奧運金牌，有基因的一半

EPO基因讓人跑得更久，ACE基因讓運動更有效，ACTN3基因讓人跑得更快

盡管菲爾普斯和隊友們一樣的訓練，一樣的在“水立方”比賽，但創造歷史的只有他一人;盡管博爾特訓練條件可能不如許多發達國家的運動員，但就是他以9秒69的成績把所有人拋在身后;盡管都是女性，都是“蜂腰鶴膝”，但只有伊辛巴耶娃能輕松越過5米05……

人們逐漸發現相同環境下個人對訓練的應答程度是不同的，早期的遺傳學家就猜想：基因必定在體能上插了一腳。

金牌有“種”——許多運動才能與生俱來

縱觀所有的奧運會，我們可以發現一些“體育家族”：美國小將柳金是前蘇聯體操名將柳金的女兒;拳王阿里的女兒萊拉接過父親的拳擊手套，成了無往不勝的世界女拳王;姚明的父母都曾是籃球隊的主力……

“種瓜得瓜，種豆得豆”，是對遺傳最直白的描述。人類的許多運動才能都是與生俱來并無可更改的。早期的遺傳學家通過相關性就解釋了體育天賦可以遺傳。以大腿力量為例，兩人之間運動成績的相關性隨著親緣關系接近而迅速升高。無關親族幾乎毫不相關(相關系數0.08)，同卵雙生(基因完全相同)相關系數則高達0.76。

現實中也有很多直觀證據。李小雙兄弟可能是我們最熟悉的孿生兄弟;在雅典奧運會上，美國體操隊的哈姆兄弟為團體奪銀立下汗馬功勞，新西蘭的雙胞胎斯文戴爾姐妹更是一舉拿下女子賽艇雙人雙槳冠軍。實在有必要在他們的金牌上刻上一副雙螺旋。

更多類似的證據暗示著，有運動基因在家族間流動。姚明能成為NBA現役最高球員，其父母基因也功不可沒———這對亞洲最高夫妻中的一員更曾是國家女籃隊長。

運動機能60%來自遺傳

上世紀60年代，在三屆奧運會和兩屆世錦賽上共獲得了十枚獎牌的芬蘭運動員門蒂蘭塔，體內比常人多出的20%紅細胞讓人一度懷疑是興奮劑所致。不過，家族系譜調查徹底洗脫了門蒂蘭塔的嫌疑，14名與其有血緣關系的同輩表親中，有8人的紅細胞數量同樣超出常人。對于其他表親來說，這多出的紅細胞只是增加了阻塞血管的風險，但對門蒂蘭塔卻成了制勝之道。

難怪德國著名運動醫學家霍夫曼這樣說：人的運動機能60%來自遺傳，40%靠訓練等外界因素制約。所以，如果可以的話，我更愿意在起跑之前查查對手的家譜。

運動基因——EPO相關基因讓人跑得更久

顧名思義，人促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)能刺激機體產生更多的紅細胞。而氧氣從肺部到肌肉的過程，正是由紅細胞來完成的，越野、長跑等耐力項目都依靠肌肉的有氧呼吸來提供能量。

而門蒂蘭塔的天賦正來源于EPOR(促紅細胞生成素受體)基因的變異，該變異導致了過多促紅細胞生成素EPO的合成，進而促進機體合成更多的紅細胞。不過對普通人，多出的紅細胞并無實際意義，反倒增加了阻塞血管的風險。

ACE基因讓運動更有效

十幾年前的《自然》雜志樹立了第一個體能基因的橋頭堡。其中一篇研究指出：ACE(血管緊張素轉換酶)基因與杰出耐力有關。在對比33名英國優秀登山運動員和近二千名健康男性的ACE基因后，他們發現前者的插入型ACE-I基因頻率明顯更高。后續研究發現，徑賽的耐力要求越高，參賽運動員擁有插入型ACE-I的頻率也就越高。

