Шерпы гонят кровь азотом

Тибетцы компенсируют недостаток кислорода интенсивным кровотоком

Оксана Молчанова 31.10.2007, 10:18

Учёные выяснили, почему жители Тибета не страдают высотной болезнью. Недостаток кислорода в крови они компенсируют вдвое более интенсивным кровотоком. Расширить кровеносные сосуды им помогает оксид азота и его метаболиты — содержание некоторых из них у тибетцев в 10 раз выше нормы.

Средняя высота территорий Тибета превышает 4 тысячи метров над уровнем моря, а в Гималаях, обрамляющих Тибетское нагорье с юга, расположена высочайшая точка земного шара — гора Джомолунгма (Эверест, Сагарматха), высотой 8850 метров над уровнем моря. Однако, несмотря на необыкновенные высоты, тибетцы, кажется, вовсе не страдают от головокружений, а низкий уровень кислорода в крови, наблюдаемый в организмах людей на такой высоте, также не сказывается на их самочувствии. Учёные разгадали эту странность организма аборигенов: организмы тибетцев компенсируют недостаток кислорода в крови тем, что увеличивают количество крови, приливающей к внутренним органам.

Таким образом, кровь остается плохо насыщена кислородом, однако благодаря интенсивности кровотока, этот недостаток нивелируется.

Исследователям давно было известно, что жители низинных районов, попадая в экстремальные для них условия высокогорья, быстро становятся жертвами пониженного содержания кислорода в крови, а также кислородного голодания — гипоксии. В результате, при подъемах на большие (более 3000 м) высоты, вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, возникают приступы высотной болезни. Как считают эксперты, высотная болезнь сопровождается нарушением функций отдельных органов и систем, в первую очередь — клеток высших отделов центральной нервной системы. Несмотря на то, что реакция организма на гипоксию и низкое парциальное давление кислорода может разниться, основными признаками болезни можно признать одышку, повышенное сердцебиение, головокружение, шум в ушах, головную боль, тошноту, мышечную слабость, потливость и нарушение остроты зрения.

Путешествующие по Тибету, как отмечают эксперты, сталкиваются с особой разновидностью недуга. В возникновении приступов этого состояния наряду с недостатком кислорода участвуют также добавочные факторы: охлаждение, ультрафиолетовое излучение и так далее.

Предыдущие исследования, проведенные с участием жителей Тибета, продемонстрировали, что содержание кислорода в крови артерий у тибетцев также понижено. Однако ткани их организмов потребляют столько же кислорода, сколько ткани и органы людей, проживающих на уровне моря. Подобные компенсаторные способности раньше объясняли повышением содержания гемоглобина в крови, отвечающего за перенос кислорода к тканям и клеткам всего организма. Причем если у горных народов его содержание повышено постоянно, то организм жителей равнин может медленно адаптироваться к высокогорным условиям, увеличивая содержание гемоглобина на 10-20% от среднего значения. Этой способностью пользуются альпинисты, перед предстоящими восхождениями не только тренирующиеся, но и живущие на большой высоте.

Группа учёных под руководством физического антрополога Синтии Билл из Университета Кейс-Вестерн Резерв в Огайо выдвинула другую гипотезу, согласно которой жители Тибета могут компенсировать низкие уровни содержания кислорода, увеличивая кровоток.

Парциальное давление

газа в смеси - давление, которое оказывал бы на стенки сосуда заданный газ в случае удаления из сосуда всех прочих газов смеси. Для идеальных газов полное давление смеси равно сумме парциальных давлений е компонент.

Для подтверждения своей теории они собрали группу из 88 тибетцев-добровольцев, которые проживают на территории Тибетского автономного района, где высота доходит до 4 200 метров над уровнем моря. Парциальное давление кислорода здесь примерно в полтора-два раза ниже, чем у кромки океана. Вторую группу добровольцев составили 50 жителей расположенного близ университета города Кливленда, территории которого лишь на 200 метров возвышаются над уровнем моря. Далее ученые измерили скорость и объём кровотока участников исследования, используя для этого специальный прибор, закрепляющийся вокруг предплечий.

В результате учёные выяснили: через сосуды на руках тибетцев бежало вдвое больше крови, чем через руки жителей Кливленда.

При этом средний сердечный ритм и кровяное давление тибетцев полностью совпадали с аналогичными показателями у американцев.

Чтобы понять, что в организме тибетцев так влияет на увеличение кровотока, исследователи проанализировали уровни оксида азота, характерные для каждой группы. Этот показатель исследователи выделили не случайно: еще с 1977 года известно, что оксид азота и его метаболиты расширяют кровеносные сосуды, а значит, способствуют увеличению количества крови, проходящей по ним. Как показал сравнительный химический анализ, концентрация биологически активных продуктов распада оксида азота в крови — различных нитратов и нитритов — у жителей Тибета в 10 раз превышает концентрацию подобных веществ у кливлендцев.

Удивительно, что хотя такое содержание этих веществ невозможно для здорового человека, тибетцы, похоже, не испытывают на этот счёт никаких неудобств.

«Это интересные данные о здоровье жителей Тибета показывают, каким образом природа использовала оксид азота для возмещения негативных последствий постоянного пребывания на большой высоте в условиях гипоксии», — отметил независимый эксперт Джонатан Стемплер, изучающий сердечно-сосудистые заболевания в Медицинском центре Университета Дьюка в Северной Каролине.

Другой исследователь, Марк Гледвин, специализирующийся на болезнях легких в Национальном институте сердца, легких и крови (NHLBI) в Мериленде, утверждает, что наблюдения за тибетцами предоставили материал, который указывает на терапевтические последствия такой концентрации метаболитов оксида азота в крови. Как отмечает Гледвин, теперь специалисты NHLBI планируют провести клинические испытания, в которых эти вещества будут использованы для лечения больных, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Ознакомиться с результатами сравнительного исследования Синтии Билл и ее коллег можно в online-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences за 30 октября.