Thiên tài trong gene: Sức bền hay sức mạnh?

Thử gene thể thao

Hành trình truy tìm dấu vết “gene trội thể thao” bắt đầu vào năm 1998 khi Giáo sư Hugh Montgomery cùng cộng sự đến từ Đại học London đã khám phá ra mối liên hệ giữa các dấu hiệu di truyền và khả năng dẻo dai bền bỉ đầy ấn tượng ở một số vận động viên.

Theo đó, chỉ thị di truyền thuộc ACE (enzyme chuyển đổi angiotensin là thành phần trung tâm của hệ thống angiotensin renin, kiểm soát huyết áp bằng cách điều chỉnh lượng chất lỏng trong cơ thể) xuất hiện rất nhiều ở các vận động viên leo núi chuyên nghiệp người Anh. Cụ thể, biến dị gene ACE II được cho rằng có liên quan đến các môn thể thao đòi hỏi sức bền. Sự kiện này đã thúc đẩy giới khoa học “bắt tay” với thể thao, khiến dư luận bắt đầu quan tâm đến khả năng nuôi dưỡng thiên tài từ trong... ADN.

Nhiều quan điểm cho rằng gene nắm giữ chìa khóa mở ra cánh cửa thể chất siêu phàm của loài người.

Hơn hai mươi năm qua, các nghiên cứu liên quan đến dấu hiệu di truyền bước đầu đã khám phá mối liên hệ giữa khoảng 25 loại chỉ thị ADN với năng lực thể thao xuất chúng tại nhiều nhóm dân cư trên khắp thế giới. Thú vị hơn cả, công trình nghiên cứu độc lập của Giáo sư Kathryn North tại viện thể thao Australia tuyên bố gene ACTN3 (hay actinin alpha 3), một loại protein được tìm thấy trong cơ bắp, cực kỳ cần thiết cho các môn thể thao đòi hỏi sức mạnh, nhưng lại “vô dụng” với những môn đòi hòi sức bền. Thử nghiệm cho thấy, biến dị ACTN3 RR tối ưu khả năng sức mạnh cho các vận động viên thể hình hay chạy nước rút, trong khi với những vận động viên sức bền thì gen ACTN3 lại không hề hoạt động.

Điều này được giải thích bởi actinin alpha 3 chỉ được tìm thấy trong các sợi cơ co giật nhanh. Trên thực tế, chỉ có khoảng 3% nhóm các quán quân Olympic ở môn đòi hỏi sức mạnh mang hai bản sao của gene này.

Bên cạnh đó, những thử nghiệm trên chuột phát hiện, gene thiếu ACTN3 khiến các cơ thay đổi theo hướng gia tăng chuyển hóa hiếu khí. Thông thường, chuyển hóa hiếu khí hiệu quả gấp 17 lần chuyển hóa yếm khí, đồng thời chất béo và protid cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản sinh ra ATP trong chuyển hóa hiếu khí. ATP làm co cơ, tim đập, cũng như những hoạt động sinh lý khác để duy trì sự sống. Đặc điểm này có vai trò rất quan trọng trong các hoạt động đòi hỏi sức bền như chạy bộ đường dài.

Trên phương diện sinh lý học và hóa sinh, sức bền và tốc độ chính là hai điểm đầu quan trọng của năng lực thể chất ở mỗi cá nhân. Tất nhiên, hai yếu tố này không thể tách rời trong thể thao, nhưng lại cực kỳ đối lập nhau, và tùy vào từng tình huống mà chúng được phát huy cao độ hay tạm thời... đi ngủ.

Chẳng hạn như, cơ chế trao đổi chất của vận động viên chạy marathon đường dài sẽ đối nghịch hoàn toàn với bộ môn chạy nước rút 100m. Nhiều quan điểm khoa học tin rằng với các bộ môn thể thao nhất định, cơ thể vận động viên sẽ dần thích nghi, và hướng tới năng lực bền bỉ hoặc tốc độ cao để giúp họ chinh phục mục tiêu đã đặt ra trước khi bắt đầu quá trình luyện tập gian khổ.

Xuất hiện vài ý kiến cá nhân xác nhận xét nghiệm gene của các vận động viên ưu tú chỉ ra 1% dân số châu Phi có kiểu gene thiếu ACTN3. Họ tin rằng sự thiếu hụt này khiến các chân chạy châu Phi gần như thống trị làng điền kinh thế giới. Dẫn chứng có vẻ rất thuyết phục này tạo nên cuộc tranh cãi lớn, khi đa số khẳng định việc nghiên cứu gene riêng lẻ là hoàn toàn chưa đủ căn cứ.

Giáo sư Yannis Pitsalidis tại Đại học Glasgow nghi ngờ về sự tồn tại của một cấu trúc gene dị biệt, có thể khiến các chân chạy da màu vượt trội hơn hẳn so với những nhóm vận động viên khác. Con số 1% không nói lên tất cả, khi xét nghiệm chỉ trên vài nhóm đối tượng riêng lẻ mà chưa tính đến các yếu tố ngoại cảnh.

Các xét nghiệm dày đặc trong hơn ba năm qua trên những vận động viên điền kinh xuất sắc nhất ở nhiều khu vực, từ châu Phi cho tới châu Á và Âu, vẫn cho nhiều kết quả chưa thống nhất. Trong khi một bộ phận các nhà khoa học vẫn ủng hộ vai trò của gene ACTN3 hoặc ACE, số khác tin rằng cần nghiên cứu sâu thêm tác động từ môi trường bên ngoài, bao gồm khác biệt về tần suất hoạt động thể chất, hay các nguyên nhân kinh tế và xã hội.

