ژن سرعت یا ACTN۳پروتیینی را رمزگذاری می‌کند که سوخت و ساز را در الیاف عضلانی دارای “کلید سریع” کنترل می‌کند و نیروی مورد نیاز را برای دو سرعت فراهم می‌آورد.
اگر شما یک انسان ماقبل تاریخ بودید توانایی دویدن بسیار سریع در مسافتهای کوتاه را ترجیح می‌دادید یا پیاده‌روی آرام در مسافتهای طولانی را؟ این سوال از جمله سوالاتی است که با کشف ژن سرعت یا ACTN۳مطرح شده است.
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از خبرگزاری فرانسه ، ژن ACTN۳پروتیینی را رمزگذاری می‌کند که سوخت و ساز را در الیاف عضلانی دارای “کلید سریع” کنترل می‌کند و نیروی مورد نیاز را برای دو سرعت فراهم می‌آورد.
حدود ۱۸درصد جمعیت جهان یک نسخه مختصر این ژن را دارند که مانع از فعالیت پروتیین یاد شده میشود. این نسخه کوتاه شده با نام R۵۷۷Xدر بین قهرمانان موفق ورزشهای استقامتی رایج است.
اما قهرمانان دو سرعت که نیاز به سرعت انفجاری دارند برعکس قهرمانان ورزشهای استقامتی، دارای نسخه فعال ACTN۳هستند.
محققان به سرپرستی کاترین نورث استاد بیمارستان کودکان در وست‌مید در سیدنی استرالیا برای تحقیقات بیشتر یک دسته موش را پرورش دادند که فاقد ژن ACTN۳بودند.
این موشهای فاقد ژن “ “ACTN۳و نیز موشهای معمولی با ژن فعال ACTN۳ بر روی یک دستگاه تردمیل قرار داده شدند که با سرعت می‌چرخید تا زمانی که موشهای معمولی خسته شدند.
برندگان این دو استقامت موشهای فاقد ژن ACTN۳بودند که می‌توانستند به طور میانگین،یک سوم بیشتر از همتایان خود بدوند.
علت این امر این است که فقدان پروتیین ACNT۳را پروتیین دیگری به نام alpha-actnini-۲جبران می‌کند که سوخت و ساز عضلانی را به سمت یک مسیر هوازی کارامدتر و روان‌تر هدایت می‌نماید. در نتیجه، عضلات پایی که “کلید سریع” دارند، می‌توانند بدون خستگی بارها و بارها منقبض شوند.
این محققان نمودار ژنتیکی افرادی با تبار اروپایی و شرق آسیایی را بررسی کردند و نشانی از جهش در قطعه بزرگتری از رمز ژنتیکی در نزدیکی R۵۷۷Xنیافتند.
این شباهت، نشانه انتخاب مثبت است. ژنهایی که به مبارزه برای بقا کمک می‌کنند برای مدت طولانی به ژنوم انسان محلق می‌شوند و ژنهایی که دست وپا گیرند از بین می‌روند.
به عبارت دیگر توانایی دویدن در مسافتهای طولانی یک ویژگی ممتاز است که گروه وسیعی از هوموساپین‌ها یا انسان اندیشه ورز از آن برخوردارند.
با توجه به قدمت طولانی حیات بشر، می‌توان گفت افزوده شدن این ژن به انسانها نسبتا به تازگی رخ داده است.
براساس محاسبات “نورث”، ژن ۱۵ ،R۵۷۷Xهزار سال پیش بین جمعیت اروپای مرکزی و ۳۳هزار سال پیش بین مردمان شرق آسیا ریشه دواند.
این نسخه ژن هنوز در همه انسانها وجود ندارد که علت آن کوتاهی مدت افزوده شدن این ژن به انسانها و یا خنثی شدن آن در اثر فشارهای گزینشی به نفع سایر ژنها است.
نتایج این تحقیق در مجله تخصصی “نیچر ژنتیک” منتشر شده است
ماراتن، 42 کیلومتر بدون توقف
موضوعات مرتبط: ورزش
در کشورهای اروپایی و آمریکا، تعداد زیادی از مردم در این مسابقه شرکت می‌کنند. اما اکثر افراد پس از طی حداکثر 20 مایل خسته می‌شوند و از ادامه مسابقه باز می‌مانند.
