работоспособности она недостаточна.
Профилактика сердечно-сосудистых и других заболеваний требует еще и так называемой организованной двигательной активности. Под организованной двигательной активностью понимаются такие физические упражнения, которые вовлекают большие группы мышц, ритмически повторяются и длятся не менее 15 минут без перерыва. Не поддерживая мышцы работой, мы их теряем. Как теряем и преимущества, связанные с сохранностью мышечной ткани: здоровье и красоту тела.
Исследования показывают, что при сочетании генетических особенностей системы биотрансформации и курения риск рака легких возрастает до 40 (!) раз. Вполне убедительная статистика для того, чтобы бросить курить.
В среднем в период между третьим и последующими десятилетиями жизни мышечная масса уменьшается примерно на 15 %, приводя к снижению основного обмена веществ. С возрастом потеря мышечной массы нарастает, но изменения физических качеств с возрастом достаточно индивидуальны. Можно встретить людей среднего возраста, у которых состояние нервно-мышечной системы носит явные признаки увядания, тогда как у других людей того же возраста функциональные показатели высокие; у некоторых сила мышц снижается после 20–25 лет, когда поступательное биологическое развитие организма заканчивается, у других – после 40–45 лет. Существенные коррективы в возрастную динамику двигательных качеств вносят занятия физической культурой и спортом, которые отодвигают наступление инволюционных процессов. Преимущество тренированных людей становится наиболее ощутимым после 50 лет, когда действия, направленные на сохранение мышечной массы, становятся обязательным условием ограничения развития возраст-ассоциированных состояний и заболеваний.
Мышечные изменения, происходящие у зрелых людей, приводят к уменьшению основного обмена веществ и гормонального синтеза, к уменьшению восприимчивости к инсулину, повышению кардиоваскулярных рисков, понижению насыщаемости крови кислородом, расстройствам психики и многим другим неприятностям.
В первую очередь изменяются быстрота, гибкость и ловкость; гораздо позже – сила и выносливость, особенно аэробная. Выносливость по сравнению с другими физическими качествами сохраняется более длительное время. Считается, что ее снижение начинается после 55 лет, а при работе умеренной мощности с аэробным энергообеспечением нередко она остается достаточно высокой и в 70–75 лет. Ее неизменность и развитие зависят прежде всего от функциональной полноценности органов кровообращения, дыхания и системы крови, т. е. от кислородтранспортной системы. Снижение мышечной силы связано с ослаблением функций нервной системы и уменьшением синтеза мужских половых гормонов андрогенов.
Вне зависимости от возраста регулярные занятия физическими упражнениями повышают функциональные возможности организма и корригируют уже развившиеся возрастные изменения в органах и системах.
Изучение в Стэнфордском университете 6200 мужчин, результаты которого были опубликованы в 2002 году, определило физическую подготовку как более важный для долголетия фактор, чем высокое кровяное давление, высокий уровень холестерина или курение. Ученые выяснили, что физически тренированный мужчина, страдающий от высокого давления, на 50 % меньше рискует умереть, чем нетренированный мужчина с высоким давлением.
В 2003 году группа женщин в периоде постменопаузы с диабетом II типа была случайным образом разделена на три части: контрольную, занимавшуюся аэробикой, и группу с комбинацией силовых упражнений. Оба режима тренировок способствовали значительному уменьшению массы тела и брюшного ожирения, однако комбинированные упражнения привели к улучшению инсулиновой чувствительности и метаболизма глюкозы. Исследования продемонстрировали, что совмещенные умеренные занятия аэробикой и силовыми упражнениями три раза в неделю на протяжении года могут привести к значительным улучшениям в профиле липидов, уменьшению тучности и снижению кровяного давления. Установлено, что даже при средней интенсивности упражнений возможно достичь результатов в снижении кардиоваскулярного риска и поддержке уровня сахара крови.
Мышцы – энергоемкая штука, они способны сжигать значительное количество калорий в состоянии покоя и тем самым поддерживать вес в нормальном состоянии.
Физически развитый человек расходует несоизмеримо больше калорий, даже ничего не делая, потому что у него больше мышц. Два килограмма мышц в состоянии покоя за год сожгут 15 000 калорий. Это ровно столько, сколько нужно для того, чтобы сжечь два килограмма жира.
Занятия спортом помогают избежать возрастного угасания интеллекта, усиливая выработку в головном мозге эндорфинов. Стимулами для активации деятельности нервной системы также является более активная циркуляция крови и выработка факторов роста. Хорошо тренированные люди с большей вероятностью будут иметь сохранные умственные способности, нежели не занимающиеся физкультурой домоседы.
