The Relationship Between Sports and Genetics: A Systematic Review

Year 2024, Volume: 6 Issue: 3, 334 - 343, 30.09.2024

Yeliz Ay Yıldız , Sedat Kahya

https://doi.org/10.56639/jsar.1516686

Abstract

Despite the many factors that affect performance in sports, factors of genetic origin can have significant effects on performance. The fact that going beyond the performance limits in sports is hidden in the DNA of the athlete has made the relationship between sports and genetics important. Studies on sports and genetics have shown that sports skills may be genetic. The aim of this study was to examine of the relationship between sport and genetics. Current study included studies on the subject registered in Pubmed, Google Scholar and Researchgate internet databases. The Human Genome Project and developments in omics technologies have brought to a different dimension the relationship between sports and genetics. For this purpose, many gene polymorphisms related to the relationship between sports performance and genes were found. The relationship between sports and genetics has revealed the concepts of nutrigenetics and nutrigenomics in the interaction of genetics with nutrients. Many food-borne diseases are detected in food genomics today. Genetic testing to determine an athlete's athletic ability may have a wide prevalence in the next years. The fact that genetic tests are an investment tool may be effective on this result. As a result, practices of genetic origin may improve sports performance. However, it is important to follow the issue carefully in terms of ethics and health.

Keywords

DNA, Genetis, Human Genom Project, Performance, Sport

Spor ve Genetik İlişkisi: Sistematik Derleme

Abstract

Sporda performansı etkileyen birçok faktöre rağmen, genetik orijinli faktörler performans üzerinde önemli etkilere sahip olabilir. Sporda performans limitlerinin ötesine geçebilmenin sporcu DNA’sında saklı olması, spor ve genetik ilişkisini önemli hâle getirmiştir. Spor ve genetik üzerine yapılan çalışmalar, spor becerilerinin genetik olabileceğini göstermiştir. Bu çalışmanın amacı, spor ve genetik arasındaki ilişkiyi incelemektir. Mevcut çalışma; Pubmed, Pubmed-Central ve Google Akademik internet veri tabanlarına kayıtlı konu ile ilgili çalışmaları içermektedir. İnsan Genom Projesi ve omiks teknolojilerde yaşanan gelişmeler, spor ile genetik ilişkisini farklı bir boyuta getirmiştir. Bu amaçla, sportif performans ve gen ilişkisine yönelik birçok gen polimorfizmi bulunmuştur. Spor ve genetik ilişkisi, genetiğin besin maddeleri ile etkileşiminde nutrigenetik ve nutrigenomik kavramlarını ortaya çıkartmıştır. Günümüzde, besinsel kaynaklı birçok hastalık besin genomiği içerisinde tespit edilmektedir. Sporcunun atletik becerisini belirlemeye yönelik yapılan genetik testler, gelecek yıllarda geniş bir prevalansa sahip olabilir. Bu sonuç üzerinde, genetik testlerin bir yatırım aracı olması gerçeği etkili olabilir. Sonuç olarak, genetik orijinli uygulamalar spor performansını geliştirebilir. Ancak konunun dikkatle takip edilmesi etik ve sağlık açısından önem arz etmektedir.

