Tippsportlane kui looduslik anne

Sulev Kõks

Inimeste füsioloogilised võimed on geneetiliselt varieeruvamad, kui ehk sageli ette kujutatakse või arvatakse. Nagu kõiki pole õnnistatud samalaadsete vaimsete võimetega, millest suur osa samuti geneetilise loomuga, on ka füüsilistel võimetel suur varieeruvus. Seega on meie sportlikud saavutused üsna märkimisväärses ulatuses määratud kaasasündinud eelduste kaudu. See tähendab, et edukas sprinter ei saa end parimagi tahtmise puhul treenida sama edukaks pikamaajooksjaks. Sissejuhatuseks Me elame muutuvates oludes. Oleme kogu aeg elanud ning jäämegi elama keskkonda, mille käitumist on raske ennustada. Evolutsioon on aga vorminud inimese organismi paindlikuks ja me oleme võimelised väga ulatuslikeks kohanemisteks. Kohanemine on omane kõigele elavale ja tänu kohanemisele on elusad organismid asustanud kogu maakera ning kõikjal, kus selleks vähegi on tingimusi, võib leida elu. Kuigi inimene tundub pisut kaitsetu ja kohmakas, on meie organism võimeline adapteeruma väga erinevate ekstreemsustega. Me suudame elada kõrbes ja suudame saada hakkama ka külmas, me suudame joosta maratoni ning tõsta raskusi.

Meie kohanemisvõime on nii ulatuslik, et kohati tundub, nagu oleks kõik need erinevad võimed kättesaadavad igale inimesele, sõltub vaid meie endi soovist ja valikust. Ometi nii lihtne see ei ole. Juba põgusal süvenemisel saab selgeks, et on inimesi, kellele sobib rohkem jooksmine, ning on inimesi, kellele sobib rohkem jõu kasutamine. Millised aga on need tegurid, mis määravad ära selle, kellele milline ala sobib? Kas on olemas ka faktoreid, mis määravad selle, kas meist saab olümpiavõitja või ei? Käesoleva kirjatükiga üritan veidi selgitada tänapäeval valitsevaid arusaamasid sportlike võimete olemusest ja nende pärilikest eeldustest.

Kõigile ühe mõõduga?

Seni veel väga levinud väärarvamus kirjeldab inimesi erinevate spordialade jaoks üsna universaalseina. Erinevus tulenevat ainult sellest, kes kuidas treenib. Ometi nii see ei ole ega ole ka kunagi olnud. Meil on paratamatult kaasasündinud eripärad, mis annavad spordialaga tegelemiseks teatavad pärilikud eelised. Klassikaliseks näiteks on Eero Mäntyranta, Soome tippsuusataja, kes võitis kolmel olümpial seitse kuldmedalit. Tema hilisem uurimine tuvastas suusatajal perekondliku haiguse nimega polütsüteemia (nn liigveresus), mille iseloomulikuks tunnuseks on suur punaliblede hulk veres. Haiguse põhjuseks oli erütropoetiini (EPO , aine, mis käivitab punaste vereliblede tootmise) retseptori mutatsioon, mis viis EPO retseptori (valk, mis reageerib EPO le ja paneb verelibled vohama) püsivale aktiivsusele. Nii oli Mäntyranta organismis olukord, kus vereloome oli väga intensiivne ka ülimadalate EPO hulkade juures. Tippsuusataja hemoglobiini väärtused olid 200–230 g/l. Huvitaval kombel ei ole sellistel isikutel mingisuguseid kliinilisi haigustunnuseid – nad tunnevad ennast hästi, eluiga ei lühene ja elukvaliteet ei halvene. Ainsaks „sümptomiks” võib nimetada väga head aeroobse töö võimet, mis avaldub nt rohketes olümpiavõitudes.

On selge, et eri spordialad vajavad erinevat füsioloogilist võimekust või kasutavad organismi erinevaid võimeid. Kestvusaladel hea soorituse saavutamiseks on vaja eelistust lipiidide lammutamiseks energia saamisel, aga ka võimalikult head hapniku omastamise võimet ning võimalikult efektiivset lihastööd. Teades, millistel geenidel on vastavates protsessides roll, on võimalik geneetiliste testide abil ennustada inimeste võimet teatavatel spordialadel tippu jõuda.