Регулярные занятия спортом рассматриваются как эффективная альтернатива или сопутствующая часть курса психотерапии для людей, страдающих депрессией средней тяжести.
Наше тело с возрастом производит меньше гормона роста. Это очень важный показатель в программах профилактики преждевременных возрастных изменений, так как именно гормон роста способствует сохранению молодости тела. Гормон выстраивает мышцы, сжигает жиры и влияет на общее самочувствие. Физические упражнения стимулируют и увеличивают его выработку.
Влияние физической нагрузки на мужскую половую систему зависит от интенсивности и длительности нагрузки, уровня выносливости отдельного человека и его питания. Однократная интенсивная аэробная и анаэробная мышечные нагрузки обычно увеличивают уровень тестостерона в сыворотке крови. Длительная (более 2 часов), от умеренной до интенсивной, физическая нагрузка приводит к увеличению данного показателя с последующим снижением его до исходных значений или ниже. Сниженный уровень тестостерона может замедлить постнагрузочное восстановление мышц и сыграть важную роль в развитии синдрома перенапряжения. К не менее важным последствиям могут быть отнесены изменения в настроении и поведении.
Физически тренированный мужчина, страдающий от высокого давления, на 50 % меньше рискует умереть, чем нетренированный мужчина с высоким давлением.
Физически тренированный мужчина, страдающий от высокого давления, на 50 % меньше рискует умереть, чем нетренированный мужчина с высоким давлением.
О том, что неадекватные физические нагрузки могут являться причиной снижения уровня тестостерона и способны привести к снижению либидо, продуцирования спермы и фертильности, часто забывают. Удивительно, но даже у спортсменов изменения уровня тестостерона и влияние этого показателя на работоспособность и здоровье редко оцениваются должным образом.
Вне зависимости от возраста регулярные занятия физическими упражнениями повышают функциональные возможности организма и корригируют уже развившиеся возрастные изменения в органах и системах. Наиболее ярко положительное воздействие проявляется, когда характер, объем, ритм, интенсивность и другие качества упражнений устанавливаются с учетом тренированности, состояния здоровья и генетических особенностей.
Генетика спорта
После того как мы рассмотрели выгоды, которые сулят регулярные занятия физкультурой, перед практическим их внедрением в свою жизнь следует выяснить, что именно подразумевает под собой безопасная и полезная для здоровья программа физических упражнений. Это необходимо, чтобы избежать печальной участи того марафонца, который после достижения олимпийского рекорда погиб от перегрузки.
В 1995 году американский ученый Клод Бушар начал грандиозный международный проект HERITAGE (сокращение от слов HEalth, RIsk Factors, Exercise Training And GEnetics), в котором изучалась связь между генотипическими и фенотипическими данными после различных физических нагрузок свыше чем у 800 человек.
В результате были резюмированы все достижения в понимании наследуемости физических качеств человека в виде генетической карты физической деятельности человека.
Таблица 21
НАСЛЕДУЕМОСТЬ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВСовременные ДНК-технологии могут выявлять предрасположенность к спорту, наращиванию мышечной массы и сбросу лишнего веса. Чем выше наследуемость какого-либо признака, тем меньше генов (и полиморфизмов) его определяют.
Высокой степенью наследуемости характеризуются взрывная сила, состав мышечных волокон и гибкость. И наоборот: чем ниже наследуемость признака, тем больше генов и полиморфизмов его определяют.
Низкой степенью наследуемости характеризуются вес тела, аэробная выносливость и ловкость. Они легко изменяются под воздействием внешних стимулов и отличаются высокой степенью тренируемости.
Наиболее тренируемое качество – общая выносливость, когда в процессе тренировок возможно увеличение показателей в десятки раз. Наименее тренируемые – быстрота и гибкость, где увеличение показателей возможно только в 1,5–2 раза. Среднее положение в шкале тренируемости занимает качество силы, которую можно «нарастить» в 3,5–3,7 раза.
Тренировка любой направленности приводит к увеличению содержания в мышцах тех или иных видов белка. Точнее будет сказать: увеличение содержания в мышцах определенных видов белка и есть причина изменений функциональных свойств мышц в процессе их тренировки.
Существование мышечной ткани есть непрерывный процесс обновления ее составляющих белков. От соотношения скоростей распада и синтеза белка зависит то, набирает ли человек мышечную массу или теряет ее. Увеличение силы или выносливости мышц связано с накоплением в мышцах определенных видов белка, выполняющих функции обеспечения мышечного сокращения.
