Увеличение объема плазмы крови помогло тибетским шерпам адаптироваться к гипоксии.

Увеличение объема плазмы крови помогло тибетским шерпам адаптироваться к гипоксии.


По сравнению с живущими в Андах индейцами кечуа у них более высокий объем плазмы крови, при этом количество гемоглобина в крови у обеих популяций оказалось сравнимо. За счет увеличения объема плазмы концентрация гемоглобина в крови у шерпов остается довольно низкой, сравнимой с показателями жителей равнин. При этом низкая концентрация гемоглобина связана с бльшим репродуктивным успехом у тибетских женщин и лучшей выносливостью у мужчин.

Жители Тибета и Анд служат примером успешной адаптации к жизни на высокогорье. Причем они адаптировались к гипоксии разными способами. У тибетцев появились единичные мутации в генах EPAS1 и EGLN1. Оба гена кодируют субъединицы фактора транскрипции, который регулирует экспрессию генов, связанных с клеточным ответом на гипоксию. Вариант гена EPAS1 тибетцы унаследовали от вымерших денисовских людей и он практически не встречается в других популяциях. У жителей Анд появилась единичная мутация только в гене EGLN1, причем не та, что у тибетцев. Кроме того, по сравнению с жителями равнин у них наблюдается повышенная концентрация гемоглобина в крови. А у тибетцев она почти такая же, как у людей, живущих на уровне моря или на небольшой высоте. Не слишком высокая концентрация гемоглобина связана с бльшим количеством успешных беременностей у тибетских женщин и лучшей выносливостью у мужчин по сравнению с другими народностями, живущими на Тибетском плато.

Исследователи не выявили генетических адаптаций, связанных с концентрацией гемоглобина у тибетцев, поэтому предположили, что более низкая по сравнению с жителями Анд концентрация гемоглобина у тибетцев обусловлена бльшим объемом плазмы крови. Этим можно было бы объяснить пониженную концентрацию гемоглобина у них в крови. Американские, британские, канадские и перуанские исследователи решили проверить эту гипотезу.

Авторы пригласили 20 шерпов, уроженцев района Кхумбу, расположенного на высоте 5050 метров, и 19 индейцев кечуа, родившихся и живущих в перуанском городе Серро-де-Паско, который расположен на высоте 4380 метров. Две другие группы, состоявшие из 16 и 20 участников, состояли из жителей равнинных районов. Физиологические показатели участников первой из них исследовали на высоте 244 метра над уровнем моря, второй — на высоте 5050 метров после 10-дневной адаптации. Все участники эксперимента были мужчинами. У них брали кровь на анализ и измеряли гематокрит (объем эритроцитов в крови), концентрацию гемоглобина, объем крови и объем плазмы крови. Также у участников измеряли частоту сердечных сокращений, ударный объем левого желудочка и максимальное потребление кислорода.

В результате самый высокий гематокрит оказался у индейцев кечуа, у шерпов он был ниже, чем у уроженцев Анд, но немного выше, чем у жителей равнин. При этом объем крови у кечуа и тибетцев был сравним. Как и предполагали исследователи, оказалось, что у тибетцев объем плазмы крови был выше, чем у жителей Анд. Общее количество гемоглобина у индейцев кечуа оказалось самым высоким, у шерпов оно было немного меньше, но все же выше, чем у уроженцев равнин. У шерпов и жителей равнин максимальное потребление кислорода коррелировало с гемоглобиновой массой. У кечуа исследователи этой зависимости не выявили.

Авторы заключают, что изучая адаптацию к высокогорным условиям, стоит ориентироваться не на концентрацию гемоглобина, а заниматься волюметрическими измерениями. Возможно, гемоглобиновая масса и объем плазмы крови являются характеристиками фенотипа, который важен при адаптации к условиям высокогорья.

Тибетцы адаптировались не только к гипоксии, но и обзавелись дополнительной защитой от ультрафиолета. У них обнаружили вариант гена метилентетрагидрофолатредуктазы, который обеспечивает повышенные уровни фолата и гомоцистеина в крови.

Екатерина Русакова, n+1