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英国《自然》杂志网站近日在报道中指出，诸如兴奋剂等增强表现的方法在运动领域是非法的，但是，如果将所有的限制抛诸脑后，科学能够将运动员的表现提升到一个新的水平，打造出新一代的“超级运动员”。
增强运动表现的形式惹争议
英国奥运短跑名将德韦恩·钱伯斯将在近日面对他生命中重要的比赛，因为他想在2012年伦敦奥运会上赢得奖牌并因此洗刷他2003年因为兴奋剂而遭停赛的耻辱。
2003年的兴奋剂事件爆发后，钱伯斯将大量时间用在劝阻其他运动员远离能够增强表现的药物上，钱伯斯承认，他曾经服用过运动管理机构明令禁止的6种不同的药物。其中包括2种合成代谢类固醇，合成代谢类固醇是一种策划药物和睾丸甾酮脂，主要用于加速人体恢复；他还服用了荷尔蒙促红细胞生成素（EPO），这种药物会增加红血细胞的生成，使他能在训练中重复多次；另外，他还服用了利于身体恢复的人类生长素、一种可以减少惰性的名为碘塞罗宁的甲状腺激素以及一种能让精神保持清晰并增加反应时间的名为莫达非尼的嗜睡症药物。
自从运动比赛诞生以来，运动员们让自己变得更快、更高、更强的脚步也从未止息，科学在此间发挥了重要的作用。例如，古希腊解剖学家、内科医生和作家盖伦（其著作对中世纪的医学有决定性影响）就在著作中阐述了进食大麻、蘑菇等的好处。钱伯斯的故事只是现代运动员如何将这种终极追寻提升到全新层面的一个最新阐释。
位于纽约的生物技术和公共政策基金黑斯廷斯中心的前总裁托马斯·默里表示：“运动领域正在进行着一场提高运动表现的军备竞赛。”
默里是一名业余自行车选手，也是众多被无穷无尽的运动丑闻所惊骇住的运动粉丝中的一员。默里说：“服用EPO，或许可以让我在四公里攀登比赛中表现得更好。但如果我在自己的自行车上放一个马达，我也能做得更好。但是，这并非运动的意义所在，也非药物的原意所在。”国际奥委会和其他专业的、业余的运动管理机构对此也深有戚戚焉。
不过，也有人对此持有不同的观点，他们表示，目前，这种依靠“旁门左道”提高运动表现的增强方法已经“遍地开花”，所以，对于运动管理机构来说，唯一现实可行的选择是让运动员们服用他们想要使用的任何药物，只要他们安全地使用就行了。
苏格兰西苏格兰大学的生物伦理学家安迪·麦哈表示：“如果目的是保护健康，那么，受到医学监督的兴奋剂很有可能是比较好的选择。然而，更好的选择是，运动界应该让世界支持兴奋机构来执行世界反兴奋剂机构的任务，后者的目的在于投资安全的表现增强形式。”
仅仅凭借科学技术本身并不能解决是否应该服用兴奋剂或者采取其他目前还被界定为非法的形式来增强运动表现提出来的伦理和道德困境，但是，科学技术能够厘清纯粹的技术问题：如果所有旨在增强运动表现的技术都被允许，那么，人类的身体能够被提升到何种程度呢？
“能量丸”好处与风险并存
要想增加力气和力量，众所周知的药物可能是庞大的促蛋白合成类固醇家族，科学家们可以通过对该家族成员的结构进行微调，从而扩展该家族成员的数量，对其结构进行微调也可以让这些目前还属于违禁的药物避免在测试中被“抓个现形”。美国加州大学洛杉矶分校奥林匹克分析检测实验室的创办人唐·卡特林说：“我们可以对一个类固醇分子进行2000种不同的修改，每种修改都可以让运动员变得更强大更有力量。” 这种化合物模拟了睾丸激素在身体内的工作方式，触发蛋白质合成并建立更多的肌肉组织。一些类固醇药物同锻炼双管齐下，可以让男性的力量增加38%，女性有可能增加更多。
另一种广受追捧的力量增强方式是人类生长激素，它会增加蛋白质胰岛素样生长激素-1（IGF1）的浓度，不过这种生长激素是否真的能增加力量，科学家们之间还存在争论。在唯一证明这种生长激素能在运动员的身体内产生积极作用的实验中，服用了人类生长激素的运动员发现，自己的短跑能力增加了 4%。该研究的合作者、澳大利亚昆士兰大学的内分泌学家肯尼斯·霍表示，可别小看这一数值，在50米自由泳比赛或100米短跑比赛中，这一小小的数值可能会产生迥然不同的比赛结果。肯尼斯·霍表示：“在目前的比赛中，尤其是奥运会这样重大的赛事中，如果出现记录被打破的情况，时间一般都不超过0.01 秒。”
