母系遺傳對(duì)有氧耐力運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員選拔的影響

王健　郝文亭

摘 要： 影響有氧運(yùn)動(dòng)能力的因素多種多樣，但目前有關(guān)細(xì)胞核、線粒體攜帶遺傳物質(zhì)對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)能力的影響的文章相對(duì)較少。細(xì)胞核、線粒體在肌纖維的活動(dòng)中具有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞： 肌纖維 細(xì)胞核 線粒體 有氧運(yùn)動(dòng)

一、線粒體（遺傳方式、功能）與有氧運(yùn)動(dòng)

（一）線粒體及遺傳方式

線粒體被稱為體內(nèi)的動(dòng)力工廠，是因?yàn)榫€粒體是氧化磷酸化和形成ATP主要活動(dòng)場(chǎng)所，其作用是為細(xì)胞提供“動(dòng)力”，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，供給細(xì)胞進(jìn)行各種生命活動(dòng)所需要的能量，并參與脂肪酸的合成及某些蛋白質(zhì)的合成。線粒體能夠攜帶自己的遺傳物質(zhì)，并有自己的遺傳密碼。它的生長(zhǎng)、分化階段分別接受細(xì)胞核DNA和自身的DNA兩個(gè)獨(dú)立的遺傳系統(tǒng)的控制，因此它是一個(gè)半自助的細(xì)胞器。

線粒體DNA（mtDNA）在1962年被Nass等發(fā)現(xiàn)。mtDNA由卵細(xì)胞傳遞后代，屬于較為典型的母系遺傳。例如，驢和馬的雜交，雞和鵪鶉的雜交，以及具有不同mtDNA譜帶的人類婚配后代的mtDNA檢測(cè)都證實(shí)mtDNA屬于母系遺傳，目前普遍認(rèn)為高等動(dòng)物的mtDNA是母系遺傳。但在人、小鼠、果蠅等多個(gè)物種的研究中相繼發(fā)現(xiàn)了不同程度的父系遺傳現(xiàn)象。人類的父系遺傳概率為0.1%～1.5%；小鼠父系遺傳概率為10-4。

（二）肌纖維與線粒體

讓威爾在1883年即對(duì)肌纖維類型進(jìn)行了研究，二十世紀(jì)六十年代由于肌肉活動(dòng)檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)明，使得人體骨骼肌纖維類型的研究有了飛躍性的進(jìn)展。目前，肌纖維的比較常用的快肌纖維（fast-twihch，F(xiàn)T）和慢肌纖維（slow-twitch，ST）也就是我們常說(shuō)的白肌和紅肌。

慢肌纖維中的線粒體體積大而且數(shù)量多，線粒體中有氧代謝酶活性較高，肌紅蛋白的含量較為豐富，毛細(xì)血管網(wǎng)較為發(fā)達(dá)，因此慢肌纖維的有氧代謝能力較大。快肌纖維中含有豐富的葡萄糖酵解酶，有氧代謝能力較低[1]。

由此可以看出肌肉在參與有氧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，主要?jiǎng)訂T的肌纖維類型是慢肌纖維（slow-twitch，ST），慢肌纖維在參與有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)線粒體不斷為其合成ATP為細(xì)胞提供能源物質(zhì)，在此過(guò)程中線粒體起著極為重要的作用。線粒體既然在有氧運(yùn)動(dòng)中至關(guān)重要，同時(shí)自身具有獨(dú)特的遺傳方式（母系遺傳）。那么，可以大膽地認(rèn)為肌細(xì)胞在動(dòng)員慢肌纖維進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，線粒體氧化磷酸化和形成ATP能力基本上取決于母體肌細(xì)胞線粒體氧化磷酸化和形成ATP能力。如果這一假說(shuō)得到證實(shí)，那么將對(duì)進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員的選拔具有重要意義。

二、細(xì)胞核與有氧運(yùn)動(dòng)

