Жизнь на больших высотах не легка. Тонкий горный воздух может вызвать убивание проблем со здоровьем, даже для людей, живших в возвышении в течение многих веков. Некоторая плата за проезд групп лучше, чем другие, однако, и исследователи теперь думает, что они нашли одну причину: переменные уровни экспрессии гена под названием PDP2, кодирующий для протеина, помогающего преобразовать еду к топливу.
Много групп адаптировались к низким кислородным уровням на больших высотах путем повышения их производства эритроцитов, несущих кислород к тканям органа. Стратегия появляется в стоимость: Все те клетки могут утолстить кровь и препятствовать ее потоку, приводя к головным болям, усталости, бессоннице и ущербу памяти. Восприимчивость к условию, известному как хроническая горная болезнь (CMS), варьируется среди популяций.
Бригада исследователей во главе с нейробиологом Отто Аппензеллером из медицинского Исследовательский фонда Клиник Улучшения и Марафона Нью-Мексико хотела узнать почему.Исследователи сосредоточены на трех группах: восточноафриканские горцы, останавливающиеся на эфиопском плато 3 600 метров над уровнем моря; перуанцы Анд, живущие в 4 300 метрах; и Himalayans, живущие на тибетском плато в 4 500 метрах. Эфиопские горцы редко показывают признаки CMS; беспорядок появляется более часто в тибетцах и еще более часто в Andeans. Ученые подозревают, что различие может быть эволюционным: эфиопы и тибетцы поднялись на свои соответствующие горы ранее, чем их Андские пэры, дав им преимущество в адаптации к жизни высоко.
Бригада сосредоточилась на ряде генов, все из которых были вовлечены в адаптацию к окружающим средам низкого кислорода. Для каждого региона исследователи сравнили уровни экспрессии гена в лейкоцитах, быстро отвечающих на изменения в кислородных уровнях в высокогорных предметах с CMS с теми без болезни.Из этих трех групп эфиопы показали самые высокие уровни экспрессии генов кислородной адаптации, сопровождаемых тибетцами и затем Andeans. Один из этих генов, PDP2, связанного сильно с CMS.
У людей с CMS было значительно ниже выражение PDP2, чем те без условия, независимо от этнической группы, предполагая, что ген помогает людям акклиматизироваться к плохим кислородным уровням. Это совпадает хорошо к уровню CMS, наблюдаемого в этих популяциях, говорят автор и молекулярный биолог Го-Цян Син из Объединенного университета медицинских наук в Молитвенном доме, Мэриленд.
Исследователи полагают, что PDP2 помогает людям приспособиться к плохим кислородным уровням путем продвижения аэробного сотового дыхания. Этот метаболический путь использует кислород для тайной глюкозы к сотовой энергии и таким образом устраняет потребность сделать больше эритроцитов.Открытие могло бы в конечном счете помочь людям, живущим на уровне моря. Неспособность клеток получить доступ к кислороду была связана со множественными болезнями включая рак, астму и болезнь Альцгеймера.
Любая связь между этими условиями и PDP2 является спекулятивной, Аппензеллер признает, но он полагает, что «мы можем извлечь уроки из этого эксперимента природы» в горах.Роберт Роуч, физиолог в Высотном Научно-исследовательском центре в университете Колорадо Денверская Медицинская школа в Авроре, называет исследование «фантастическим предварительным исследованием».
Он полагает, что это вдохновит много длительных обследований, которые он говорит, «мог показать огромное понимание о том, как люди адаптируются к меняющимся условиям».