而在力量没有耐力更重要的耐力运动比赛中，违规增血（以人工非而自然的方法，输入红血球或者使用人类红血球生成激素，经常用于运动员身上，在参赛前两三星期抽出几品脱的血，然后让运动员进食高蛋白饮食补充血细胞，最后再把抽出的血输回体内，这样可以增加身体供氧能力）方法会导致运动员的比赛成绩出现显著差别。运动员们可以通过血细胞输血或服用EPO做到这一点。在一项研究中，违规增血将普通人的耐力值增加了34%；而在另外一项研究中，接受过违规增血的运动员们跑完8公里的时间比以前减少了44秒。另外，瑞士苏黎世大学兽医生理学研究所的马克斯·盖斯曼奴和同事上个月发表的研究论文声称，有迹象表明，激素还会对大脑产生影响，让运动员对运动更加卖力。
目前还在制药公司生产计划中的某些药物可能也难逃被运动员非法使用的命运。例如，一种被设计用来治疗肌肉萎缩症和其他肌肉萎缩失调症的药物有望抑制抑肌素基因（一种保持肌肉有控制地生长的蛋白）的活动。同样，一组旨在治疗贫血和肾病、名为缺氧诱导因子（HIF）稳定剂的药物能调节一个可以打开产生红血细胞基因（包括打开与EPO有关的基因）的蛋白，这种药物可能还有增强认知的作用。英国埃塞克斯大学的生物化学家克里斯·库伯表示：“制药公司未来可能还会陆续推出很多其他的化合物，这些药物有望让你在极度疲倦时保持思路清晰。”
并非只有药物才能提高运动成绩，除了药物之外，运动员们也非常依赖合法的营养补充剂。英国巴斯大学的运动心理学家康拉德·欧内斯特表示： “其中98.5%的营养补充剂的功能都是天花乱坠、华而不实的宣传。”但肌酸的确是一种对运动员们有帮助的补充剂，肌酸是一种存在于人体中的天然营养素，它是制造人体细胞能量——三磷酸腺甘（ATP）不可或缺之物，能提供肌肉进行快速、爆发之动作。欧内斯特估计，服用肌酸的运动员的成绩有望提高8%。
另外一种有效的营养补充剂是甜菜汁。英国埃塞克斯大学的研究人员已经发现，出现在甜菜汁中的营养物质会增加体内一氧化氮的浓度，使肌肉能更有效地利用氧气。该研究团队通过实验发现，与常人相比，跳水运动员能屏住呼吸的时间要长11%，这将帮助那些在短程比赛中想让自己的呼吸数达到最小的游泳选手。
然而，这些用于表现增强的药物大多数都或多或少会产生一些副作用。类固醇有可能导致高血压、让心瓣膜变厚、降低生育能力，并且会改变女性的胸毛等。另外，增加红血细胞的数量会让血管变得更厚，增加中风的风险。
除了上述不确定的风险之外，上述很多药物也被用来治疗癌症、艾滋病和肌肉萎缩症等严重疾病，因此，有科学家已经使用这些药物，在那些罹患重病且生长因子和激素浓度都非常低的病患身上进行了测试。库伯表示：“如何将这些试验获得的结果外推到运动场上用于运动员身上还是个未知数。顶级运动员与常人非常不同，在某种程度上，他们是被遗传增强的。因为他们在自己所从事的领域表现得非常好，所以，才被挑选出来，并进行了大量的训练从而变得更强大。”
另外，想要真正了解这些药物的性能，需要在健康的人身上测试，让他们服用运动员们很有可能会服用的剂量和药物，但是，这将引发道德争议。因此，美国宾夕法尼亚州立大学的运动科学荣誉教授查尔斯·耶萨里斯表示：“没有办法确切知道类固醇、营养添加剂以及特定的饮食多管齐下会产生什么好处。”
“基因兴奋剂”让实验鼠变身“大力鼠”
在过去10年间，通过增加或者修改基因来增强表现的方法“基因兴奋剂”一直在运动员们的衣帽间广泛流传。有些自然变异是运动员们有希望能够获取的。例如，芬兰的越野滑雪选手、七枚奥运会奖牌得主埃罗·门蒂兰塔的红细胞生成素受体（EPOR）发生的一种基因突变让他能比正常人多产生25%的红细胞，这就让他的血液中携带着比普通人更多的氧气，因此，有助于他在运动比赛中脱颖而出。另外，2004年，一名蹒跚学步的幼童占据了报纸的头条，因为其抑肌素基因发生了变异，使得其肌肉和力量远超同龄人。抑肌素基因可以为增强体力的基因血管紧张素转换酶编码，这一基因拥有一个变异，该变异可以通过增加携氧能力和毛细血管的密度来增加耐力；该基因也拥有另外一个同肌肉生长和力量有关的变异。
