Цивилизация
Около 140 млн человек постоянно живут на высотах более 3000 м, при постоянном недостатке кислорода. Большинство жителей высокогорья адаптированы к таким условиям, но есть и люди, которые страдают от хронической горной болезни. Американские исследователи под руководством профессора Калифорнийского университета в Сан-Диего Габриэля Хаддада обнаружили два гена, усиленная работа которых предположительно приводит к развитию горной болезни. Результаты ученые опубликовали в журнале American Journal of Human Genetics . Осталось найти средство, которое регулирует работу этих генов.
Люди, страдающие горной болезнью, жалуются на разнообразные неврологические расстройства, хроническую усталость, сонливость, депрессию и головную боль.
У них значительно повышено содержание эритроцитов, следовательно, велика вязкость крови, из-за чего уже в молодости высок риск инсульта или инфаркта миокарда.
Горцы же приспособлены к постоянной нехватке кислорода. У них повышена концентрация гемоглобина, насыщенность крови кислородом, емкость легких. Но представители разных народов отличаются друг от друга по этим и некоторым другим адаптивным признакам. Поэтому исследователи полагают, что приспособленность к условиям высокогорья имеет генетическую природу, а не приобретена в младенчестве вынужденным упражнением легких. Следовательно, чтобы избавиться от горной болезни, нужно искать гены, влияющие на устойчивость к недостатку кислорода, и постараться на них воздействовать. Проблема гипоксии актуальна не только для горцев, но и для людей, живущих в долинах, которые по той или иной причине испытывают недостаток кислорода.
Чаще всего хронической горной болезнью страдают жители Анд, у тибетцев она встречается реже, а обитатели Эфиопского нагорья от нее избавлены. Поэтому исследователи отправились в Анды и секвенировали последовательности геномов 20 жителей Перу, десять из которых страдали хронической горной болезнью.
В результате ученые обнаружили два гена — регулятор образования эритроцитов SENP1 и онкоген ANP32D, которые гораздо активнее работали у пациентов с хронической горной болезнью, чем у здоровых жителей высокогорья.
Чтобы проверить действие генов, исследователи получили культуры фибробластов (клеток соединительной ткани) больных и здоровых людей. Оказалось, при недостатке кислорода активность обоих генов возрастает в клетках, полученных от пациентов с горной болезнью, а в культурах клеток здоровых людей остается неизменной.
Следующий эксперимент ученые провели уже не на клеточной культуре, а на целом организме. У дрозофилы есть гены, последовательности которых сходны с SENP1 и ANP32D человека. Современные методы позволяют их «отключить». Дрозофилы, у которых одна копия гена работала, а другая была «отключена», в обычных условиях развивались так же, как и контрольные мухи, но многие лучше переносили пониженное содержание кислорода (всего 5%), смертельное для обычных насекомых.
Очевидно, сниженный уровень активности генов SENP1 и ANP32D повысил устойчивость к действию гипоксии.
Возможно, этим результатам найдется и практическое применение. «Гены, которые мы идентифицировали, могут стать потенциальной мишенью для действия лекарств, позволяющих лучше переносить гипоксию, например, при инсультах или инфаркте миокарда, — говорит доктор Хаддад. — Эти же лекарства смогут помочь и при горной болезни».