Keywords

DNA, Genetik, İnsan Genom Projesi, Performans, Spor

References

• Akazawa, N., Ohiwa, N., Shimizu, K., Suzuki, N., Kumagai, H., Fuku, N., … & Suzuki, Y. (2022). The Association of ACTN3 R577X Polymorphism with Sports Specificity in Japanese Elite Athletes. Biology of Sport, 39(4), 905-911. https://doi.org/10.5114/biolsport.2022.108704
• Altınsoy, E. & Uçar, H. H. (2022). Adli Olaylardan Elde Edilen DNA'ların Failin Tespiti Amaçlı Kullanılmasında Yeni Bir Yöntem: DNA Fenotiplendirme. Uluslararası Beşerî ve Sosyal Bilimler İnceleme Dergisi, 6(2), 134-144. https://doi.org/10.55243/ihssr.1004891
• Ateş, K. (2016). Gen mi RNA mı? Aziz Sancar Deneyse Tıp Araştırma Enstitüsü Dergisi, 6(11), 43-49.
• Baltazar-Martins, G., Gutiérrez-Hellín, J., Aguilar-Navarro, M., Ruiz-Moreno, C., Moreno-Pérez, V., López-Samanes, Á., … & Coso, J. D. (2020). Effect of ACTN3 Genotype on Sports Performance, Exercise-Induced Muscle Damage, and Injury Epidemiology. Sports (Basel), 8(7), 2-12. https://doi.org/10.3390/sports8070099
• Bayraktar, B. & Kurtoğlu, M. (2009). Sporda Performans, Etkili Faktörler, Değerlendirilmesi ve Artırılması. Klinik Gelişim, 22(1), 16-24.
• Boyacıoğlu, S. Ö. & Dündar, M. (2012). Gen Haritalama Stratejileri. Sağlık Bilimleri Dergisi, 21(1), 50-60.
• Collier, R. (2012). Genetic Tests for Athletic Ability: Science or Snake Oil? Canadian Medical Association Journal, 184(1), 43-44. https://doi.org/10.1503/cmaj.109-4063
• Demir, A. (2013). Etik Açıdan İnsan Genom Projesi. İstanbul Ticaret Üniversitesi Sosyal Bilimleri Dergisi, 12(23), 317-327.
• Demirtaş, E. & Demirtaş, H. (2023). Naringenin Nedir? Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi, 49(2), 18-28. https://doi.org/10.35238/sufefd.1225990
• Dinç, N. & Gökmen, M. H. (2019). Atletik Performans ve Spor Genetiği. Celal Bayar Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(2), 127-137. https://doi.org/10.34087/cbusbed.529159
• Doğan, M., Eröz, R., Yüce H. ve Özmerdivenli, R. (2019). Yeni Nesil Dizileme (YND) Hakkında Bilinenler (Literatür Taraması). Düzce Tıp Fakültesi Dergisi, 19(1), 27-30.
• Doğgün, M. (2022). Spor Branşına Yönlendirmede Genetik Testlerin Stratejik Rolü. Türk Spor Bilimleri Dergisi, 5(2), 155-167. https://doi.org/10.46385/tsbd.1050575
• Dönbak, L. (2002). Kısa Ardarda Tekrar Eden DNA Dizilerinin Adli Amaçlı DNA Çalışmalarındaki Yeri. Turkiye Klinikleri Journal of Medical Sciences, 22(2), 236-238.
• Dönmez, D., Şimşek, Ö. ve Kaçar, Y. A. (2015). Yeni Nesil DNA Dizileme Teknolojileri ve Bitkilerde Kullanımı. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 8(1), 30-37.
• El Ouali, E., Kartibou, J., Coso, J. D., Makhzen, B. E., Bouguenouch, L., Harane, S. E., … & Knechtle, B. (2024). Genotypic and Allelic Distribution of the CD36 rs1761667 Polymorphism in High-Level Moroccan Athletes: A pilot study. Genes (Basel), 15(4), 2-12. https://doi.org/10.3390/genes15040419
• Fenech, M., El-Sohemy, A., Cahill, L., Ferguson, L. R., French, T. A. C., Tai, E. S., … & Xie, L. (2011). Nutrigenetics and Nutrigenomics: Viewpoints on the Current Status and Applications in Nutrition Research and Practice. Journal of Nutrigenetics and Nutrigenomics, 4(2), 69-89. https://doi.org/10.1159/000327772
• Fidanoğlu, P., Belder, N., Erdoğan, B., İlk, Ö., Rajabli, F. & Özdağ, H. (2014). Genom projeleri 5N1H: ne, Nerede, Ne Zaman, Nasıl, Neden ve Hangi Popülasyonda? Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, 7(1), 45-60. https://doi.org/10.5505/TurkHijyen.2014.14890
