Varför dominerar afrikanska löpare maraton? (#58)

Varför dominerar kenyaner och etiopier maratonstatistiken när resten av världen jagar? I den här artikeln går vi igenom vad forskningen faktiskt pekar på. Vi mytknäcker enkla svar om “magiska gener” och sticker istället ner spaden i faktorer som löpekonomi, träningsmiljö, höghöjd, kost, tidig rörelse och drivkraft. Bilden som växer fram är att dominansen sannolikt inte har en enda förklaring, utan uppstår i mötet mellan arv och miljö. Slutsatsen blir också praktisk: mycket går att inspireras av, även utan att vara född i Rift Valley.

Hur kommer det sig att de drygt fyrtio snabbaste maratonlöparna är afrikaner, närmare bestämt kenyaner eller etiopier? Det är först på 44:e plats som en marockan smyger in; 2008 sprang Jaouad Gharib in på tiden 2:05:27.

Snabb förtydligande: han är den 44:e snabbaste atleten men har “endast” den 78:e snabbaste tiden. Många av dessa snabba fantomer, bland annat Eliud Kipchoge, har radat upp tider kring låga 2.04. De afrikanska löparfenomenen har studerats intensivt och i den här artikeln gräver vi lite i vad som kan förklara deras framgångar.

Mitokondriellt DNA (mtDNA) är en genetisk markör forskare använder för att spåra hur folkgrupper förflyttat sig genom årtusenden. En fråga som ställts är om dessa till synes isolerade folkgrupper blivit så bra tack vare koncentrerad genetisk utveckling.

Men som forskarna skriver i studien:

This finding does not support the hypothesis that the Ethiopian or indeed Kenyan population, from which the athletes are drawn, has remained genetically isolated in East Africa but shows that it has undergone migration events and subsequent admixture during the development of the species. This opposes the possibility that these elite athletes have maintained and further developed the ancestral endurance phenotype through having remained isolated in the East African highlands.

Kort sagt: mtDNA visar på blandning och migration, inte någon mystisk isolering som skulle förklara allt.

VO2, eller syreupptag, är starkt kopplat till prestation, men det är inte hela förklaringen här. I en jämförelse mellan elitlöpare från Kenya och Tyskland var kenyanernas syreupptag 71,5 och de tyska löparnas 70,7 ml/kg, alltså en marginell skillnad. Trots det var personbästa på 10 000 m i snitt 28:29 för kenyanerna jämfört med 30:29 för tyskarna – en stor prestationsskillnad utan motsvarande skillnad i VO2.

Din blodprofil påverkas av höghöjd, och detta har studerats noga. I samma studie kunde man inte se någon skillnad i hemoglobinkoncentration eller blodvolym mellan de tyska och kenyanska löparna.

Det har länge diskuterats om det dagliga löpandet till och från skolan är en nyckelfaktor. Det klingar logiskt och kan ge flera fördelar:

1. De bygger en stabil grund och ökar stabiliteten i senor och ligament.
2. De bygger en grund för mitokondriell biogenes, alltså nyskapande av mitokondrier som är viktiga för musklernas kraftgenerering.
3. De bygger tidig kapillarisering, alltså nätverket av blodkärl som förser musklerna med syre och energisubstrat.

Det finns dock undantag. Paul Tergat satte världsrekordet på maraton 2003 (2:04:55 i Berlin) men började inte springa seriöst förrän han var 19 och nådde toppen vid 21. Robert Cheruiyot, som jag (Simon) mötte på träningsläger i Kenya 2007, började också springa först vid 20 och vann Boston Marathon tre gånger efter att ha satt 2:07:14 året innan.

Argumenten för att transportlöpning skulle vara negativ är svaga. Faktum är att 86% av de kenyanska löpare med internationell status angett löpning tur och retur till skolan som transportsätt, och i Etiopien gäller detta 68% av internationella maratonlöpare (källa).

Den kenyanska kosten nämns ofta, men aldrig som LCHF (Low Carb High Fat). Den kan ungefär beskrivas som 77% kolhydrater, 10% protein och 13% fett: en hög andel kolhydrater. Traditionella måltider består ofta av ugali (majs) och sukuma wiki (bladgrönsaker). Kolhydrater är ett effektivt energisubstrat sett till syrekostnad och kan hjälpa till att möjliggöra hård träning på hög höjd utan överträning.

