Znani ze swoich niebywałych zdolności do życia na dużych wysokościach Szerpowie dostarczają swoim tkankom więcej niosącej tlen krwi zamiast zwiększać w niej produkcje hemoglobiny – ustalili badacze. Odkrycia te mogą pomóc w ulepszeniu terapii pacjentów z chorobami związanymi ze zmniejszonym poziomem tlenu we krwi i tkankach.
Ekspedycja badawcza na Mount Everest rzuciła światło na wyjątkowe fizjologiczne podstawy adaptacji u Szerpów, dzięki którym lepiej nadają się do życia na dużych wysokościach. Badania na ten temat ukazały się w „Experimental Physiology”.
Szerpowie od wieków zamieszkują wysoko położone tereny Himalajów. Znani są ze swoich niebywałych zdolności do życia na dużych wysokościach, gdzie zawartość tlenu jest znacznie niższa. Obecnie mężczyźni zajmują się przede wszystkim wyprawami na najwyższe szczyty Himalajów, gdzie są tragarzami i przewodnikami. To do nich należą rekordy liczby wejść na Mount Everest (Lhakpa Tenzing i Phurba Tashi weszli tam 21 razy). Jednak fizjologiczne podstawy ich niesamowitych zdolności pozostawały nieuchwytne.
Co ciekawe, mieszkańcy nizin, a nawet ludzie również żyjący na dużych wysokościach, chociażby w Andach, radzą sobie z niedoborem tlenu związanym z wysokością poprzez zwiększenie ilości komórek przenoszących tlen – hemoglobiny, ale Szerpowie nie korzystają z tego mechanizmu. Zatem jak radzą sobie z mniejszą ilością tlenu we krwi?
To pytanie nurtowało badaczy z University College London. Aby poznać ten sekret, zorganizowali eksperyment badawczy z udziałem Szerpów, obejmujący ekspedycję w Himalaje. W badaniach porównano organizmy i sposób ich przystosowania do dużych wysokości dwóch różnych populacji: Szerpów oraz mieszkańców niżej położonych terenów.
Naukowcy badali organizmy uczestników eksperymentu w Londynie (50 m n.p.m.), Katmandu (1300 m n.p.m.) oraz w bazie na drodze wiodącej na Mount Everest (5300 m n.p.m.). Warunki atmosferyczne, przede wszystkim temperatura, która wpływa na zwężenie naczyń krwionośnych czy profil wejścia były identyczne dla wszystkich uczestników. Zatem wszelkie wykryte różnice między uczestnikami można przypisać raczej ich indywidualnej fizjologii niż zmienności warunków czy czasie ekspozycji na niskie poziomy tlenu na dużych wysokościach.
Naukowcy stwierdzili, że wraz ze zmniejszaniem się ilości tlenu w otoczeniu podczas wspinaczki na Mount Everest, Szerpowie są w stanie utrzymać większy przepływ krwi i tym samym nieustannie i z minimalnym niedoborem dostarczać tlen do tkanek. U mieszkańców nizin przepływ krwi znacznie spadał. W gruncie rzeczy pokazuje to, że Szerpowie, w porównaniu do mieszkańców nizin, są w stanie dostarczyć więcej tlenu do swoich organizmów.
Nowe odkrycia mogą również wyjaśnić, jak Szerpowie prosperują na tak dużych wysokościach bez zwiększania zawartości hemoglobiny. Wysokie poziomy hemoglobiny sprawiają, że krew jest gęsta i lepka, co nie tylko spowalnia jej przepływ w organizmie, ale także zwiększa ryzyko wystąpienia działań niepożądanych, takich jak skrzepy krwi w płucach.
Organizmy Szerpów niejako faworyzują szerszy przepływ niosącej tlen krwi niż zwiększenie zawartości tlenu we krwi przez wzrost produkcji hemoglobiny. Mimo tego Szerpowie wciąż są w stanie dostarczyć swoim tkankom wystarczającą ilość tlenu, a jednocześnie zminimalizować ryzyko potencjalnie śmiertelnych skutków ubocznych związanych z wysokim poziomem hemoglobiny.
Zachowania organizmu w odpowiedzi na niski poziom tlenu na dużych wysokościach mogą być doskonałą symulacją stanu organizmów pacjentów cierpiących na choroby związane ze zmniejszonym poziomem tlenu we krwi i tkankach. Dlatego dzięki zrozumieniu fizjologii Szerpów być może uda się ulepszyć leczenie takich pacjentów i opracować nowe strategie diagnostyczne i terapeutyczne.
- Mechanizmy zidentyfikowane w tym badaniu, takie jak zwiększony przepływ krwi i dostarczanie tlenu do funkcjonujących tkanek, prawdopodobnie opisują alternatywne sposoby wspomagania dostarczania tlenu u ciężko chorych pacjentów. Przyszłe badania powinny ustalić mechanizmy komórkowe leżące u podstaw tej reakcji. Identyfikacja takich różnic i naśladowanie organizmów osób najbardziej przystosowanych do środowiska ubogiego w tlen może ujawnić nowe docelowe szlaki podatne na leczenie farmakologiczne – powiedział Edward Gilbert-Kawai, współautor publikacji.
Źródło: Science Daily, fot. Niklassletteland/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0