• Ginevičienė, V., Utkus, A., Pranckevičienė, E., Semenova, E. A., Hall, E. C. & Ahmetov, I. I. (2022). Perspectives in Sports Genomics. Biomedicines, 10(2), 2-16. https://doi.org/10.3390/biomedicines10020298
• Gutiérrez-Hellín, J. & Varillas-Delgado, D. (2021). Energy Drinks and Sports Performance, Cardiovascular Risk, and Genetic Associations; Future Prospects. Nutrients, 13(3), 2-28. https://doi.org/10.3390/nu13030715
• İlgün, F., Günay, V., Yıldırım, S. ve Cerit, M. (2020). Atletik Performans Genleri ve Atletik Yeteneğin Belirlenmesine İlişkin Yaklaşımlar. TURAN-SAM Uluslararası Bilimsel Hakemli Dergisi, 12(48), 166-174. http://dx.doi.org/10.15189/1308-8041
• Jeremic, D., Macuzic, I. Z., Vulovic, M., Stevanovic, J., Radovanovic, D., Varjacic, V., … & Djordjevic, D. (2019). ACE/ACTN3 Genetic Polymorphisms and Athletic Performance of Female Soccer Players. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, 25(1), 35-39. https://doi.org/10.1590/1517-869220192501187684
• Kahya, S., Diker, G. ve Zileli, R. (2023). Sporda Beslenme ile Nutrigenetik ve Nutrigenomik İlişkisinin İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 12(4), 1987-1996. https://doi.org/10.37989/gumussagbil.1370295
• Karayılan, Ş. Ş., Dönmez, G., Babayeva, N., Yargıç, M. P., Korkusuz, F. & Doral, M. N. (2013). Spor Yaralanmaları ve Genetik. Spor Hekimliği Dergisi, 48(4), 139-146.
• Kasap, M. & Tutkun, E. (2020). Türkiye'deki Atletik Performans-Genetik Çalışmaları; 2010-2019. Journal of Physical Education and Sport Sciences, 22(1), 31-43.
• Kaynar, Ö., Seyhan, S. ve Bilici, M. F. (2018). Güreşçilerde Sportif Başarıyı Olumsuz Etkileyen Faktörlerin İncelenmesi. Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 20(1), 54-59.
• Kızmaz, M. Z., Paylan, İ. C. ve Erkan, S. (2017). DNA Dizilemenin Tarihsel Gelişimi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 6(2), 47-53.
• Kim, M. S., Kim, H. J. & Jin, H. J. (2024). Genetic Association between ADRB2 rs1042713 and Elite Athletic Performances in the Korean Population. Gene, 896. 148037. https://doi.org/10.1016/j.gene.2023.148037
• Koku, F. E. (2015). Sportif Performansın Genetik ile İlişkisi. Spor Hekimliği Dergisi, 50(1), 21-30.
• Kolören, Z., Çil, E., Ayaz, E. & Karaman, Ü. (2017). RFLP Yönteminin Parazitolojide Uygulama Alanları. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 215-225.
• Leońska-Duniec, A., Lepionka, W., Brodkiewicz, A. & Buryta, M. (2024). Association of the IL1A and IL6 Polymorphisms with Posttraining Changes in Body Mass, Composition, and Biochemical Parameters in Caucasian Women. Biology of Sport, 41(2), 47–56. https://doi.org/10.5114/biolsport.2024.131415
• Malsagova, K. A., Kopylov, A. T., Sinitsyna, A. A., Stepanov, A. A., Izotov, A. A., Butkova, T. V., … & Kaysheva, A. L. (2021). Sports nutrition: Diets, Selection Factors, Recommendations. Nutrients, 13(11), 2-19. https://doi.org/10.3390/nu13113771
• Maouche, S. & Schunkert, H. (2012). Strategies Beyond Genome-Wide Association Studies for Atherosclerosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 32(2), 170-181. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.111.232652
• Mayo, O. (2008). A Century of Hardy–Weinberg Equilibrium. Twin Research and Human Genetics, 11(3), 249-256. https://doi.org/10.1375/twin.11.3.249
• Merched, A. J. & Chan, L. (2013). Nutrigenetics and Nutrigenomics of Atherosclerosis. Current Atherosclerosis Reports, 15(6), 2-16. https://doi.org/10.1007/s11883-013-0328-6
