ACE基因多態(tài)性對越野滑雪運動員科學(xué)選材的關(guān)聯(lián)性研究①

①基金項目:黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃,項目編號:201310242010。

陳鳳浩1李麗2

(1.哈爾濱體育學(xué)院研究生處 黑龍江哈爾濱 150008;2.哈爾濱體育學(xué)院運動科學(xué)與健康系 黑龍江哈爾濱 150008)

摘 要:科學(xué)選材是最終達到訓(xùn)練目標和取得優(yōu)異的比賽成績的根蒂。而基因選材已經(jīng)成為優(yōu)秀運動員科學(xué)選材的重要手段之一。目前研究普遍認為ACE(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶)的水平能夠有效地反映出運動員的心血管機能,尤其是與有氧運動中的耐力素質(zhì)密切相關(guān),并在很大程度上決定了運動員的有氧運動能力。因此,在有氧運動能力起決定作用的滑雪項目的科學(xué)選材上,啟用以ACE基因為主的基因選材方法能夠為我國滑雪項目后續(xù)人才的選擇和培養(yǎng)以及創(chuàng)造優(yōu)秀的競賽成績提供必要保證。

關(guān)鍵詞:ACE基因 多態(tài)性 越野滑雪 科學(xué)選材

作者簡介:陳鳳浩(1989—),男,黑龍江哈爾濱人,碩士在讀，研究方向:運動人體科學(xué)。

中圖分類號:G8

文獻標識碼:A

文章編號:2095-2813(2015)08(c)-0024-02

DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.24.024

近年來,冰雪運動在我國蓬勃發(fā)展。乘著中國申辦2022年冬季奧林匹克運動會的浪潮,冰雪運動產(chǎn)業(yè)已被推舉到一個新的高度。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,各國已將許多以高新科技為支撐的訓(xùn)練方法、訓(xùn)練器材以及針對比賽設(shè)計的個性化訓(xùn)練計劃融入到職業(yè)運動員的訓(xùn)練過程中。當這些因素無法產(chǎn)生顯著差距時,運動員的科學(xué)選材,這種從基礎(chǔ)主體上擇優(yōu)的手段變得至關(guān)重要?；蜻x材從分子生物學(xué)及基因?qū)W的角度將優(yōu)秀運動員的運動能力以及優(yōu)秀潛能等遺傳學(xué)特征作為科學(xué)選材的重要依據(jù)。近幾年以來,隨著國內(nèi)外學(xué)者在研究上的不斷深入,取得許多非常有參考意義的成果。越野滑雪作為以有氧耐力為主的運動,其基因選材的研究也必然依附于與有氧耐力相關(guān)基因的研究。目前,在已知的與有氧耐力相關(guān)聯(lián)的基因的研究中ACE基因的研究可謂最為廣泛和深入。該文參考大量文獻,意在闡明和探究ACE基因與越野滑雪運動之間密不可分的關(guān)聯(lián)性,并以此為越野滑雪運動運動員科學(xué)選材提供必要依據(jù)。

1　越野滑雪運動項目的競技特征

1.1越野滑雪項目特點

越野滑雪的比賽路線多設(shè)計在有坡度起伏的山地上,運動員須裝備一定規(guī)格的滑雪板和雪杖[1]。國際雪聯(lián)規(guī)定,越野滑雪比賽要設(shè)在全程為山坡、下坡、平地各占1/3的崎嶇的山地上[2]。在比賽過程中,運動員不僅要克服寒冷氣候,更要不斷地翻越崎嶇不平的山路,這就必須要求運動員具備良好的呼吸以及心血管機能。越野滑雪是一項以有氧代謝為主要代謝途徑的耐力性運動項目。

1. 2越野滑雪項目國內(nèi)外發(fā)展

1.2.1國內(nèi)越野滑雪項目發(fā)展

中國越野滑雪起步比較晚,群眾基礎(chǔ)也較為薄弱[3],與高水平國家如北歐、東歐、俄羅斯等國相比,其差距是全方面的。1980年美國普萊西德湖冬奧會,是中國代表隊與國際級越野滑雪比賽的第一次結(jié)緣。隨后,1984年中國滑雪協(xié)會在北京成立,至2014年索契冬奧會為止,中國代表隊共參加了10屆冬奧會,中國運動員在冬奧會上雖無獎牌入賬,但其競技實力也在逐步提高。我國優(yōu)秀運動員王春麗、李宏雪、孫清海等人分別在2006年都靈冬奧會和2010年溫哥華冬奧會上取得歷史性的突破[4]。雖然種種跡象表明,中國越野滑雪向著越來越好的方向發(fā)展,但是我們不應(yīng)忘記同世界高水平國家的差距。隨著申辦2022年冬奧會腳步的臨近,我國對于冰雪運動的投入與扶持力度也逐漸增加,中國越野滑雪的發(fā)展正在經(jīng)歷一個“從無到有,從有到優(yōu)”的歷史性跨越。

