Co decyduje o predyspozycjach energetycznych w sporcie?

Czy każdemu służy intensywny wysiłek fizyczny, czy jest tylko dla wybranych? W jaki sposób kod genetyczny może determinować fakt czy zostaniemy zawodowym sportowcem, czy powinniśmy z tego zrezygnować?

Co decyduje o predyspozycjach energetycznych w sporcie

Chyba każdy słyszał utarte stwierdzenie, że sport to zdrowie. Również z punktu widzenia medycyny mitochondrialnej ćwiczenia fizyczne są zalecane praktycznie każdemu. Jednak o tym, w jakiej formie oraz natężeniu będą one dla nas odpowiednie, decydują między innymi informacje zapisane w DNA. Poniższy artykuł odpowiada na pytanie, dlaczego tak jest i w jaki sposób naturalnie możesz wesprzeć organizm podczas wysiłku fizycznego.

Polimorfizmy, czyli różnice w DNA

Być może pamiętasz to z lekcji wychowania fizycznego: fantastycznie radziłeś sobie w sprincie, lecz biegi na długie dystanse to był dla Ciebie koszmar. Albo osiągałeś świetne wyniki w rzucie piłką lekarską, natomiast niekoniecznie cieszyłeś się na szybkie biegi na krótkie dystanse. Każdy z nas posiada nieco inne predyspozycje fizyczne. Wbrew pozorom decyduje o tym nie tylko to, co nazywa się ogólnie „dobrą formą”, lecz także dieta, a w dużej mierze również nasze geny, czyli DNA.

Sprawność fizyczna – zapisana w genach?

Wysiłek fizyczny wiąże się dla organizmu z dodatkowym wydatkiem energetycznym. Jak się nietrudno domyślić, wraz z intensywnością ćwiczeń, rośnie również nasze zapotrzebowanie na energię. Mitochondria mięśni (ale nie tylko) próbują sprostać temu zadaniu i nasilają procesy fosforylacji oksydacyjnej, czyli produkcji molekuł energii – ATP. Niestety z tym wiąże się jednoczesny wzrost produkcji wolnych rodników tlenowych (RTF) – i to nawet o 50%! W nadmiarze RTF stanowią zagrożenie dla naszych komórek oraz tkanek, szczególnie u tych z nas, u których system ochrony antyrodnikowej szwankuje. Wspomniany problem dotyczy to głównie sportowców, ale również osób szczególnie dbających o zdrowie, które podejmują aktywność fizyczną na co dzień, zgodnie z hasłem „sport to zdrowie”. Niezneutralizowane RTF powodują utlenianie ważnych substancji odżywczych, takich jak wielołańcuchowe kwasy tłuszczowe, witamina C czy koenzym Q10. W naszym organizmie za neutralizację rodników tlenowych odpowiada system endogennych enzymów antyoksydacyjnych (w tym katalaza, peroksydaza glutationowa oraz rodzina dysmutaz ponadtlenkowych SOD (SOD1, SOD2 i SOD3)) oraz inne substancje przeciwutleniające. To dzięki nim groźne rodniki tlenowe mogą ulec neutralizacji.

Problem pojawia się wówczas, gdy w naszym obronnym murze ochrony antyrodnikowej pojawiają się „wyrwy” czyli mutacje genetyczne, ograniczające pracę katalaz czy enzymów z rodziny SOD. Wówczas może okazać się wręcz, że wzmożona aktywność fizyczna niekoniecznie wpływa na nasze zdrowie pozytywnie…

Zmiany w genach – czy jest na to sposób?

Badania w grupie ludzi rasy białej pokazują, że 70% populacji wykazuje ograniczoną aktywność enzymów SOD, w tym zwłaszcza SOD2. Wiąże się to ze zmiennością w kodzie genetycznym wśród populacji. Polimorfizm w genie SOD2 może wynikać z doboru naturalnego. Migracja ludzi z obszarów południowych na tereny północne o zimnym i niekorzystnym klimacie spowodowała obniżenie aktywności metabolizmu. Spowolniony metabolizm ułatwiał w ten sposób naszym przodkom przetrwanie okresów głodu. Jednym ze sposobów na oszczędzanie energii było dla nich obniżenie aktywności fizycznej. To dlatego organizmy osób z polimorfizmem SOD2 są gorzej przystosowane do dużych obciążeń fizycznych, przez co szybciej się męczą, ich regeneracja trwa dłużej, a wyniki w sporcie są słabsze.

Polimorfizm genu SOD2 jest przeciwwskazaniem do uprawiania sportów wyczynowych typu maraton, zawody iron-man czy wyścigi kolarskie. W przeciwnym razie tak intensywna aktywność fizyczna może grozić nam nagłym zawałem serca lub udarem mózgu. Dla własnego bezpieczeństwa, uprawiając sport, zawsze słuchaj sygnałów, które wysyła Ci organizm.

Warto wspomnieć, że enzym SOD2 do prawidłowego działania wymaga obecności manganu. Utrzymywanie jego prawidłowego poziomu w organizmie może okazać się istotne dla naszej wydolności fizycznej. Do najbogatszych dietetycznych źródeł manganu należą: kakao (najlepiej w jakości raw, czyli naturalne), orzechy nerkowca, ziarno słonecznika oraz sezamu (również jako tahini). Sięgając po suplement diety, zwróć uwagę, aby substancja czynna miała postać dwuwartościową, czyli taką, która występuje naturalnie w żywności.

Aktywność mitochondrialnej dysmutazy ponadtlenkowej 2 zwiększa również witamina C, cynk oraz wyciąg z kurkumy.

Czy niektóre osoby są bardziej narażone na stres?