• Miyamoto-Mikami, E., Miyamoto, N., Kumagai, H., Hirata, K., Kikuchi, N., Zempo, H., … & Kamiya, N. (2019). COL5A1 rs12722 Polymorphism Is Not Associated with Passive Muscle Stiffness and Sports-Related Muscle Injury in Japanese Athletes. BMC Medical Genetics, 20(1), 2-9. https://doi.org/10.1186/s12881-019-0928-2
• Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J. & Altman, D. G. (2009). Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses: the PRISMA Statement. PLOS Medicine, 6(7), 1-6. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000097 Naureen, Z., Miggiano, G. D., Aquilanti, B., Velluti, V., Matera, G., Gagliardi, L., … & Romanelli, R. (2020). Genetic Test for The Prescription of Diets in Support of Physical Activity. Acta Biomedica, 91(13), 2-19. https://doi.org/10.23750/abm.v91i13-S.10584
• Naureen, Z., Perrone, M., Paolacci, S., Maltese, P. E., Dhuli, K., Kurti, D., … & Miotto, R. (2020). Genetic Test for The Personalization of Sport Training. Acta Biomedica, 91(Suppl13), 1-15. https://doi.org/10.23750/abm.v91i13-S.10593
• Neto, S. L., Herrera, J. J., Rosa, T. S., Almeida, S. S., Silva, G. C., Ferreira, C. E., … & Melo, G. F. (2022). Interaction between ACTN3 (R577X), ACE (I/D), and BDKRB2 (-9/+9) Polymorphisms and Endurance Phenotypes in Brazilian Long-Distance Swimmers. Journal of Strength and Conditioning Research, 36(6), 1591-1595. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003685
• Özşensoy, Y. & Kurar, E. (2012). Markör sistemleri ve Genetik Karakterizasyon Çalışmalarında Kullanımları. Journal of Cell and Molecular Biology, 10(2), 11-19.
• Pasqualetti, M., Onori, M. E., Canu, G., Moretti, G., Minucci, A., Baroni, S., … & Galvani, C. (2022). The Relationship between ACE, ACTN3 and MCT1 Genetic Polymorphisms and Athletic Performance in Elite Rugby Union Players: A preliminary Study. Genes (Basel), 13(6), 3-13. https://doi.org/10.3390/genes13060969
• Ramírez, J. D., Álvarez-Herms, J., Castañeda-Babarro, A., Larruskain, J., Piscina, X. R., Borisov, O. V., … & Semenova, E. A. (2020). The GALNTL6 Gene rs558129 Polymorphism Is Associated with Power Performance. The Journal of Strength & Conditioning Research, 34(11), 3031-3036. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003814
• Sanger, F., Nicklen, S. & Coulson, A. R. (1977). DNA Sequencing with Chain-Terminating Inhibitors. Proceedings of the National Academy of Sciences, 74(12), 5463-5467. https://doi.org/10.1073/pnas.74.12.5463
• Savran, İ. & Eren, E. (2020). Meta-Genomik Gen Analizi için Filtre Tasarımı. DÜMF Mühendislik Dergisi, 11, 471-480. https://doi.org/10.24012/dumf.496688
• Sel, F. A. & Oğuz, F. S. (2022). Moleküler Kimerizm Metotları: Geçmiş ve Günümüz. Akdeniz Tıp Dergisi, 8(1), 82-90. https://doi.org/10.53394/akd.1037771
• Semenova, E. A., Hall, E. C. & Ahmetov, I. I. (2023). Genes and Athletic Performance: The 2023 Update. Genes (Basel), 14(6), 2-32. https://doi.org/10.3390/genes14061235
• Semenova, E. A., Zempo, H., Miyamoto-Mikami, E., Kumagai, H., Larin, A. K., Sultanov, R. I., … & Babalyan, K. A. (2022). Genome-Wide Association Study identifies CDKN1A As a Novel Locus Associated with Muscle Fiber Composition. Cells, 11(23), 2-14. https://doi.org/10.3390/cells11233910
• Sercan, C., Eken, B. F., Erel, Ş., Ülgüt, D., Kapıcı, S. & Ulucan, K. (2016). Spor Genetiği ve ACE Gen İlişkisi. İnönü Üniversitesi, Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 3(2), 26-34.
• Sevimli, D. (2015). Sporda Yetenek Gelişiminin Yönetim Süreci. CBÜ Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 10(1), 1-9.