細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，在細(xì)胞的代謝、生長(zhǎng)、分化中起著重要作用，是遺傳物質(zhì)的主要存在部位。那么我們要是去掉細(xì)胞核會(huì)有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？（Courandon and Forbrunne）將原生動(dòng)物的細(xì)胞裂為二段，一段含有原來(lái)的核，另一段卻沒(méi)有核，有核的一段能進(jìn)行再生，恢復(fù)原狀，進(jìn)行正常生活，無(wú)核的一段，其活力卻漸衰退而終至滅亡。但如在細(xì)胞除核后三天內(nèi)再給予移植一枚正常的核，這個(gè)細(xì)胞卻能恢復(fù)健康狀況，一切活動(dòng)都和正常細(xì)胞一樣。

若用細(xì)胞質(zhì)壁分離法將植物細(xì)胞分成幾個(gè)片段，與有核片段完全斷絕聯(lián)系的無(wú)核片段不可能有再生作用，但如無(wú)核片段和有核片段間僅有一絲狹長(zhǎng)的細(xì)胞質(zhì)相連，那么這相連的無(wú)核片段仍能再生織維質(zhì)胞壁，這說(shuō)明核與細(xì)胞質(zhì)間的關(guān)系可能是一種化學(xué)分子相溝通的關(guān)系，在某種滿類的實(shí)驗(yàn)中又證明與核愈接近的細(xì)胞部分其再生能力也愈強(qiáng)。

上述實(shí)驗(yàn)論述了細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞質(zhì)的新陳代謝所可能產(chǎn)生的一些作用，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)間的關(guān)系不是單方面的，核的活動(dòng)也受著細(xì)胞質(zhì)的推動(dòng)和節(jié)制。有資料證明細(xì)胞核內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生能源物質(zhì)的能力，雖然可能有糖酵解作用但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，細(xì)胞核所需要的三磷酸腺核苷來(lái)源于線粒體的氧化作用，同時(shí)線粒體氧化作用中的重要輔酶二磷嘧啶核苷酸可能是有細(xì)胞核合成。因此，我認(rèn)為細(xì)胞核雖然是維持細(xì)胞正常運(yùn)轉(zhuǎn)和新陳代謝的控制中心，但同時(shí)受細(xì)胞質(zhì)和線粒體的牽制和推動(dòng)。

有資料證實(shí)肌纖維作為一種高度分化的細(xì)胞，一個(gè)肌纖維中可能出現(xiàn)多個(gè)甚至上百個(gè)細(xì)胞核。上文已提及細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞新陳代謝起著至關(guān)重要的作用。有氧運(yùn)動(dòng)與肌纖維的新陳代謝有著相互促進(jìn)、抑制的作用。通過(guò)上述兩個(gè)結(jié)論我們可以大膽提出，細(xì)胞核通過(guò)控制新陳代謝，對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)有十分重要的意義。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述觀點(diǎn)可以得知，在進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，被動(dòng)員起來(lái)的肌纖維在收縮舒張的過(guò)程中的新陳代謝，必然會(huì)受細(xì)胞核的控制。我們又可以通過(guò)細(xì)胞核遺傳特點(diǎn)“雌雄配子的核遺傳物質(zhì)相等”的觀點(diǎn)。那么子代細(xì)胞核對(duì)新陳代謝控制的能力，絕大程度上取決于母系和父系。我們可以認(rèn)為母系和父系有氧運(yùn)動(dòng)能力是可以通過(guò)遺傳方式遺傳給子代的。如果得到證實(shí)那么將對(duì)進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員的選拔具有重要意義。但是肌纖維在進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞核、線粒體、細(xì)胞質(zhì)三者是相互制約和促進(jìn)的，然而細(xì)胞核和線粒體遺傳方式又具有顯著差別，細(xì)胞核“雌雄配子的核遺傳物質(zhì)相等”，線粒體“屬于較為典型的母系遺傳”。二者在有氧運(yùn)動(dòng)中起著決定性作用，但是通過(guò)遺傳到子代，在子代的肌纖維中哪一個(gè)占主導(dǎo)地位，還有待研究，可以肯定的是遺傳對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)能力有影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟象謙，細(xì)胞核的生理作用[J].生物學(xué)通報(bào)，1958（8）.

[2]郭瑜，賴松佳，線粒體DNA的研究及其應(yīng)用[J].畜禽業(yè)，2014（11）.

[3]熊慶，劉作易，喻子牛，等.線粒體DNA的研究與應(yīng)用[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2002（9）.