Под воздействием тренировки содержание тех или иных видов белка в мышце может изменяться, таким образом, через активацию генов, меняя свойства мышц. Активность «мышечных» генов непостоянна и зависит от мышечной активности хозяина.
В процесс мышечной деятельности вовлечено множество генов, каждый из которых в отдельности вносит лишь небольшой вклад в общее развитие физических качеств человека. Наличия генотипа еще недостаточно для того, чтобы мышцы человека росли сами по себе. Реализация генетического потенциала возможна при адекватном использовании средовых возможностей – регулярности тренировок и полноценности питания.
В последние годы отмечается стремительное развитие спортивной генетики, в арсенале которой появились высокоэффективные технологии, обеспечивающие возможность определения молекулярных механизмов наследования физических качеств.
Движения – это наиболее физиологичный атрибут жизни. Мышечная деятельность вызывает напряжение всех функциональных систем, тренирует механизмы регуляции, улучшает восстановительные процессы, совершенствует адаптацию к неблагоприятным условиям среды.
К настоящему моменту известны более 140 генов, вариантные формы которых ассоциированы с развитием и проявлением физических качеств человека, изменяющихся под воздействием физических нагрузок различной направленности. Например, неизмененная форма гена ACE дает преимущество во время пребывания в условиях высокогорья и в видах спорта на выносливость. С другой стороны, носительство вариантного гена благоприятствует проявлению скоростно-силовых качеств и в то же время, при занятиях высокоинтенсивными силовыми упражнениями, повышает риск развития артериальной гипертензии, аритмий, кардиомиопатии и гипертрофии миокарда. При наличии таких полиморфизмов желательно консультироваться с пульсометром или тренером.
Поиск вариантных генов-кандидатов и их использование в изучении генетической предрасположенности к выполнению различных физических нагрузок основаны на знании молекулярных механизмов мышечной или любой другой деятельности и предположении, что полиморфизм данного гена может повлиять на уровень метаболических процессов в организме.
В рамках генетики спорта тестируются в первую очередь гены, связанные с высоким митохондриальным биогенезом – процессом, способствующим увеличению числа митохондрий, необходимых для образования энергии.
Поэтому в рамках генетики спорта тестируются гены, связанные:
• с высоким митохондриальным биогенезом – процессом, способствующим увеличению числа митохондрий, необходимых для образования энергии;
• с процентом «быстрых» и «медленных» мышечных волокон. Медленно утомляемые волокна преобладают у стайеров, быстро утомляемые – у спринтеров;
• с уровнем утилизации жирных кислот и глюкозы, от которого зависит увеличивающаяся или уменьшающаяся мышечная выносливость;
• с чувствительностью тканей к инсулину, обуславливающей его анаболическое действие;
• с метаболической эффективностью мышечной деятельности при занятиях видами спорта с преимущественным проявлением выносливости. В этом случае энергия в большей степени тратится на мышечное сокращение, нежели освобождается в виде тепла;
• с характеристиками сосудистого тонуса, от которого зависит кардиореспираторная выносливость.
Таблица 22
ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА НА ГЕНЫМолекулярно-генетическое тестирование предрасположенности к двигательной деятельности позволяет индивидуализировать тренировочный процесс и оптимизировать нагрузки для исключения осложнений.
Отсутствие предрасположенности к какой-либо физической деятельности является защитным механизмом организма от серьезных последствий для здоровья!
Наиболее тренируемое качество – общая выносливость, когда в процессе тренировок возможно увеличение показателей в десятки раз. Наименее тренируемые – быстрота и гибкость, где увеличение показателей возможно только в 1,5–2 раза.
Если человек не предрасположен к видам спорта на выносливость, то при занятиях этими видами у него повышается риск аритмий, внезапной сердечной смерти и других ужасов. В таких случаях вид спорта лучше поменять.
Движения – это наиболее физиологичный атрибут жизни. Мышечная деятельность вызывает напряжение всех функциональных систем, тренирует механизмы регуляции, улучшает восстановительные процессы, совершенствует адаптацию к неблагоприятным условиям среды. Влияние мышечной активности настолько велико, что под ее длительным воздействием изменяются активность генетического аппарата и биосинтез белка, замедляются возрастные изменения и предупреждаются многие заболевания. Эти положения достаточно хорошо известны, хотя в жизнь претворяются с трудом.
Про вред дисхроноза
Вы купили спортивную форму, выбрали вид физической активности, соответствующий вашим генетическим особенностям, определили эффективную, но безопасную интенсивность нагрузок, связанную с биологическим возрастом. Осталось разработать режим тренировок.