1.2.2國外越野滑雪項目發(fā)展

滑雪起源于4000年前的北歐大陸。1924年,國際滑雪總會在法國夏慕尼正式成立,越野滑雪也于同一年被列入冬季奧運的比賽項目之一。到了1952年挪威奧斯陸冬季奧運中,女子10公里越野滑雪項目也成為了正式的比賽項目之一[5]。在1979年至2009年的越野滑雪世界杯錦標賽中,挪威以11金、12銀、17銅共40枚獎牌遙遙領(lǐng)先,其實力可見一斑。2014年的索契冬奧會上,滑雪類項目的獎牌也幾乎被瑞典和挪威兩國瓜分。歐洲運動員在越野滑雪項目上的優(yōu)勢不僅僅是起源早、基礎(chǔ)好,其訓(xùn)練環(huán)境的優(yōu)越性、訓(xùn)練器材的專業(yè)設(shè)計與使用、運動裝備的維護乃至雪板打蠟都蘊含了較高的科技含量[6]。所有這些因素保障了歐洲運動員運動高水平運動成績的延續(xù),同時也為越野滑雪訓(xùn)練隊的構(gòu)建與保障提供了重要依據(jù)。

1. 3越野滑雪項目的供能特點

越野滑雪項目是運動員在低溫條件下進行的長時間的運動,它需要運動員在盡可能短的時間內(nèi)完成長距離的比賽,這對于運動員全身各部位的肌肉力量以及各器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)要求極高。因其強度大、時間長、需要消耗大量的氧,所以越野滑雪是以糖的氧化為主的有氧氧化供能項目[7]。但是,在越野滑雪項目的訓(xùn)練和比賽中,研究者發(fā)現(xiàn),除了有氧代謝之外,糖酵解供能在越野滑雪項目中也是十分重要的,對于無氧供能的忽視是我國長距離滑雪項目一直落后的重要原因之一[8]。

2　越野滑雪運動項目運動員的科學(xué)選材

運動員的科學(xué)選材作為影響競技運動水平的3大要素之一,在客觀保證運動員取得優(yōu)異的運動成績同時,也為人才的儲備與培養(yǎng)節(jié)約了必要的資源。

研究表明,我國越野滑雪少年運動員力量素質(zhì)的最佳發(fā)展年齡為13～17歲,靈敏素質(zhì)為10～12歲,速度素質(zhì)為7～14歲。因此,我們應(yīng)當針對不同時期的運動員各項素質(zhì)的發(fā)展結(jié)果采取相對合理的訓(xùn)練方法,才能有效地節(jié)約訓(xùn)練資源、提高訓(xùn)練效果[9]。我國運動員的選材更應(yīng)該從初級選材向中高級選材過渡,順應(yīng)體育科學(xué)時代的發(fā)展趨勢,更好地為人才的培養(yǎng)服務(wù)[10]。

與其他體育項目類似,越野滑雪項目的選材也應(yīng)當遵循從大樣本量分析中得到的普遍規(guī)律,利用最基本的經(jīng)驗選擇,身體形

態(tài)學(xué)的對比,生理、生化指標的篩選——心肺功能各項指標等,以及遺傳因素的考量和基因選材——此項目與ACE基因相關(guān)性的分析,綜合以上各項參考項目,對運動員進行科學(xué)的、全面的篩選。

