伟大源自努力，还是一代代强大运动基因的传承？对于长距离跑者来说，只要努力训练，就能取得接近精英选手的成绩吗？

中国马拉松当家花旦张德顺、业余一姐黄雪梅都来自云南高海拔地区，心肺功能强大，但为什么同样来自高海拔地区的精英跑者，仍然是凤毛麟角？

上海一姐周瑞芳、半马百冠殷晓雨，聊到跑步都会回忆童年在乡村土路上奔跑嬉闹的经历。但为什么成千上万长期在乡间小路奔跑的小姑娘，只有少数几人能逆天改命？

武汉一姐熊娟曾是校田径队一员，后来因担忧晒黑而厌跑十多年，直到结婚生子才在马拉松赛道重返颠峰。小时候走远路就会膝盖疼的长沙一姐黄菲，年近三十才接触马拉松，今年却一再PB，刚刚在杭马以236完赛。而更多乐此不疲的跑者，数十年孜孜以求，却始终无法触摸到自我设定的天花板……

对于跑者来说，基因、训练、环境，哪一项的影响更深远？到底是基因决定了能力，还是训练和环境可以重塑一个优秀跑者？下面的这篇文章，或许可以帮你找到答案——

K天王（Kilian Jornet）在2019年接受《男士健康》杂志采访时说，他相信基因对他的运动能力产生了至关重要的影响，尤其是最大摄氧量。

K天王最大摄氧量高达到92，是有史以来最高的几个人之一，仅有极少数人超过他，比如美国自行车传奇人物格雷格·莱蒙德，再比如挪威越野滑雪名将埃斯彭·哈拉尔德·比耶克。不过K天王也承认，他运动能力也不仅仅来自基因遗传：“没错，DNA让我拥有了极高的最大摄氧量和快速恢复的能力，但其他很多方面还是靠后天的艰苦训练才获得的。”

▲ K天王的运动能力来自天赋也来自后天艰苦的训练。

无论是在赛场还是在实验室，各种各样的研究都能帮助运动员了解自己的天赋。了解自己，有助于他们针对性地进行训练。但更多的研究发现，训练和环境才是运动员健康与成功的关键。

梅约诊所的迈克·乔伊纳多年来一直跟很多职业和业余运动员合作，试图找到基因对运动表现的影响。他发现，很难确定某个单一的基因变量会带来什么样的影响，与环境以及训练相比，单一基因因素的作用非常有限。科学家们曾经尝试找到让一个人成为优秀的耐力或力量型运动员所需要的基因特征，但最终只发现了极少数可能产生影响的变量，而且这一结论也只是一种猜测。事实远比想象的要复杂。


跑步能力的遗传因素

除了通过训练和环境因素带来的改变之外，以下5个方面是一个人与生俱来让他/她擅长某项运动的重要原因。


01. 最大摄氧量

最大摄氧量是人体在运动过程中能够吸收氧气的最大值。在人体中，氧气被转化为能量，因此吸收的氧气越多，跑者能够奔跑的速度就越快，距离就越远。《BMC基因组学》科学期刊2017年的一份报告指出，至少可以通过97组可识别的基因来评估最大摄氧量，而这97组基因占了整个最大摄氧量评估因素的50%。不过研究也承认，通过最大摄氧量训练和常规训练得到的测试结果差别较大，导致实验数据的不稳定性。为了得到更精确的数据，必须让实验的可控性变得更高。

▲ 最大摄氧量很大程度上决定了跑者能够奔跑的速度和距离。

但乔伊纳解释说，大心脏能够泵送更大量的血液，但评估最大摄氧量最好的方式还是要进行测试，并观察通过训练后的增长量。他甚至认为2017年的研究并没有得到什么有效结果，关于某些特定的生物指标描述也并不可靠。乔伊纳认为，最大摄氧量是可以通过训练得到增强的，运动员自身的努力远比天生的优势更重要。来自《外科杂志》的研究也发现，在24个月的周期内，非精英运动员可以通过每周三次心率140的跑步训练和两次举重训练，将最大摄氧量提升50%。


02. 乳酸阈值

乳酸阈值来自于人体运动强度超过了身体处理的能力，导致肌肉缺氧，随后身体加速制造超过日常量的丙酮酸脂（无氧代谢产物），未被利用的丙酮酸脂变成了乳酸并堆积。这两个反应会造成肌肉疲劳以及酸痛。当乳酸阈值提升，运动员则有能力以更快的速度或更高的心率跑更长的距离。

▲ 乳酸是无氧运动的副产品，随着运动强度增加，乳酸迅速累积，导致运动效能下降。

2022年《运动生理学》发表的研究发现，单羧酸转运蛋白（MCT1）基因与血液中高含氧量以及低乳酸量有关联。随着运动员吸收氧气的能力提升，肌肉供养时间增长，训练和比赛就会更容易。


03. 肌纤维类型

绝大部分人的肌肉类型都是1型或者2型。1型通常被称作慢缩肌纤维，有更多线粒体和肌红蛋白，这种肌肉更适合有氧运动。慢缩肌纤维能够更长时间地保持某种运动强度。而2型则是快缩肌纤维，更强壮有力但也更容易疲劳。快缩肌纤维更多依靠厌氧呼吸，主要靠葡萄糖供能，而慢缩肌纤维靠的是氧气。

基于某种科学猜测，肌肉类型可以通过训练发生变化。比如说，通过负重训练和速度训练可以让肌肉更适应无氧运动，而配速稳定的长距离训练则会让肌肉更适应有氧。不过，营养和潜在的基因复合物会让这种适应性变化的过程变得不那么容易。

