جنبه های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی

کتاب جنبه های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی

نویسنده : اریک پی هافمن , کلود بوچارد | ترجمه دکتر رضا نوری – انتشارات حتمی

یک ورزشکار نخبه برای اطمینان از اینکه همه بافت‌ها، اندام ‏‏‏ها و دستگاه‏‏‏‏ های کلیدی به بالاترین درجه کارایی، ویژگی و دقت می‌رسند، تمرین می کند. برای نمونه، پرتاب‌کننده وزنه، برای کارایی در هماهنگی حرکتی و توان عضلانی تمرین می‌کند. دونده ماراتن برای برون ده قلبی و استقامت عضلانی بیشتر، و دونده‌ی سرعت برای هماهنگی حرکتی و سرعت، تمرین می‌کند. تمرین برای موفقیت ضرروری است، اما مشخص کرده‌ایم، که تمرین تنها یکی از اجزای معادله ی موفقیت یک قهرمان نخبه است. از بین، دیگر عوامل تعیین کننده، جعبه متغیر ژنتیک یکی از حداقل موارد شناخته شده در ورزشکاران و مهم ترین ابعاد مورد توجه آن است.
ورزشکار نخبه سطح جهانی نمونه متفاوتی از تعامل موفقیت آمیز فطرت در برابر تمرین است؛ ویژگی‏‏‏‏ های ژنوم و اپی‌ژنوم، تمرین، رژیم غذایی و دیگر نیازمند ‏‏‏‏های سبک زندگی و محیطی بر وی اثر دارد. می‌توان گفت، بازشکل گیری و سازگاری عضله بر اساس الگوهای استفاده، در ترکیب با استعداد ژنتیکی، احتمالا بهترین مثال توانایی فطری یک بافت برای پاسخ به محیط و سازگاری با آن است. به همین دلیل، آکادمی‏‏‏ ها به سازگاری عضلانی و درک چگونگی کارهای عضلانی در بیماری و تندرستی و نیز ساختار اجزای عضله اسکلتی که در دوره فرگشت، تغییر کرده است، علاقمندند. در واقع، عضله یکی از نقاط مشترک همه موجودات زنده است- توانایی حرکت به سمت منابع غذایی.

پیشرفت در برنامه‏‏‏‏ های تمرینی به طور قابل توجهی در ورزشکارانی ایجاد می شود که پیوسته از مرزهای شهر، وطن و کشور عبور می کنند. به موازات این، دانشمندان به طور مشابه به دنبال شناسایی ابزارهای ژنوم و دیگر علوم انسانی هستند تا ساختار، عملکرد و واکنش بافت و اندام و پاسخ به تمرین را درک کنند. در این راستا، رمزگشایی ژنوم انسان در اواخر ۱۹۹۰منجر به جعبه ابزار جدیدی برای حمایت از روند کشف شد و فن آوری‏‏‏‏ های مبتنی بر ژنوم برای درک بازشکل گیری بافت و اندام با تمرینات ورزشی، به ویژه عضله اسکلتی، به سرعت توسط دانشمندان در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفت.
نخستین تلاش جامع برای خلاصه کردن شواهد مشارکت ژنتیک در شاخص‏‏‏‏ های آمادگی جسمانی و عملکرد بدنی، به صورت جزوه‏‏ای در اواسط دهه ۱۹۹۰ توسط سی بوچارد، آر . ام مالینا و ال پروس نوشته و در سال ۱۹۹۷ توسط ناشر هیومن کینتیک با عنوان “ژنتیک آمادگی جسمانی و عملکرد بدنی” منتشر شد. کتاب مذکور، روش و فن آوری‏‏‏‏ های موجود در آن زمان برای مطالعه مبانی ژنتیکی ویژگی‏‏‏‏ های پیچیده انسان را توصیف و شواهد انباشته شده در آن زمان بر روی تعدادی از رخ مون‏‏‏‏ های درون زا و صفات آمادگی جسمانی و عملکرد بدنی را خلاصه کرده است. آن کتاب تا چند سال پس از چاپ، مرجع توالی ژنوم انسان، ظهور توالی پیشرفته و فن آوری‏‏‏‏ های نوع ژن، و افزایش دانش ژنتیک و دیگر علوم مرتبط با انسان بود.

