Жизнь в высокогорьях – вещь, почти недоступная жителям равнин. Кроме пониженного давления, живые организмы испытывают острый недостаток кислорода. Со значительным снижением давления мы автоматически перемещаемся в другое сечение фазовой диаграммы любого процесса, например вода начинает кипеть не при 100 градусах по Цельсию, а ниже. Обычные люди испытывают в горах гипоксию (недостаток кислорода), переохлаждение, обезвоживание организма, страдают от избытка ультрафиолетового излучения и резких перепадов температуры (до 50 градусов в течение одних суток).
кислородное голодание, кислородная недостаточность, понижение содержания кислорода в тканях.
Возникающее при гипоксии патологическое состояние обусловливается тем, что поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови - гипоксемии) или способность тканей использовать кислород оказывается ниже, чем их потребность в нём. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени.
Различают следующие формы гипоксических состояний. Гипоксическая гипоксия - форма кислородной недостаточности, обусловленная снижением содержания кислорода во вдыхаемом воздухе - например, при подъёме на высоту; при затруднении проникновения кислорода в кровь из органов дыхания вследствие их заболеваний и нарушения проводимости дыхательных путей; при расстройстве дыхания.
Гемическая гипоксия, возникающая при уменьшении количества гемоглобина, способного присоединить кислород (уменьшении кислородной ёмкости крови), развивается при кровопотерях, отравлении окисью углерода, при радиационных воздействиях.
Циркуляторная гипоксия наблюдается при нарушениях кровообращения, приводящих к снижению количества крови, притекающей к тканям в единицу времени.
Тканевая гипоксия - форма, связанная с изменениями активности дыхательных ферментов, вследствие чего ткани не могут использовать кислород, содержащийся в омывающей их крови (развивается при нарушениях обмена витаминов, при отравлениях некоторыми ядами, например цианидами).
В зависимости от скорости нарастания гипоксии различают острую и хроническую формы заболевания. При острой гипоксии в первую очередь страдает функция высших отделов центральной нервной системы, а при хронических - функция сердечно-сосудистой системы, дыхания, системы крови. Устойчивость к гипоксии может быть повышена тренировкой в барокамере или в условиях горного климата. При этом в организме вырабатывается ряд приспособительных механизмов (рефлекторное усиление дыхания, кровообращения, увеличение числа эритроцитов за счёт выхода их из кровяных депо, увеличение содержания гемоглобина в эритроцитах), улучшающих самочувствие и повышающих работоспособность в условиях недостатка кислорода.
Меньше месяца назад в Science была опубликована работа, утверждающая генетическую природу адаптации человеческого организма к суровым условиям высокогорья. А в последнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences международный коллектив ученых сообщает, какой именно участок генома ответственен за «высокогорность» организма.
Генетическая варианта, связанная с низким содержанием гемоглобина в крови, объясняет успешность существования жителей Тибета в обедненном кислородом воздухе.
Ученые из Китая, Англии, Ирландии и США выяснили, что за 10 тысяч лет существования высоко в горах геном людей изменился по сравнению с их равнинными родичами.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "2852495",
"incutNum": 2,
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_3381605_i_2"
}
Организм не приспособленных к высоте людей обычно реагирует на проблему повышением выработки гемоглобина – именно для этого спортсмены проводят тренировки общефизической подготовки в горах.
Однако переизбыток гемоглобина может быть очень вредным. Именно он является признаком хронической «горной болезни» — густоты и избыточной вязкости крови.
Тибетцы в условиях высокогорья сохраняют относительно низкий уровень гемоглобина, позволяющий им лучше других людей противостоять суровым условиям.
На высотах до 4 тыс. м жители Тибета могут жить без существенного изменения уровня гемоглобина, которое происходит у обычных людей в таких условиях.
Ученые собрали пробы крови у около 200 жителей тибетских деревень в трех высокогорных регионах Гималаев, чтоб исследовать степень их генетических изменений. Образцы ДНК из этой крови они сравнили с ДНК жителей близлежащих равнинных территорий Китая. Выяснилось, что все жители высокогорья имели одну общую особенность – ген EPAS1 на хромосоме 2, задействованный в производстве эритроцитов и регуляции гемоглобина в крови.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "732522",
"incutNum": 3,
"repl": "<3>:{{incut3()}}",
"uid": "_uid_3381605_i_3"
}
«Часть из нас изучали полную ДНК тибетцев, другие концентрировались на отдельных группах генов. Когда мы сравнили наши результаты, выяснилось, что оба пути привели к одной и той же точке – гену EPAS1», — объяснил Питер Роббинс из Оксфорда, один из авторов работы.
Все люди являются носителями копии гена EPAS1, однако у тибетцев он немного изменен. На протяжении эволюции жителей высокогорий именно носители измененной копии гена лучше приспосабливались к суровым условиям среды и с большей вероятностью имели потомство и передавали этот ген по наследству. В конце концов, к настоящему периоду измененная копия гена стала общей чертой почти всего населения высокогорий Тибета.
Это исследование стало первым подтвержденным анализом генетического отбора среди жителей Тибета.
Работа продолжается, и теперь за нее взялись медики.
Исследователи пытаются понять, как тибетцы могут сохранять высокий уровень активности и хорошее здоровье, несмотря на недостаток кислорода в воздухе, крови и, как следствие, в тканях тела.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "2278286",
"incutNum": 4,
"repl": "<4>:{{incut4()}}",
"uid": "_uid_3381605_i_4"
}
Если генетический механизм приспособления тибетцев к недостатку кислорода будет найден, то теоретически можно будет предсказать, кто из туристов, собирающихся в горы, будет наиболее сильно подвержен горной болезни, отмечают ученые.
Предпосылки для такой работы есть и на «равнинах», где люди также страдают из-за низкого содержания кислорода в крови, например из-за проблем с легкими или сердцем. Некоторые из пациентов при этом справляются с этой проблемой аномально хорошо.
Так или иначе, причины стойкости жителей высокогорий перед суровыми условиями окружающей среды пока неизвестны, и нам нужно ждать дальнейших результатов исследований.