ACE (ingl angiotensin converting enzyme) on angiotensiini konverteeriv ensüüm ning tema ülesandeks on terve suure kompleksi ainevahetuslike protsesside regulatsioon (vererõhk, põletikud, kudede hapnikuvarustus, skeletilihaste efektiivsus jne). Kõige enam uuritud geenivariant ACE -nimelist valku tekitavas geenis on 287 nukleotiidi- ehk aluspaari (ingl base pair, bp) pikkuse lõigu deletsioon (D). Piltlikult, on olemas inimesed, kellel ACE geenist, puudub 287 bp pikkune osa DNA d. Enamikul inimestel on olukord selline, et ühes alleelis D ja teises alleelis normaalne variant ehk I, ning nende genotüüp on DI. Isikutel, kellel on aga II , on ACE aktiivsus vereseerumis vähenenud ning neid iseloomustab erakordne vastupidavus kestvusaladel. Näiteks II isikud on väga head alpinistid – nad suudavad kergesti ronida üle 7000 m mägede ning isegi kõrgusel üle 8000 m ei vaja nad lisahapnikku. II genotüüp annab eelise olla ka tipptasemel sõudja. Teisalt on DD isikud jällegi väga head sprinterid – nende organism suudab genereerida lühiajaliselt väga palju võimsust.

Illustreerimaks selliste polümorfismide tähtsust või õigemini geneetilise tausta olulisust üldiselt, pakub ACE ühe hea näite. II genotüübiga isikutel esineb oluliselt tugevam anaboolne reaktsioon treeningule, s.t treeningu efektiivsus organismi varude ülesehitamiseks on parem II genotüübiga isikutel. II genotüüpi on oluliselt rohkem pikamaajooksjatel. DD genotüüp aga soodustab näiteks ujumises lühematel distantsidel paremate tulemuste saavutamist. Seega on ACE geen oluliseks faktoriks, mille variandid eristavad erinevat soodumust spordialade suhtes.

ACE geen on seotud üldise sportliku võimekusega või üldiste eeldustega teatud spordialade suhtes. Samuti on võimalik eristada geene, mis osalevad üsna konkreetsete füsioloogiliste funktsioonide reguleerimises.

Esimese näitena tooksin välja geenid, mis reguleerivad meie ainevahetust. Näiteks geenid nimetusega NR F1 ja NR F2 on otseselt seotud rakkude võimega toota energiat ning on organismi tasemel seotud maksimaalse hapnikutarbimisega. See on funktsioon, mille suurendamine on kõikide treeningute eesmärgiks ning tegemist on parima üheainsa parameetriga, mis iseloomustab isiku kehalist vormi ja aeroobset võimekust. Samasse kategooriasse kuulub ka keerulise nimega geen PPAR GC1A, mis on seotud ainevahetuslike ümberkorraldustega vastusena treeningule. Seega: see, kuidas meie organismi ainevahetus reageerib treeningule, on olulisel määral geneetiliselt määratud.

Teise näitena on hea nimetada mõnda geeni, mis osalevad lihaste struktuuri kujunemisel. Kõige tuntum on aktiniin-3 nimeline geen (ACTN 3). See geen toodab valku, mis määrab lihase koostises olevate erinevate lihaskiudude osakaalu. Täpsemalt on olukord selline, et isikud, kel on ACTN 3 n-ö lühem (577X versioon), on kindlasti kehvad sprintijad, „normaalse” ehk täispika ACTN 3 versiooniga inimesed aga on sprintimiseks väga sobivad. ACTN 3 lühike versioon annab eelised pikematel distantsidel, seega on tegemist geeniga, kus eri variandid annavad erinevad eelised. ACTN 3 on ka heaks näiteks rassiti esinevate erinevuste kohta. Nimelt on 577X väga levinud Euraasia elanike hulgas, kuid üliharuldane aafriklaste seas. Aafriklased seevastu omavad tervet ACTN 3 valku tootvat geeni ning seega on nende lihased ehitatud optimaalsena sprindidistantsi jaoks. Kuna Aafrika on bioloogiliselt väga kirev, peab tõe huvides mainima, et aafriklaste hulgas on nii väga häid sprintereid kui ka väga häid pikamaajooksjaid, kuid need isikud tulevad Aafrika eri piirkondadest. Lisaks aktiniini tootvale geenile on lugejale võib-olla huvitavaimaks näiteks müostatiini kodeeriv geen. See on geen, mille alusel toodetakse valku, mis pidurdab lihaste kasvu. On aga inimesi, kellel ühes või isegi mõlemas selle geeni alleelis on defekt ning nad ei suuda sünteesida funktsionaalset müostatiini, mis viib pidurdamatule lihaste vohamisele. Inimestel on selline mõlemas alleelis esinev defekt haruldane ning viib olulisele tervisehäirele. Samal ajal on ühte geeni koopiat haarav mutatsioon (nn heterosügootsus) leitud mitmetel olümpiavõitjatel. Selline muutus müostatiini geenis loob märgatava eelise paremaks soorituseks jõualadel.

