影响运动员的体能条件

2000年前,古希腊人只要勇气非凡,就可以获得用橄榄枝和月桂编织的荣誉花环。50年前,运动员们笃信,只要刻苦训练,就能饱尝佳绩。然而今天的赛场上,已非天赋异禀和科学渗透不能获胜了。当传统教练以50米跑、折返跑来测定运动员的爆发力、灵活性,从而判断一个运动员是否具有某种潜质的时候,新一代的教练们已经通过运动员的父母、族谱,以无名指的长度、基因作为挑选运动员的指标。更有运动员或者教练对充满着试管、培养皿和各种仪器的分子生物学实验室心存向往,期待着能借到基因的力量,以弥补天赋上不足。体育与基因,从没有一刻像现在这样近过。


  问:运动员的体能条件是与生俱来的吗?

  答:影响体能的因素都是由基因和环境同时决定的。科学家通常用“遗传度”来表示基因在控制身体方面所起到的多大的作用,大部分运动能力的遗传度都很高。

  北京海淀区大慧寺路,一个以计划生育冠名的研究所看起来应该和体育没有关系,但在这里进展的一项研究——中国人类遗传资源平台,却因为和优秀运动员有关而大大有名。

  在这个叫做“国家计划生育委员会科学技术研究所”里,有一个由中国科学家建立的“中国人遗传资源库”,其中共有20个资源类型,已经采集24万份生物信息样本。比起“肿瘤”、“人体组织器官”这样的资源库,“优秀运动员”的资源库很小,目前只有血液样本390份。但这个资源库却因为据传已经采集了刘翔、姚明这样著名的运动员的遗传信息而备受关注。

  身高、体重等身体形态是人体最基本的特征,是运动能力的基础,有较强的先天因素。而身体的力量、速度、耐力与柔韧性以及生理功能,比之身体形态还要受到更多遗传的影响。优秀运动员具有特殊的素质、独特的生活习惯和特别的训练方式。采集他们的遗传信息,记录他们的体能测试指标、运动项目的测试成绩等,建立相应的基因库和数据库,就有可能寻找到优秀运动员的遗传学证据,为今后挖掘更好的体育人才储备标准。

  遗传对于运动能力的影响,人们早就在运动场上发现过。姚明能以巨大的身高优势成为NBA的“小巨人”,其父母功不可没——这对亚洲最高夫妻中的一员更曾是中国国家女篮的队长。李大双、李小双兄弟在体操项目上辉煌的成就,很少有人怀疑他们相似的运动能力,与他们的双胞胎身份有关。

  可以确信,遗传学家对依罗•米特兰塔这样的人一定很有兴趣。米特兰塔是芬兰的滑雪运动员,20世纪60年代在所有的滑雪赛事中出尽风头。然而在多次血检中,他被发现红细胞比其他运动员多出二成以上,理所当然地,他被怀疑使用了违禁药物。幸运的是,历经30多年的调查,人们终于发现米特兰塔体家族存在先天的遗传突变,14名与他有血缘关系的同辈表亲中,另有8人的红细胞数量同样超出常人。他们的这种超常能力来源于促红细胞生成素受体(EPOR)基因的变异,这种变异导致了更多的促红细胞生成素(EPO)的产生。EPO是调节人体红细胞繁殖和分化的主要激素,它能增加红细胞的形成,增强红细胞运送氧气的能力。不过对于其他表亲来说,这多出的红细胞并无实际意义,反倒增加了他们中风、血栓和心脏病突发的风险。米特兰塔体内的红细胞倒是多得其所,他在三届奥运会和两届世锦赛上共获得了十枚奖牌,其中包括五枚金牌。

  2004年,英国中央兰开夏大学进化心理学家约翰·曼宁教授曾用六位与他素昧平生的运动员的手部扫描影像,预测他们在一次5000米比赛中的排序。预测结果比赛事更加刺激:他成功地预测了四个人的名次,仅错的第三名和第四名则几乎同时冲线。

  作为雄性激素研究专家,曼宁认为人手无名指和食指的长度之比,可以揭示胎儿期接受的雄性激素的量,无名指相对越长,胎儿出生前接触的雄性激素越多,成年后的身体机能就越有效率。事实上,有越来越多的实验揭示出“运动成绩—雄性激素—无名指”之间的关联。雄性激素对增强肌肉力量的重要影响,已经在诸多体育比赛的药物滥用中获得了充足的验证,而曼宁发现,决定雄性激素的基因群同时也决定了无名指的长度。

  问:已经明确知道哪些基因与运动能力有关吗?

  答:就科学家们所知,目前已经有120多个基因位点可能与人的运动能力有关。新的基因也不断地被发现,不过这些基因的大多数生理生化功能并未得到确证,如何控制身体的机理也并不是很清楚。

  “这是气相色谱仪,我们用它来做物质的分离和分析。这是液相色谱仪、这是荧光光度计、这是拉曼光谱仪……”,在中国国家体育总局体育科学研究所运动常芸博士的实验室,她的一位学生正带领我参观。我惊奇地发现,现在的体育科学实验室和我大学时的分析化学实验室并无二致。作为一位曾经的运动医学的临床医生,常芸近些年的注意力转移到了运动员的体质与运动能力的相关基因研究上。