برای بعضی از افراد دویدن چنین مسافتی طولانی آسان‌تر از دیگران است و این به خصوصیات ژنتیکی و تمرینات آنها پیش از مسابقه مربوط میشود. به نظر می‌رسد بعضی افراد برای دویدن در ماراتن به دنیا آمده‌اند و مجموعه شرایط فیزیکی بدن و فیزیولوژی و ساختار ذهنی آنها، راه روشنی برای موفقیتشان در این ورزش طاقت‌فرسا، گشوده است.
ماهیچه‌های ماراتنی
در عضلات بدن، دو نوع از رشته‌های عضلانی وجود دارد:
گروه اول رشته‌های عضلانی‌ای هستند که در اثر کارکرد عضلات به آهستگی منقبض می‌شوند و این انقباض مدت زیادی باقی می‌ماند و گروه دوم رشته‌های عضلانی به سرعت منقبض می‌شوند و خیلی زود به حالت اولیه خود باز می‌گردند.
رشته‌های عضلانی که آهسته منقبض می‌شوند، کلید موفقیت دونده‌های ماراتن هستند.
اگر کسی بخش اصلی ماهیچه‌هایش او را رشته‌های عضلانی‌ای که به سرعت منقبض می‌شوند تشکیل دهد، احتمال این‌که او در آینده به یک دونده موفق ماراتن تبدیل شود، کمتر است. چنین افرادی بهتر است شانس خود را «دو سرعت» امتحان کنند. دونده‌های ماراتن باید رشته‌های عضلانی کندمنقبض‌شونده زیادی داشته باشند.
این ویژگی یک صفت ارثی و ژنتیک است اما تحقیقات نشان داده‌اند انجام تمرینات ورزشی منظم در افزایش رشته‌های عضلانی کندمنقبض‌شونده، مؤثرند.
مطالعات نشان می‌دهند دونده‌های ماراتن بهتر است از دو سرعت و دویدن در مسافتی کمتر از 100 مایل دوری کنند. همچنین دوندگان دو سرعت نباید دو استقامت را انجام دهند.
ژن ماراتن
افراد قبیله کالن جین در کنیا، سلاطین دو ماراتن در دنیا هستند. 12 نفر از قهرمانان این رشته ورزشی از افراد این قبیله بوده‌اند.
دانشمندان دانمارکی، این خانواده را مورد مطالعه قرار داده‌اند و از نظر فیزیک بدنی آنها را با قهرمانان ماراتن دانمارک، مقایسه کرده‌اند. آنها متوجه شدند که سرعت ضربان قلب افراد این خانواده به شکلی حیرت‌انگیز، حتی هنگامی‌که با سرعت 15 مایل در ساعت می‌دوند، همچنان پایین باقی می‌ماند و دچار تپش قلب نمی‌شوند.
مردم این منطقه صفت مناسب دیگری نیز برای دویدن در مسافت طولانی دارند و آن این است که پاهای لاغری دارند. پس از بررسی رشته‌های عضلانی ماهیچه‌های افراد این قبیله، معلوم شد که انرژی مفیدتر و متناسب‌تری از متابولیسم گلوکز و اکسیژن در بدن این افراد به دست می‌آید.
یک نظریه این است که افراد این قبیله ژن‌های خاصی دارند که به آنها کمک می‌کند تا خصوصیاتی متناسب برای زندگی در یک منطقه مرتفع گرم و خشک داشته باشند و خود را به این شکل با شرایط محیط زندگیشان تطبیق دهند.