3　ACE基因與越野滑雪選材

3.1 ACE基因

ACE又稱血管緊張素轉(zhuǎn)換酶,是人體內(nèi)一種不可或缺的酶。自1991年人類的ACE(angiotensin comverting enzyme)基因結(jié)構(gòu)被確認以來,科研工作者對ACE基因的研究從未中斷過,如研究ACE基因的生物學(xué)特征、ACE基因與運動的關(guān)聯(lián)性及ACE基因中多個功能位點的作用。ACE能促進血管緊張素1(Ang1)轉(zhuǎn)化為血管緊張素2(Ang2)的功能,并具有抑制激肽的生成作用。其中第16內(nèi)含子中有一段287堿基對(base pair,bp)的插入(Insertion,I)和缺失(deletion,D)對一些運動能力的表現(xiàn)提供了潛在的遺傳標記。

3.2 ACE基因I/D多態(tài)性

ACE由一個20肽單鏈酸性糖蛋白構(gòu)成,其系統(tǒng)名為肽基一二肽水解酶,又稱激肽酶2,ACE廣泛存在于人的周身組織中,科研人員發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)腦、心、肺、腎、血管上皮細胞等組織中存在[11]。RAS包括血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)、血管緊張素原(AO)、血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)、腎素、ACE和血管緊張素Ⅱ受體(AT)。其中AngⅡ是RAS中的效應(yīng)肽,通過受體AT促進心肌和血管的收縮,調(diào)控體內(nèi)電解質(zhì)的穩(wěn)定,促進細胞的增殖等[12]。RAS中AngⅡ的生成量取決于ACE的水平。ACE基因II型為純合子、ACE基因DD型為純合子、ACE基因ID型為雜合子?？蒲腥藛T達成一致ACE基因能調(diào)控ACE水平。

3.3 ACE基因與耐力運動

目前發(fā)現(xiàn)有氧耐力素質(zhì)和ACE基因有直接關(guān)系,ACE基因不僅決定有氧耐力的最高水平,但也控制身體的耐力鍛煉的敏感性[13]。研究發(fā)現(xiàn),ACE基因通過影響人的心肺功能,來控制人的有氧耐力能力。如上文中所述,越野滑雪運動員主要以有氧代謝為主,且運動員具備良好的呼吸以及心血管機能,所以運動員最大攝氧量(VO2max)的高低,是決定運動員有氧耐力能力強弱的關(guān)鍵所在?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn),越野滑雪運動員的ACE基因有這相似的特點。存在I型等位基因的運動員相比之存在DD型基因的運動員,其耐力要強于DD型基因的運動員。Myerson Saul等比較了91名運動員ACE基因,發(fā)現(xiàn)長跑運動員(5000 m以上)I型等位基因頻率高,短跑運動員(200 m)的D型等位基因站的頻率高。這說明了I型等位基因的頻率增加,和運動員的運動距離長短有直接關(guān)系。有研究表明, I型等位基因可以控制血液中的ACE水平,降低血液中ACE的活性來減輕長時間運動給心臟帶來的壓力,增強每搏輸出量和心輸出量。特別是在人體的骨骼肌當中,可以減輕長時間運動造成的骨骼肌缺血,并在有氧耐力項目中運動員的出現(xiàn)頻率高,同時I型等位基因?qū)γ舾卸扔?xùn)練有一定幫助,在進行相同的體能訓(xùn)練后,I/D型運動員的運動能力提升的較快。從上述研究我們可以發(fā)現(xiàn),ACE基因I/D多態(tài)性對越野滑雪項目科學(xué)選材有一定的理論幫助。

4　結(jié)語

ACE基因與運動的關(guān)系受到越來越多的體育科研人員關(guān)注[14-17], ACE基因是第一個標記運動和運動有關(guān)的基因,因此科研人員證實, ACE基因決定著有氧耐力能力?？梢酝ㄟ^干涉人體的心肺能力來調(diào)控耐力素質(zhì),而且ACE在血液中的表達水平和精英運動員的運動能力有密切的關(guān)系。目前科研人員對ACE基因的探索還僅停留在一小部分的運動研究的相關(guān)基因,而且ACE基因中有多個功能位點,這些功能位點的作用至今尚不清楚,科研人員在今后的研究重點放在,基因生物學(xué)應(yīng)用在優(yōu)秀運動員上探究人體對長期訓(xùn)練的適應(yīng)性變化;利用基因診斷技術(shù)對運動員進行身體機能評定;利用基因生物學(xué)技術(shù)改造人體化學(xué)組成,以及ACE基因能成為運動員運動能力檢測時的工具基因,為今后正確選拔運動員提供重要的理論依據(jù)。

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