Lục địa đen nổi tiếng với nền kinh tế nghèo đói, nên sẽ chú trọng phát triển những bộ môn thể thao chi phí thấp, không cần đầu tư cao vào cơ sở vật chất như điền kinh và bóng đá. Bên cạnh đó, người dân châu Phi có động lực lớn để phấn đấu bởi điền kinh có thể mang lại cuộc sống tốt hơn khi người chạy nhanh hơn sẽ có kinh tế tốt hơn.

Con dao hai lưỡi

Quả thực, không hề dễ dàng để dự đoán chính xác “thiên tài thể thao” chỉ bằng một hai phép thử gene. Đồng ý rằng gene có mối liên hệ nhất định với năng lực thể chất, tuy nhiên thể thao nói chung vốn rất phức tạp, và đòi hỏi sự phối hợp linh hoạt giữa sức bền, tốc độ và sức mạnh. Nhiều yếu tố ở môi trường sống, chế độ ăn hay tâm lý, cũng gây ảnh hưởng không nhỏ đến thành tích của một vận động viên.

Chế độ luyện tập và dinh dưỡng ảnh hưởng không nhỏ đến thành tích của một vận động viên.

Tuy nhiên, hiểu biết về khuynh hướng di truyền được coi như công cụ quan trọng của khoa học hiện tại để suy đoán khả năng đáp ứng của từng loại thể trạng với các chế độ, chương trình tập luyện khác nhau. Từ đây, một số nhà khoa học này tỏ ý kiến ứng dụng phép thử gene trong thể thao, với tham vọng truy tìm dấu vết của những vận động viên xuất chúng, phục vụ yêu cầu đào tạo thiên tài thể thao của mỗi quốc gia.

Tương lai của thử gene trong thể thao rộng mở, tuy nhiên vẫn còn ở giai đoạn đầu nhiều thách thức. Đại học Victoria và Đại học Sydney đã thành lập ngân hàng sinh học quy mô toàn cầu, bao gồm các trung tâm dự trữ sinh phẩm thu thập các mẫu ADN của trên 3.000 vận động viên xuất sắc vô địch Olympic hay các giải thế giới đến từ Australia, châu Âu và châu Phi.

Ý tưởng này đã đem lại cơ hội hợp tác nghiên cứu khoa học quốc tế, ứng dụng các thành tựu công nghệ kỹ thuật giải trình tự gene cũng như đặc điểm dịch tễ học phân tử để tìm ra bằng chứng liên kết giữa ADN cùng năng lực thể chất khác thường. Hiểu rõ hơn cấu trúc gene giúp xây dựng các chương trình luyện tập cá nhân tối ưu phù hợp với thể trạng và hoàn cảnh của từng vận động viên để đạt tới những đỉnh cao mới trong sự nghiệp.

Trên thực tế, tiềm năng sàng lọc năng lực thể chất vượt trội nằm ở một lượng nhỏ những gene khác biệt trong cơ thể. Vì vậy, Trung Quốc tuyên bố sẽ thử nghiệm sàng lọc gene trên các vận động viên để hình thành “đội quân bất khả chiến bại” ở Olympic mùa đông 2022. Hay Uzbekistan đã âm thầm triển khai phép thử ADN từ năm 2014-15 thông qua dự án cấp di truyền phân tử nhằm chọn các tài năng thể thao nhỏ tuổi.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc xét nghiệm gene để tìm kiếm tài năng thể thao cấp quốc tế lại bị cấm tại nhiều nước. Cho dù một số quốc gia đã lên tiếng gỡ bỏ lệnh cấm, hay triển khai nhiều dự án hiện thực hóa phép thử gene tìm nhân tài, dư luận nhìn chung vẫn còn nhiều hoài nghi và khá dè chừng trước những rủi ro, cùng vấn đề đi ngược lại đạo đức con người.

Trước hết, mọi phép thử gene chỉ cung cấp rất ít thông tin (về mặt di truyền) trong cả một bức tranh tổng thể (tính đến cả môi trường sống, chế độ dinh dưỡng, tập luyện và tâm sinh lý) của một cá nhân. Đây giống như một nguồn tham khảo, chứ không thể khẳng định “thiên tài thể thao” tuyệt đối.

Trong thể thao, mọi phân tích gene và giải mã kết quả, nếu bị lạm dụng, sẽ trở thành “con dao hai lưỡi” gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tương lai của vận động viên, mở đường cho nhiều hành vi phân biệt đối xử, thậm chí phạm pháp. Phải nhắc đến nguy cơ gene doping (biến đổi ADN của một vận động viên hay cấy ADN ngoại lai vào cơ thể để trở nên khỏe, mạnh và nhanh hơn). Những xu hướng gian lận kiểu này dần xóa mờ tinh thần thể thao trung thực, cao thượng và tiến bộ tại các kỳ Olympic hay cuộc thi tương tự.

Trong bối cảnh này, giới khoa học đồng thuận cần xây dựng các khung pháp lý liên quan đến hoạt động thử gene tìm nhân tài trong thể thao, khẳng định không thay đổi chương trình luyện tập của các vận động viên nhỏ tuổi dựa trên các kết quả xét nghiệm di truyền.

Chưa hết, các chuyên gia khuyến cáo thử gene chỉ thích hợp cho nhóm trẻ dưới 8 tuổi, có thiên hướng bẩm sinh ưa thích thể thao, và mọi phân tích chỉ dùng như thông tin tham khảo, tránh đưa ra những lời khuyên sai lầm về năng lực thể chất thực sự trong bất cứ bộ môn nào. Do bản chất phức tạp của thể thao là sự kết hợp nhiều yếu tố, bất cứ quyết định nào nếu chỉ dựa trên cơ sở di truyền thì đều trở nên vô căn cứ, vô nghĩa, và thậm chí... vô nhân đạo.

Lê Nam