遺傳因素在速度滑冰運動員選材中的應用

李麗，趙玉華

（哈爾濱體育學院 運動人體科學系，黑龍江 哈爾濱 150008）

隨著分子生物學、遺傳學的深入研究，國內外學者在與運動能力相關的特定性狀的遺傳度和個體對運動訓練敏感度的差異方面作了大量的研究工作,發現某些身體素質如力量、速度和耐力及其發展潛力具有相當高的遺傳度［1］。科學的運動選材已成為影響競技運動水平提高的三大要素之一(科學選材, 科學訓練, 科學管理)［2］,通過選材可以最大限度地節省時間和財力，促進我國體育事業的發展。

1 速度滑冰項目的特點

1.1 速度滑冰項目的介紹

速度滑冰是指在規定距離內以競速為目的的滑冰比賽，或者說是以冰刀為用具在冰上進行的一種競速運動［3］。比賽項目為男子500m、1500m、3000m、5000m及10000m；女子500m、1000m、1500m和3000m以及男、女接力和全能比賽。我國速滑運動主要開展于北方城市，運動員的訓練水平與世界優秀選手還有些差距，但在一些項目中也表現出優勢。

1.2 速滑項目的技術特點

速滑運動由于距離不同，對運動員的身體素質及技術要求有所不同。主要包括直道和彎道技術。如姿勢、蹬冰、擺臂與著冰、步頻與節奏。根據各項的特點來改變滑跑姿勢、滑跑步頻和步長、每步蹬冰用力程度以及動作節奏等因素。

1.3 速滑項目的供能特點

速滑運動是屬綜合性體能項目，負荷時間大約在35s—17min。除500m外平均血乳酸達到并超過11mmol/L。說明此項運動強度較大，3000m、5000m和10000m屬長距離項目以有氧供能為主，但其中無氧供能也占有相當比例。500m和1000m屬極限強度無氧代謝，以磷酸原和糖酵解無氧供能。1500m屬于中距離項目，所需的能量物質來自于有氧和無氧供能。速滑運動員對于有氧和無氧的供能要求都是很高的，所以速滑運動員有氧和無氧能力的遺傳選材尤為重要。

1.4 速滑運動員身體素質的特點

速滑運動員陸地身體素質與冰上運動成績的相關系數較大。有人統計過上百人的資料，最后得出在少年時期陸地身體素質與冰上成績相關系數大約是0.8［4］。通過速滑項目的技術分析和供能特點的分析得出速滑運動員身體素質的要求主要集中于速度、力量、耐力、靈敏素質。另外平衡能力和協調性也必不可少。身體素質的遺傳度見表1［4］。

表1 身體素質的遺傳度

從表中得出身體素質中耐力素質、速度素質的遺傳度較高。如無氧耐力的遺傳度高達85%，而動作潛伏時的遺傳度高達86%。其它身體素質也存在不同程度的遺傳。說明運動員利用遺傳指標進行科學選材十分重要的。

2 身體素質的遺傳選材

2.1 與耐力相關的基因多態性研究

與耐力相關的基因多態性研究最多的是ACE 基因(血管緊張素轉換酶基因) 。人的ACE基因位于染色體為單拷貝基因，全長21kb，含26個外顯子及25個內含子。近年研究發展位于第16內含子的一段287bp的Alu序列的插入/缺失（I/D）有多態性。此多態性對心室質量有顯著的影響，增加心輸出量和心肌毛細血管的密度，特別在骨骼肌中可緩解運動時的局部出血，維持工作能力與運動員的耐力相關。1998年，Montgomery 等人 通過25 名優秀的登山運動員和1906 名健康男性進行對比調查,結果顯示,登山運動員與正常人不論在基因型頻率還是等位基因頻率上均有顯著差異( P ＜ 0102 和P ＜ 01003) , I型要顯著高于D 型，他們更進一步發現在登上過8000米以上高峰的15 名頂級登山選手中，無一人為D 型純合子［5］。1998 年Montgomery 等人又證明了I/ D 型對于可訓練程度也有影響［6］。1999 年，Montgomery 等人在英國的91 名奧運會預備選手中調查I/ D 基因型頻率，這些人都是賽跑運動員，I 等位基因的頻率隨著參賽長度的增加而升高，參加200m跑的選手中I 等位基因頻率為0.35，參加400～3000m的選手中為0.53，參加5000m以上的選手中則為0.62［7］。2001年Ranki2nen Tuom 等人在476 名高加索人和248 名黑人中進行調查，以潮氣量、心率等指標為測量標準,通過20周的訓練前后對比，分析得到的結果并不支持ACE I/ D 與可訓練度相關［8］。說明不同運動項目尤其是混合供能的項目運動相關基因的多態性需進一步深入研究。耐力相關基因的研究還有許多，如ADRA2A 基因(腎上腺素能受體基因) 是繼ACE 后發現的又一個與有氧耐力可能相關的基因。