Jeżeli regularnie uprawiasz sport, pamiętaj, iż niemal wszystkie rodzaje sportowej aktywności pobudzają wydzielanie hormonów stresu. Im większa ich ilość oraz im dłuższe ich działanie, tym większe zagrożenie dla naszych komórek. W zdrowym organizmie hormony stresu dopamina, noradrenalina i adrenalina rozkładane przy pomocy enzymu katecholo-0-metylotransferazy (COMT). Enzym ten może przybierać różne polimorfizmy. Wpływają one na zmniejszenie jego aktywności. W wyniku niewystarczającego działania enzymu opóźnione zostaje rozkładanie hormonów stresu. Dlatego u osób z polimorfizmem stres utrzymuje się dużo dłużej. Jednocześnie takie osoby nie reagują w zdrowy sposób na inny hormon stresu – kortyzol.

Jaki ma to związek ze sportem? Osoby, u których takie badania jak panel metylacyjny, wykazały występowanie takiego polimorfizmu w COMT, który spowalnia i ogranicza jego działanie, powinny wystrzegać się intensywnego wysiłku fizycznego. Z kolei Ci z nas, których COMT jest „szybkie”, co powoduje m.in. szybszy rozkład dopaminy, skorzystają z areobiku, umiarkowanego biegu czy jazdy na rowerze. A to dlatego, iż podnosząc poziom dopaminy, areobowy wysiłek fizyczny zwiększy u nich wydajność umysłową. Ci, którzy wygrali na loterii DNA los „szybkiego” COMT, będą lepiej radzić sobie ze stresem, w tym fizycznym i to oni mają szansę na osiąganie lepszych wyników w sporcie ogółem.

W trosce o mitochondria

Dla własnego bezpieczeństwa osoby z polimorfizmami enzymów SOD2 i COMT powinny unikać długotrwałego intensywnego sportu. W przeciwnym razie produkcja rodników w mitochondriach będzie tak duża, że może doprowadzić do wielu poważnych zaburzeń. Przekroczenie wartości granicznej uszkodzeń mitochondriów może prowadzić do zespołu przewlekłego zmęczenia, fibromialgi, uszkodzenia stawów czy mięśnia sercowego.

Diagnostyka sprawności enzymów SOD2, COMT czy innych genów, które wpływają na naszą sprawność fizyczną (np. MCT1 – tempo eliminacji mleczanu z mięśni czy też IL15R – łatwość tworzenia nowej tkanki mięśniowej) pozwala nam na lepsze dopasowanie podejmowanej aktywności fizycznej. Ponadto wczesne reagowanie na symptomy u zawodowych sportowców, młodej kadry, czy osób ćwiczących rekreacyjnie, pomoże nam uniknąć przykrych konsekwencji działania hormonów stresu w organizmie czy też wtórnego stresu oksydacyjnego. Zrozumienie przyczyn niskiej odporności na wysiłek fizyczny, nadmiernego zmęczenia po treningu, obniżonej wydolności, czy długotrwałej regeneracji po wysiłku, może pomóc nam w dobraniu odpowiednich środków zaradczych.

Do substancji, które pozytywnie wpływają na metabolizm osób aktywnych fizycznie, należą między innymi:

  • mangan (jako kofaktor SOD2),
  • witamina B2, B12 oraz metylowany kwas foliowy (dla wsparcia procesu metylacji, który sprzyja prawidłowej pracy COMT),
  • magnez, potas oraz witamina C (jako tradycyjna kombinacja antystresowa, wspierająca też prawidłowe pH mięśni),
  • L-karnityna (optymalizująca pozyskiwanie energii z lipidów oraz wspomagająca usuwanie toksycznych metabolitów),
  • koenzym Q10 (jako bezpośrednie „paliwo” dla mitochondriów mięśni),
  • Pycnogenol®, czyli wyciąg z kory francuskiej sosny nadmorskiej (źródło bezcennego dla naszego układu krążenia przeciwutleniacza OPC i nie tylko).

W przypadku stwierdzenia polimorfizmów wspomnianych genów możesz dobrać też rodzaj wysiłku, który będzie dobroczynny dla organizmu. Czasami może wiązać się to porzuceniem zawodowego uprawiania sportu lub marzenia o przebiegnięciu maratonu. Do bezpiecznych form aktywności fizycznej z reguły należą chociażby:

  • joga (zachowaj ostrożność w przypadku tzw. hot-yogi),
  • ćwiczenia Qi-gong, Tai-chi,
  • energiczne spacery na świeżym powietrzu,
  • jazda na rowerze w umiarkowanym tempie i na tolerowane odległości.

Sport to zdrowie – trzeba wiedzieć tylko, który oraz w jaki sposób pomóc ćwiczącemu organizmowi przy pomocy diety, a także odpowiedniej suplementacji.

Autor: Sylwia Grodzicka, Paulina Żurek

  1. Bastaki M, Huen K, Manzanillo P, Chande N, Chen C, Balmes JR, Tager IB, Holland N., Genotype-activity relationship for Mn-superoxide dismutase, glutathione peroxidase 1 and catalase in humans. Pharmacogenet Genomics. 2006 Apr;16(4):279-86.
  2. B. Kukliński.: Mitochondria. Diagnostyka uszkodzeń mitochondrialnych i skuteczne metody terapii. Mito-pharma, Gorzów Wielkopolski, 2017.
  3. Kolassa IT, Kolassa S, Ertl V, The risk of posttraumatic stress disorder alter trauma depends on traumatic load and the catechol-o-methyltransferase Val(158)Met polymorphism. Biol Psychiatry. 2005;67(4):304-308.
  4. https://academic.oup.com/ijnp/article/15/9/1229/670462
  5. https://www.researchgate.net/publication/46035009_Impact_of_aerobic_exercise_training_on_cognitive_functions_and_affect_associated_to_the_COMT_polymorphism_in_young_adults