• Silva, H. H., Tavares, V., Silva, M. R. G., Neto, B. V., Cerqueira, F. & Medeiros, R. (2022). FAAH rs324420 Polymorphism Is Associated with Performance in Elite Rink-Hockey Players. Biology (Basel), 11(7), 2-14. https://doi.org/10.3390/biology11071076
• Sönmezoğlu, Ö. A., Yıldırım, A. & Güleç, T. E. (2010). Tek Nükleotid Farklılıkları (SNP) ve Buğdayda Kullanımı. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 3(2), 55-66.
• Subak, G. E., Şahin, Ö. F. N. & Müniroğlu, R. S. (2017). Sporuların Başarısında Genetik Faktörlerin Önemi. Spormetre, 15(3), 109-118. https://doi.org/10.1501/Sporm_0000000315
• Subaşıoğlu, A. (2023). Afetlerde Kimliklendirme ve Genetik Yaklaşımlar. İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Dergisi, 8(2), 717-720.
• Takahashi, S., Oshige, M. & Katsura, S. (2021). DNA Manipulation and Single-Molecule Imaging. Molecules, 26(4), 2-28. https://doi.org/10.3390/molecules26041050
• Tuğ, A., Hancı, İ. H. & Balseven, A. (2002). İnsan Genom Projesi: Umut mu, Kâbus mu? Sürekli Tıp Eğitimi Dergisi, 11(2), 56-57.
• Türedi, O. K. & Şeker, E. (2023). Mikrobiyolojide En Yaygın Moleküler Tanı Yöntemi: Polimeraz Zincir Reaksiyonu. Harran Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 12(1), 118-125. https://doi.org/10.31196/huvfd.1246738
• Ulucan, K. (2016). Spor Genetiği Açısından Türk Sporcuların ACTN3 R577X Polimorfizm Literatür Özeti. Clinical and Experimental Health Sciences, 6(1), 44-47.
• Üstek, D., Abacı, N., Sırma, S. & Aris, Ç. (2011). Yeni Nesil DNA Dizileme. Deneysel Tıp Araştırmaları Enstitüsü Dergisi, 1(1), 11-18.
• Varillas-Delgado, D., Coso, J. D., Gutiérrez-Hellín, J., Aguilar-Navarro, M., Muñoz, A, Maestro, A., & Morencos, E. (2022). Genetics and Sports Performance: The Present and Future in The Identification of Talent for Sports Based on DNA Testing. European Journal of Applied Physiology, 122(8), 1812-1830. https://doi.org/10.1007/s00421-022-04945-z
• Varley, I., Patel, S., Williams, A. G. & Hennis, P. J. (2018). The Current Use, and Opinions of Elite Athletes and Support Staff in Relation to Genetic Testing in Elite Sport within the UK. Biology of Sport, 35(1), 13-19. https://doi.org/10.5114/biolsport.2018.70747
• Végh, D., Reichwalderová, K., Slaninová, M. & Vavák, M. (2022). The effect of Selected Polymorphisms of the ACTN3, ACE, HIF1A and PPARA Genes on the Immediate Supercompensation Training Effect of Elite Slovak Endurance Runners and Football Players. Genes (Basel), 13(9), 2-16. https://doi.org/10.3390/genes13091525
• Vlahovich, N., Fricker, P. A., Brown, M. A. & Hughes, D. (2017). Ethics of Genetic Testing and Research in Sport: A Position Statement from The Australian Institute of Sport. British Journal of Sports Medicine, 51(1), 5-11. https://doi.org/10.1136/bjsports-2016-096661
• Webborn, N., Williams, A., McNamee, M., Bouchard, C., Pitsiladis, Y., Ahmetov, I., … & Camporesi, S. (2015). Direct-to-Consumer Genetic Testing for Predicting Sports Performance and Talent İdentification: Consensus Statement. British Journal of Sports Medicine, 49(23), 1486-1491. https://doi.org/10.1136/bjsports-2015-095343
• Woods, C., Hawkins, R., Hulse, M. & Hodson, A. (2002). The Football Association Medical Research Programme: An Audit of injuries in Professional Football-Analysis of Preseason Injuries. British Journal of Sports Medicine, 36(6), 436-441. https://doi.org/10.1136/bjsm.36.6.436
• Yang, S., Lin, W., Jia, M. & Chen, H. (2023). Association between ACE and ACTN3 Genes Polymorphisms and Athletic Performance in Elite and Sub-Elite Chinese Youth Male Football Players. PeerJ, 11, 2-21. https://doi.org/10.7717/peerj.14893