2.2 與速度相關的基因多態性研究

迄今為止，僅有一篇關于ACTN(α- 輔肌動蛋白) 的論文報道了與速度相關的基因多態性的研究。ACTN基因是肌動蛋白的結合蛋白，在骨骼肌中主要分布于Z線，類似致密體有三種形式—ACTN1，ACTN2，ACTN3，已被證實ACTN3基因16號外顯子的第1747核苷酸發生了C到T的突變，產生終止密碼子。研究表明速度性運動員577R等位基因頻率高于普通人［9］。

2.3 與力量相關的基因多態性研究

力量相關的基因多態性研究很少且不深入。據報道CNTF（睫狀向神經營養因子）的多態性與骨骼肌功能有很大的關系，CNTF(睫狀向神經營養因子)多態為G/A明顯大于多態為G/G和A/A的人。CNTF基因多態為G/ A 的人，肌肉力量和爆發力明顯大于多態為G/ G和A/ A 的人，提示可以用CNTF 基因多態標記來對力量素質進行選材［9］。與身體素質相關基因的研究還處于初級階段，可根據現有的條件和儀器設備來進行。從基因的角度進行選材更具有科學性和客觀性，但基因選材勢必成為未來運動選材的主要手段。

3 運動能力的遺傳選材指標

3.1 無氧耐力與運動能力

無氧耐力是指較長時間依靠糖酵解系統進行工作的能力。對于速滑運動員來說，無氧運動能力（尤其是無氧耐力）對成績的影響是十分重要的。無氧耐力的主要影響因素為長時間耐受乳酸的能力。孿生子、同胞兄妹的研究數據表明，無氧運動能力具有顯著的家庭相似的特征，MZ 對于每單位體重和每FFM(Fat2freemass 瘦體重) 的相關系數分別為0.88和0.77，DZ相關系數為0.58 和0.44；同胞兄妹之間為0.46 和0.30，通過這組數據的對比，充分表明遺傳因素對無氧運動能力有重要影響。無氧能力可應用冰上7圈滑行后血乳酸測試結果來評定速滑運動員的無氧能力水平［10］。

3.2 最大攝氧量與運動能力

最大攝氧量是人體在大部分肌肉參與下單位時間內攝取氧的最大量。它是評定運動員有氧能力的重要指標。最大攝氧量的影響因素主要集中于氧運輸系統和肌肉組織對氧的利用情況。最大攝氧量作為評定運動員有氧代謝系統的重要指標，運動員最大攝氧量的數值會直接影響到以有氧代謝供能為主的運動項目的成績。而此指標所遺傳度影響高達90%以上（同卵單生）。我國優秀男、女速滑運動員水平低于國外優秀選手，國外男子達80～88ml/kg.min，女子達68～75ml/kg.min，說明我們在選材和訓練上都要重視最大攝氧量的測定。最大攝氧量可分為間接測定和直接測定法，現在有許多儀器都可完成如心肺功能測定儀等。

4 結束語

遺傳選材是當今研究的熱點，隨著科研儀器和研究方法不斷地創新與發展，利用基因多態星進行選材能夠挖掘速滑運動的潛力，配合科學地系統地訓練，使其更快地達到運動技術的高峰，為速滑運動的發展做出貢獻。

［1］張傳芳.人類體能與遺傳［J］.遺傳學報, 2004 ,31 (3) : 317-324.

［2］劉獻武.運動才能遺傳學概論［M］.廣州:廣東高教出版社, 2000.

［3］朱志強.冰雪運動［M］.北京:人民體育出版社,2000: 5-1.

［4］曾凡輝.運動員科學選材［M］.北京:人民體育出版社, 1992:24.

［5］Montgomery H E,marshall R, Hemingway H,Myerson S, Clarkson P, Dollery C, Haywardm ,Holliman D E, Jubbm, Worldm, Thomas E L, Brynes A E, Saeed N , Barnardm, BellJ D,Prasad K, Raysonm, Talmud P J, Humphries S E. Human gene for physical performance. Nat ure, 1998 (21/ 05), 393: 221-222.

［6］Woods DR,Brull D, Emontgomery H.Endurance and the ACEI/D polymorphism.Science Progress, 2000, 83 (4) : 317-336.

［7］Myerson Saul,Hemingway Harry, Budget Richard,martin John, Humphries Steve,Montgomery Hugh.Humanangiotens in I2con2verting enzyme gene and endurance performance. Journal of A p2plied Physiology,1999, 87 (4) : 1313-1316.

［8］Rankinen Tuomo, Perusse Louis, Gagnon Jaques,Chagnon Yvon2C, Leon Arthur S, Skinner James S, Wilmore Jack H, Rao D C, Bouchard Claude. Angiotensin2converting enzyme ID polymorphism and fitness phenotype in the HERITAGE Family Study. Journal of A. pplied Physiology, 2000, 88 (3) : 1029-1035.

［9］常蕓.運動能力相關基因研究進展［J］.中國運動醫學雜志, 2002, 3 (21) : 74-75.

［10］馮連世.優秀運動員身體機能評定方法［M］.北京:人民體育出版社, 2003: 594-597 .