Suhtumise küsimus. Mängu tulevad ajud ehk Sporti tuleb suhtuda mõistusega

Tavapärane mõtteviis sportlikest võimetest baseerub ainult organismi füüsikalisel võimsusel. Selle aluseks on arusaamine, et organismi võimekus on määratud vaid sellega, kui palju lihased-kopsud-südame-veresoonkond suudavad üheskoos tööd teha. Ja kogu lugu. Viimasel ajal on sellele seisukohale esitatud tugev väljakutse – suhteliselt keskpäraste võimetega inimesed on suutelised tegelema raskete vastupidavusaladega, ja veel väga heal tasemel. Heaks näiteks on triatlon, millest on kujunenud arvestatav rahvaspordiala, kuhu jagub väga erineva taustaga harrastajaid. Triatloniga tegelevad inimesed, kes oma eelmisel eluperioodil on olnud isegi tugitoolisportlased ning tavamõistes väga ebasportlikud. Lihtsalt ühel päeval käib kiiks ja ta hakkab pihta. Ning see ei ole mitte triatloni läbimise edukus, vaid mingi muu sisemine tung, mis paneb inimese vaeva nägema ja pingutama „ei millegi nimel”. Ühelt poolt on see motivatsiooni küsimus. Need on inimesed, kes suudavad teha midagi, mille eest ei pea kohe tasu saama. Nad suudavad ette võtta ja taluda tundidepikkusi kannatusi ning teha seda ikka ja jälle. Neil on kõrge enesemotivatsioon, nad ei küsi endalt: „Milleks?”. Põhjust, miks inimesed niiviisi teevad, tuleb otsida peast. Närvisüsteem on otseselt vastutav meie sihikindluse või „kestmise” eest. Aju koordineerib organismi perifeeriast tulevaid biokeemilisi signaale, mis annavad meile märku organismi üldseisundist. Näiteks väsimuse või koekahjustuse signaalid põhjustavad alateadliku sportliku soorituse lõpetamise, selleks et vältida organismi kahjustamist. Need on väga tugevad signaalid ning nendele vastuseismises või nende ignoreerimises arvatakse seisnevat tipptasemel sportliku soorituse võti. Arvatakse, et tippsportlaste aju on võimeline neid signaale ignoreerima ning jätkama treeningu või võistlusega selle koha peal, kus konkurendid juba väsinult kokku varisevad. Võtkem näiteks ultrakestvusalade (ingl ultraendurance) harrastajad, kes on võimelised põletama energiat 20 000 kcal 24 tunniga ning seda mitu päeva järjest. Nende aju on võimeline ignoreerima perifeeriast saabuvaid väsimusemärke ja ohusignaale. Kui palju või mida nendest signaalidest teatakse? Praegu veel üsna vähe. Ühed signaalmolekulid, mille kohta on infot saadud, osalevad ka immuunvastuse kujunemises. Arvatavasti osalevad sellise käitumise kujunemises ka klassikalised motivatsiooni regulatsiooniga seotud signaalained (nt opiaadid) ning juba ammu tuntud hormoonid (nt prolaktiin, mis muu hulgas aktiveerib piimanäärmete tööd).

Kokkuvõttes on olulised kaks momenti. Esiteks, selleks et saada tipptasemel profisportlaseks, peab alustama varakult, leida tuleb oma organismile sobivaim ala ja pidada aru professionaalsete nõuandjatega. Tippu jõudmiseks ning seal püsimiseks on vaja olulist looduslikku (geneetilist) eeldust. Teiseks: inimesed, kes tunnevad endas tõsist soovi ja tahtmist sporti teha, ärgu häbenegu seda soovi, vaid mingu poodi ja ostku endale alustuseks jooksutossud. Või pöördugu spetsialisti poole, kes oskab anda nõu, milline kehaline aktiivsus on talle sobivaim. Sest juba vanad roomlased ütlesid, et ainult terves kehas on vaim terve.

Hoolitsegem siis oma keha ja vaimu tervise eest, et meil jätkuks elu, mida nautida.

Mõisted

SNP (ingl single nucleotide polymorphism ehk ühenukleotiidne ehk ühte aluspaari puudutav muutus) – erinevatel isikutel sama geeni (DNA osas, mis vastutab näiteks kindla valgu sünteesimise eest) samas positsioonis esinev aluse asendus, nt adeniin (A) on asendunud guaniiniga (G).

Genotüüp (kitsamas tähenduses kui kogu geenimaterjal) – isikul esinev teatud kindel SNP variant.

Fenotüüp – selgesti määratav või mõõdetav tunnus

Geen – pärilikkuse baasüksus (lõik DNA st), mis määrab ära aminohapete järgnevuse kodeeritavas valgus ja selle kaudu valgu funktsioneerimise.

Alleel – geenivariant või geeni koopia. Igal inimesel on enamiku geenide kohta kaks koopiat ehk alleeli. Ühe alleeli saame isalt, teise alleeli saame emalt, kaks alleeli kokku moodustavad meie genotüübi.

Aluspaar – pärilikkusaine (DNA) molekuli ehitusplokk. DNAs esinevad lämmastikalused adeniin (A), tümiin (T), guaniin (G) ja tsütosiin (C), mis moodustavad vesiniksidemed DNA vastasahela lämmastikalustega nii, et DNA molekulis on omavahel seotud ühe molekuliahela G ja teise C ning ühe A ja teise T.