▲ 短跑运动员和马拉松运动员的肌肉有肉眼可见的区别。

专门为耐力运动员服务的物理治疗师瑞安·伍德森说，现代健身领域，改变肌纤维类型是非常普遍的尝试。但伍德森认为，在健身房里那些承诺客户有望通过某些方式改变肌纤维类型的说辞还是需要更明确一点，“作为健身和训练的专业人士，我们在跟运动员谈论肌纤维类型改变时要慎重。我们应该告诉他们，尽管我们可能无法完全改变他们的肌纤维类型，但是我们可以帮助他们更好地进行他们所选择的运动项目。”


04. 伤病风险

有些跑者更容易受伤。有迹象表明，人体受伤的风险值可能与人体某种蛋白质有关。更准确地说，《英国医学杂志》发表的一份报告指出，患有创伤性前交叉韧带撕裂的运动员的I型胶原蛋白α1中存在缺陷。但报告同样承认，这一发现并没有强有力的证据支持。

“大多数关于评估受伤风险生物指标的研究都没有翔实的证据，”乔伊纳认为所有的运动员都应该进行伤病的预防，预判受伤的风险也并不是那么重要。


05. 身高

尽管运动科学领域还有待更深入的研究和理解，但影响身高的基因因素已经被确认了。哈佛大学、麻省理工大学和波士顿儿童医院的研究者在人类性状遗传研究中心针对人类体型的决定因素进行了研究。

该研究发现，人类的身高80%取决于一些遗传基因。不过在预测身高时还应该考虑其他的一些先天因素。毫无疑问，身高是运动员运动天赋的重要影响因素之一。乔伊纳解释说，高个子的耐力型运动员在赛艇和游泳中会有更好的表现，而矮个子则会在长跑和自行车方面更有优势。


后天的改变

01. 训练 vs. 基因

正像人类行为模式受先天还是后天影响的讨论一样，运动员训练和基因也是相辅相成难以分割的。训练所占的的比重非常大，但训练的潜力本身会影响运动员的决心和态度。

除了身高，大部分影响运动能力的因素都是可改变的，对于耐力型运动员来说，持续的训练绝大部分情况下比天赋更重要。乔伊纳解释说，要想提升最大摄氧量并改善肌肉类型，增加肌肉线粒体是很重要的一方面。而线粒体可以通过长期的有氧训练而增加。

伍德森也指出，了解自己先天的优势和不足的好处在于，“当患有慢性病或者自身免疫疾病时，如何训练还存在很大的不确定性。”训练导致的各种反应都会影响运动员，而且都非常难以控制。


02. 环境因素

环境和基因一样重要，能够影响一个人可选的运动项目以及在这个项目上的成就。

乔伊纳身高1米93，他以自己作为例子解释，“如果我在东海岸长大或是读了预备学校，我很可能会被鼓励去参加赛艇。但是我生活在西部内陆的亚利桑那，结果我成为了耐力运动员，我选择跑步是因为这是我唯一的选项。”

▲ 梅约诊所的迈克·乔伊纳身高1米93，非常适合赛艇等运动项目。

为什么环境对于精英以及职业运动员那么重要？乔伊纳解释说，大部分顶尖长跑运动员都来自东非，尽管越野滑雪和长跑对身体要求的区别不是特别大，但是生长在没有雪的东非，就直接导致他们没有机会成为顶级的滑雪运动员。如果东非的这些运动员们从小就能接触到雪地，那他们在越野滑雪领域也一定会有卓越的成就。

同样，没有机会接触某项运动的孩子，无论是因为天赋、环境、文化还是驱动力，他们长大后也不太可能在某项运动中有所成就。《前沿》杂志关于体育的研究发现，当得到周边环境支持时，比如父母的参与或教练的指导，年轻的运动员最有可能获得成功。

当运动员成年以后，来自环境的压力仍旧会妨碍他们得到足够的训练。伍德森见证了很多成年运动员的成长，他发现训练条件的存在和可获得性，是影响运动员的两大环境因素。“人们普遍认为应该以某种方式或者在某个场所进行训练，合理对待以及开解这种完美主义思维，有助于运动员通过足够的训练充分发挥他们的潜力。”

▲ 考特尼·道瓦特在明尼苏达长大，中学就经常参加径赛、越野，并四次获得越野滑雪赛的州冠军。

哈佛大学的研究也支持了伍德森的观点。这项研究中，把运动员的居住地和社区环境作为影响他们健康和健身的因素进行调研，结果发现积极的家庭和工作氛围、能够获得室外空间或体育设施的社区或工作环境，都能够让人的生活方式更加积极健康。

与基因和天赋相比，环境更能让人发现自己的运动天赋并进行持续的锻炼。


关于运动能力的测试

尽管影响运动能力的基因研究还有待继续深入开展，我们还是可以通过一些测试来发现自己的底线并弥补自己的短板。


01. 场地测试

在很多基因研究中，肌肉活检能够帮助我们更加了解基因构成和运动员的适应性。但这种检测并非必须，也并不容易进行。

乔伊纳说：“如果想找到帮助运动员提升的训练方式或者训练条件，大部分的机构都会通过场地测试来进行评估。比如，我们会通过垂直跳来评估一个人从事动力运动的能力。”


02. 实验室测试

在实验室测试最大摄氧量和乳酸阈值也能给运动员帮助，无论他的先天条件是好是坏。伍德森说：“这些检测是训练的基准数据，了解运动员的长短板，有助于制定合适的训练计划。”

尽管影响运动员的基因还有待研究，事实证明基因天赋确实影响了运动员的先天能力，然而，坚持长期的训练仍旧可以带来惊人的变化与进步。