基因治疗领域取得的进步有一天或许能让所有运动员增强自己的DNA。例如，一项旨在治疗老年肌肉萎缩症的实验中，美国宾夕法尼亚大学的生理学家李·史威尼领导的科研团队引入了一个基因，使IGF1在老鼠体内过度表达，结果，科学家们发现，这一方法让年轻的成年老鼠的肌肉力量增加了14%，实验老鼠也因此成为了“大力鼠”。
也有科学家正在使用药物来打开和关闭基因。2008年，位于美国加州的萨克生物研究学院的罗纳德·伊文思和同事使用GW1516进行了实验，GW1516是一种能激活可增加肌肉中“慢耗”/“快耗”纤维比例的基因药物。顾名思义，慢耗纤维的收缩速度比快耗纤维要慢，但是，其在有氧活动中更有效。伊文思团队发现，在老鼠体内，GW1516同锻炼结合可以让实验老鼠的耐力增加70%。
然而，伊文思和史威尼都怀疑，这些基因兴奋剂是否真的能让运动员们大大受益。伊文思说：“就人类而言，我希望看到同样的关系，运动不足的人将从这些药物处获得最多的好处，但是，耐力运动员的体能提升具有优势，所以，其可能受益最少。”
当然，基因治疗也同样存在健康风险，包括潜在地会对用来将遗传物质送入人体细胞内的病毒产生严重的免疫反应，而且，产生的后果可能也很难控制。
义肢打造“人类2.0”
除了药物、基因型分级和营养添加剂之外，手术和其他技术也有望助运动员一臂之力，将其推上领奖台。用来自腿筋或前臂跟腱上的组织代替受损肘韧带的投篮员宣称，经过2年康复期之后，他们的投篮水准得到了较大的提高。不过，美国纽约特种医院的整形外科医生斯科特·罗德奥警告称，科学并不支持这一故事。
对顶级运动员来说，用人造关节来替代其所有的关节对其身体进行“大换血”是不可能的事，因为，很多螺丝可能会因为年岁日久慢慢变松；而且，人造关节与自然关节的力学特性并不太匹配。另外，经过几年运动后，人造关节使用的材料也会慢慢坏掉。不过，罗德奥表示，如果科学家们在对人体的皮肤、跟腱以及身体其他部分进行修改等方面取得进步，情况可能会发生变化。
麦哈认为，很多富有想象力的手术增强方法在提高运动员的成绩方面也有望大有所为。他说：“使用皮肤移植方法增加大拇指以外的手指之间和脚趾之间的连接可以提高游泳技能，对我们的身体结构进行这类修改或许可以让某些人获得优于其他人的优势。”麦哈补充道，另外一个前沿领域是纳米技术。科学家们正在使用基于携氧纳米粒子的血液补充剂进行实验，这些血液补充剂可以用于紧急情况。麦哈表示：“对于采用生物学方法将纳米设备注入体内还有一些争论，这些设备能够将某些表现永远维持在极限状态。”
另外，力学修复术也是一个现实的方法，比如，被一些残疾人使用的“猎豹风格”的腿就是其中之一，南非“刀锋战士”奥斯卡·皮斯特瑞斯也使用这种腿。不过，科学家们就目前的人造义肢实际上是否更具优势也持有不同意见。
英国伯恩茅斯大学的义肢工程师布赖斯·戴尔解释到，尽管皮斯特瑞斯像弹簧一样的义肢使他能在赛程的终点加速，但是，这些义肢也会让他在比赛开始时或转弯时略逊一筹。
皮斯特瑞斯的义肢缺乏人的脚踝所具有的硬度，而且，在落地时也无法产生同样的力量。为了解决这个问题，皮斯特瑞斯必须对他的义肢更用力让其跑得更快。美国麻省理工学院（MIT）媒体实验室机械组的主管休·黑尔表示：“从生物力学角度而言，这是另外一种跑得更快的方式，但是，并没有证据表明这就具有优势。”
技术可能解决这些问题。黑尔表示：“再过几十年，科学家们会研制出一种仿生学义肢，其足够复杂能真正模拟生物肢体的功能。”黑尔的实验室目前正在研制仿生跑步脚。他说：“未来的奥运会将没有这类限制，残奥会运动员的义肢将变成诸如赛车等人机运动的基础。”
黑尔表示，增强运动表现的技术仍将持续进步，这些技术不仅会延伸人类的局限，而且，这些技术本身也会扩大奥运会的内涵。黑尔指出：“届时，将会有很多新的运动比赛形式。就像发明了自行车之后就有了自行车运动一样，我们将会看到很多新的运动形式汹涌而出。”（记者 刘霞 综合外电）（来源：科技日报）