آنها در فلاتی به ارتفاع 7000 پا از سطح دریا زندگی می‌کنند. این نکته، سرعت ضربان قلب پایین آنها را توجیه می‌کند. در چنین ارتفاعات بلندی اکسیژن موجود در اتمسفر کاهش می‌یابد. برای جبران این کمبود، بدن گلبول قرمز بیشتری که وظیفه انتقال اکسیژن را در خون بر عهده دارد، می‌سازد. وقتی ورزشکاری که در این مناطق مرتفع ورزش کرده است به مناطق کم‌ارتفاع‌تر هم‌سطح دریا می‌آید، هنوز گلبول‌های قرمزی بیشتر از میزان طبیعی در خونش دارد که به او قدرت فوق‌العاده‌ای در دویدن می‌دهد. چون قلب مجبور است با سرعت کمتری بتپد تا اکسیژن لازم را به سرتاسر بدن برساند و همه این‌ها به خاطر وجود تعداد بیشتری از حامل‌های اکسیژن در خون این افراد است.
دانشمندان تلاش می‌کنند ژن این افراد را کشف کنند، هر چند که این کاری پیچیده و دشوار است.
حقیقت این است که اگر پدر و مادر کودکی در دو ماراتن موفق باشند، احتمال این‌که فرزندشان این ژن را داشته باشد، بیشتر است.
سوخت ماراتن
یک دونده ماراتن، انرژی خود را در طول این مسیر طولانی از دو منبع به دست می‌آورد:
1- گلیکوژن (سوختی که به سرعت انرژی آزاد می‌کند)
2- اسید چرب (سوختی که به آهستگی انرژی آزاد می‌کند)
گلیکوژن: هنگامی‌که ذخیره گلیکوژن تمام میشود و ورزشکارباید انرژی خود را از اسیدهای چرب به دست بیاورد، تازه مشکلات آغاز می‌شوند.
گلیکوژن در دانه‌های ریزی درون ماهیچه و کبد ذخیره میشود، هنگامی‌که مولکول بزرگ گلیکوژن به گلوکز شکسته میشود، به سرعت انرژی آزاد می‌کند. گلوکز نوعی قند است که بدن می‌تواند آن را به نوعی از انرژی که قابل استفاده برای بدن است، تبدیل کند. هر مولکول گلوکز، با آزاد کردن انرژی به CO2 و آب تبدیل میشود. در این فرایند ATP که سوخت مستقیم عضلات است، تولید میشود.
اسید چرب: چربی‌ها در قسمت‌های مختلف بدن درون بافت چربی ذخیره شده‌اند. لایه‌های چربی که در لابه‌لای یک تکه گوشت گلو می‌بینید، همان چربی‌های ذخیره‌ای عضلات هستند. چربی‌ها از اسید چرب ساخته شده‌اند و مولکول‌های بزرگی هستند که وقتی می‌شکنند، انرژی آزاد می‌کنند.
یک مرد معمولی، انرژی لازم برای 3 روز دویدن بدون توقف با سرعت 15 مایل بر ساعت را درون چربی‌های ذخیره‌ای بدنش دارد. مشکل این است که آزاد شدن انرژی از چربی‌ها خیلی به کندی انجام می‌گیرد و این پدیده‌ای است که سرعت دوندگان را کاهش می‌دهد.
خستگی و پذیرفتن شکست در ماراتن
بسیاری از ما دو ماراتن را در تلویزیون دیده‌ایم. در آخرین بخش مسابقه اکثر دوندگان از نفس می‌افتند و لنگان لنگان خود را در مسیر مسابقه می‌کشند، دوندگان در این لحظات عضلاتشان منقبض شده و به شدت درد می‌کند و در این شرایط آرزو دارند روی یک صندلی بنشینند و پاهای خود را دراز کنند تا عضلاتشان از انقباض خارج شوند. این شانسی است برای دوندگانی که استقامت بیشتری دارند.
گرچه علاقه و شوق پیروزی بیشتر دوندگان غیر حرفه‌ای را تا هجدمین مایل مسابقه پیش می‌برد، اما در این حدود بیشتر آنها از مسیر مسابقه خارج می‌شوند و از ادامه آن صرف‌نظر می‌کنند. آنها در این نقطه تمام ذخیره گلیکوژن بدن خود را مصرف کرده‌اند و فقط باید انرژی مورد نیازشان را از اسیدهای چرب، به دست بیاورند. مشکل اینجا است که این اسیدهای چرب انرژی خود را با نصف سرعت گلیکوژن آزاد می‌کنند