不過，直到最近，人們才認識到擁有ACE-I基因的運動員能夠在消耗同樣多的能量時作出更多的有效功。要知道，人體真正用于做功的能量不到總產能的一半，所以在效率上下工夫比單純增大血液含氧量更有前途。

ACTN3基因讓人跑得更快

很快，人們又在快肌纖維中發現了慢肌中所不存在的ACTN3蛋白，它也是有相應基因編碼的。悉尼大學的楊南(音)在2003年發表的一項研究中稱，他們測試了301名運動員和436名對照人群，發現在短跑、舉重這樣需要瞬時爆發力項目的運動員中，這個正常基因的攜帶比例高達92%。尤其在這些項目的女運動員中，比例更是高達100%。而在中長跑等耐力項目中，這個基因出現的頻率只有20%— 30%。

ACTN3基因的某種變異體在西非裔黑人的基因庫中出現頻率很高，作為黑人后裔的牙買加人自然擁有這種變異體。這種變異體能夠提高人的瞬間速度，所以牙買加運動員有著和別人不一樣的爆發力。

CKMM基因提升運動空間

人的肌原纖維分為I型和II型兩大類，并由此組成了慢肌和快肌。慢肌纖維更多的依賴有氧代謝，快肌纖維則主要由無氧代謝提供短期能量。普通人兩種肌肉比例相當，而運動員肌肉分布截然不同，慢肌的比例可以低至19%%或高達95%%，前者將會成為百米“飛人”，后者則可能是馬拉松冠軍。

通過訓練，慢肌纖維可以轉變為快肌，而快肌轉變為慢肌卻收效甚微，原因在于CKMM(肌型肌酸激酶)。它只在肌肉中進行表達，有氧時機體以ATP為原料提供能量，當組織缺氧時，CKMM以磷酸肌酸為原料提供能量。慢肌纖維中的CKMM活性比快肌中低兩倍，這有利于慢肌纖維遵循正常的有氧途徑獲得充足的ATP，肌肉耐力和抗疲勞程度都表現良好。

運動員進行負重和厭氧訓練時，缺氧的慢肌纖維只有起動CKMM，相當于增加了快肌纖維的比例。反之則不然，因而將肌纖維由快轉慢尤為困難。CKMM基因變異增多的個體顯然有更大的提升空間。

事實上，上述基因只不過是體能基因的滄海一粟，目前所知，參與體能再造的基因位點可能超過140個。一批人早已對此興奮莫名，仿佛金牌就在石門背后，而基因就是那句“芝麻開門”的魔咒。

基因“雙刃劍”——基因誕生“超級運動員”?

上世紀中葉之后，高科技開始了對競技體育的廣泛滲透。在以運動員為核心的系統學科中，運動生理學家、營養學家、甚至物理學家們開始合作。不過，最后登上金字塔頂端的可謂鳳毛麟角，而且，天資并不是成功的充分條件。在名利面前，投機取巧必定無法杜絕，天資平平者希望能后天補足，資質出眾者更希望能突破極限。隨著基因迷霧散去，將常年汗水凝聚成一針藥水的努力，好像不是天方夜譚。只要能成為閃光燈下的聚焦點，健康、道德……就拋在腦后。

不過，當奧運選手都疾行如“神行太保”戴宗，強壯如施瓦辛格，耐久如沙漠駱駝，且男女難辨，人鬼莫分。這些“超級運動員”還能稱為人么?這個時候，我們是不是應該思索一下體育競賽的初衷呢?

新聞緣起

8月16日晚，“鳥巢”，牙買加的博爾特在男子100米的表現完全可以用“恐怖”來形容，而第二天，牙買加的女選手又包攬了女子100米的前三名。牙買加人讓在短跑項目上一直目中無人的美國隊老老實實當了一次觀眾。

固然牙買加的短跑成績與他們的傳統有關。但科學家通過對超過200名牙買加運動員的研究發現，有70%的人體內擁有一種名為ACTN3蛋白的物質，這種物質可以改進與瞬間速度有關的肌肉纖維，而這些肌肉纖維可以使運動員跑得更快。

專題：分析測試助力2008北京奧運