Intressant är att kenyanska löpare trots hög kolhydratkonsumtion har signifikant högre aktivitet av enzymet HADH (hydroxylacyl-CoA dehydrogenas), viktigt för fettoxidation. Hos kenyaner uppmättes 66,8 µmol jämfört med skandinavers 44,7 µmol – cirka 33% mer “fettenzym” trots en kolhydratdominerad diet. Denna effektivitet kan delvis förklara förmågan att ligga högt i intensitet genom ett maraton, men förklarar inte prestationer på 800-5000 m där fettoxidationen är sekundär.

Ett litet argument för försiktighet med att manipulera kosten för att “lära” kroppen fettförbränning: du kanske blir fettadapterad framför allt genom den träning du redan gör. Har du inte läst vår tvådelade serie om train low compete high så hittar du den här.

Isolering i mtDNA kan inte förklara allt, men genetiken är ett område där mycket forskning pågår. Jag tror vi kommer se betydande framsteg de närmaste tio åren.

The intrigue around the dominance of the East African nations in distance running is increased by the observation that a large majority of Kenya’s most successful runners originate from a single tribe, the Kalenjin. This tribe, with a population of approximately 3.5 million, has won 75% of all Kenya’s gold medals and a similar percentage of silver medals at major international running competitions. Further, almost half of Kenya’s inter- national runners (44%) come from a subtribe of the Kalenjin known as the Nandi, who comprise only about 3% of the total Kenyan population

Utmaningen är att många egenskaper styrs av ett kluster av DNA-varianter. Forskarna har till exempel identifierat 21 DNA-sekvenser som kan förklara hur bra någon svarar på konditionsträning i form av VO2max-ökning. VO2max är bara en pusselbit – som vi redan sett kan löpare med liknande VO2 ha stora variationsskillnader i prestation.

…although attributing Kenyan running success to a genetic explanation seems premature, it is noteworthy that Kenyans present high frequencies of desirable genotypes of certain performance-linked genes. A typical example is ACTN3, which encodes the protein alpha-actinin-3 and is almost exclusively expressed in sarcomeres of fast glycolytic type II bers responsible for the generation of rapid forceful contractions.10 Two variants in this gene, R and X, have been identi ed, with the RR variant polymorphism strongly associated with sprint-running performance. In this regard, Yang et al have found that the XX genotype, which is nondesirable for elite sprint-running performance, is almost nonexistent in Kenyans.

Utan att spekulera för mycket: en ökad förståelse för interaktionen mellan miljö och arv kommer sannolikt att ge oss mycket mer kunskap framöver.

Att många medaljörer kommer från folkgrupper som lever på hög höjd är intressant. Även om sambanden inte är helt klarlagda är det inte ologiskt, som forskarna skriver:

Both the Kenyans and the Ethiopians have lived for millennia at moderate altitude (2000–2500 m) in the highlands of the Great Rift Valley. It is not illogical to assume that this chronic hypoxic exposure has conferred certain as-yet unidentified genetic and phenotypical benefits that allow them to consistently train at altitude at running velocities (vLT and vVO2max) that their non-altitude-based opponents do not seem to be able to achieve without overtraining.

Vi har skrivit kort om höghöjdsträning här. Förmågan att över tid träna väldigt intensivt på hög höjd utan att brytas ner är något både etiopiska och kenyanska löpare har gemensamt (källa).

2013 levde nästan hälften av kenyanerna under Världshälsoorganisationens fattigdomsgräns; i Etiopien var samma siffra 39% (källa). Bland kenyanska elitlöpare rapporterade 33% att ekonomiska möjligheter var anledningen till att de tränade och tävlade, medan bara 14% motiverades av olympisk framgång.

Samtidigt vittnar de stora stjärnorna om stark inre drivkraft och stolthet:

We have so much inspiration. We want to be like Bikila, Wolde, Yifter. They gave us a reason to dream and hope. They are our role models. We see in them something that sparks our imagination and encour- ages us to change our lives for the better” – Haile Gebreselassie

Inre motivation tar över extern belöning när den första vinner i betydelse. Dessutom föder framgång framgång: 22% av de nationella löparna uppgav att de sprang för att de hade “talang”. Med så många idoler i historien är det lätt att tänka “kan hen så kan jag”.

Personligen fann jag (fortfarande Simon) konditionsidrotten av en slump – efter att ha testat fotboll (utan vidare framgång) fastnade jag för löpning. Att påstå att jag hade talang är en överdrift, men fallenheten var större för löpning än för fotboll. Jag ser fram emot vad kommande år av genetisk forskning kommer avslöja om prestation.

Lyssna på poddavsnitt #58 här.