کتاب جنبه های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی ، نشان دهنده تلاش برجسته‏‏ ای برای انتشار در چاپ اول بوده است در حالی که از آن زمان تا کنون پیشرفت‏‏‏‏های زیادی رخ داده است. با این حال، خواننده به سرعت متوجه خواهد شد که ژنتیک و زیست شناسی مولکولی عملکرد تنها یک”فصل کامل در علم” نیست.
با وجود پیشرفت در جنبه‏‏‏‏های گوناگون، نقش تفاوت‏‏‏‏های ژنتیکی و رویدادهای اپی ژنومی در عملکرد که در آن استقامت قلبی – تنفسی یا قدرت عضلانی و توان غالب است، کمتر شناخته شده است. درک ما از آثار تغییرات ژنومی انسان بر توانایی بافت‏‏‏ها و اندام‏‏‏‏های تمرین کرده، به ویژه عضلات قلبی و اسکلتی، بسیار اندک است. هیچ محدودیتی آشکار تر از دانش فعلی ما از نقش تغییرات ژنوم و اپی ژنوم انسان در هماهنگی و یادگیری حرکتی که تعیین کننده‏‏‏‏ های کلیدی در بسیاری از عملکردهای ورزشی اند، وجود ندارد. نویسندگان همکار در جنبه های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی ، به آنچه که شناخته شده است، آنچه که ناشناخته است و پژوهش ‏‏‏‏های آینده باید روشن کنند، تمرکز کرده‌اند. ما بر این باوریم که بیشتر ابزارهای پژوهشی ژنوم برای دستیابی به درک کامل بازشکل گیری عضلات در دسترس‏اند و این ابزار با پاره‏‏ای از جزییات در این کتاب شرح داده شده‌اند.
با این حال، پیش از اینکه ما بتوانیم آثار ویژگی‏‏‏‏ های ژنومی و شاید اپی‌ژنومی فرد را در توانایی او برای تمرین و رسیدن به سطح ورزشکار نخبه در یک رشته ورزشی خاص پیش‌بینی کنیم، کار پژوهشی زیادی لازم است. این کتاب، وضعیت جاری جنبه ‏‏‏‏های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی را پوشش می دهد و دانشمندان و نویسندگان محترم برای ایجاد آن، با عشق و علاقه مطالب خود را جمع آوری و ارایه کرده اند.

فهرست کتاب جنبه های ژنتیکی و مولکولی عملکرد ورزشی

بخش ۱: علم ژنوم و ژنتیک 

فصل ۱: ژنوم و اپی ژنوم انسان
فصل ۲ : پزشکی میتوکندریایی در تندرستی و بیماری: وجه مشترک روش های درمانی و عملکرد ورزشی
فصل ۳: تشخیص وسعت تغییرپذیری ژنتیک انسان از نظر ویژگی‌های مرتبط با عملکرد
فصل ۴: روش های نیم‌رخ بندی پروتئوم
فصل ۵: رایانش زیستی و منابع دسترسی عمومی
فصل ۶ : پژوهش ‌هایی در‌باره‌ ی ژن  های تاثیرگذار بر ویژگی ‌های پیچیده

بخش ۲: شواهدی از مطالعات همه‌گیرشناسی ژنتیکی 

فصل ۷: همه‌ گیرشناسی ژنتیک، فعالیت بدنی و بی ‌تحرکی
فصل ۸: نقش عامل های ژنتیکی در عملکرد ورزشی: شواهدی از مطالعات خویشاوندی
فصل ۹: مطالعه دوقلوها از نظر عملکرد ورزشی
فصل ۱۰: مطالعه خویشاوندی و دوقلوها از نظر پاسخ‌  به تمرین ورزشی
فصل ۱۱: تفاوت های نژادی در عملکرد ورزشی
فصل ۱۲: آزمایش های منتخب در جوندگان برای تعیین پیچیدگی و گوناگونی ظرفیت استقامتی

بخش ۳: همکاری نشانگرها و ژن‌های خاص 

فصل ۱۳: ژن ها و عملکرد استقامتی
فصل ۱۴: ژن‌ها و رخ مون‌ های نیرو و قدرت
فصل ۱۵: ژن‌ها و پاسخ به ورزش
فصل ۱۶: عوامل ژنتیکی تعیین کننده عملکرد ورزشی: شواهدی از مدل های موش خنثی و تراریخته
فصل ۱۷: ژن ACE و عملکرد آن
فصل ۱۸: ژن ACTN3 و عملکرد انسان
فصل ۱۹: تغییرات توالی DNA میتوکندریایی و عملکرد
فصل ۲۰: ژن ها، ورزش و متابولیسم چربی
فصل ۲۱: ژن، ورزش و متابولیسم گلوکز و انسولین
فصل ۲۲: ژن‌ها، ورزش و رخ‌مون های قلبی- عروقی
فصل ۲۳: ژن‌ها، ورزش و متابولیسم پروتئین
فصل ۲۴: تنظیم فعالیت بدنی توسط سازوکار های ژنتیکی:آیا انگیزه ای برای فعال بودن وجود دارد؟
فصل ۲۵: ژن ‌ها، ورزش و عوامل روان شناختی

بخش ۴: زیست‌شناسی دستگاه‌ها ، ورزش و تمرین 

فصل ۲۶: درآمدی بر زیست‌شناسی دستگاه‌ها، وابسته به فیزیولوژی و متابولیسم ورزش
فصل ۲۷: زیست شناسی دستگاه ها از طریق داده های سری زمانی- یکی از نقاط قوت ترمیم عضله
فصل ۲۸: پروتئومیک در پژوهش تمرین ورزشی
فصل ۲۹: اثر تمرین بدنی بر سلول های بنیادی بالغ

بخش ۵: ملاحظات اخلاقی و اجتماعی ۳۰۸

فصل ۳۰: ژنتیک و اخلاقیات در نخبگان ورزش
فصل ۳۱: ژن ها و استعدادیابی
فصل ۳۲: بهبود عملکرد با دوپینگ ژن
فصل ۳۳: نگرانی های اخلاق زیستی در بهبود فرهنگ انسان