Гималаи-шерпы давно известны своей уникальной способностью физически преуспевать в разреженном воздухе на больших высотах. Но новое исследование кампуса Оканагана UBC, опубликованное на прошлой неделе в Journal of Physiology, теперь предполагает, что их специально адаптированные мышцы дают им вдвое большую сопротивляемость мышечной усталости, чем у жителей равнин.
"Люди, живущие вблизи уровня моря – жители низменностей – борются с усталостью и снижением физической работоспособности на большой высоте, когда уровень кислорода очень низкий," говорит Крис Макнил, доцент Школы здоровья и физических упражнений UBC Okanagan и старший автор исследования. "Но шерпы рождаются и выросли в условиях низкого содержания кислорода, а их предки жили на высоте более 4000 метров в течение 20000 лет, поэтому они являются золотым стандартом исключительных высотных характеристик. К сожалению, очень мало исследований посвящено изучению того, как их мышцы справляются с усталостью в таких экстремальных условиях."
Макнил и его докторант Лука Руджеро хотели узнать, являются ли мышечные волокна шерпа столь же эффективными в среде с низким содержанием кислорода, как их хорошо изученная кардиореспираторная система. Чтобы проверить идею, они отправились в составе экспедиции UBC Okanagan в Международную лабораторию Pyramid, расположенную на высоте 5050 метров на непальской стороне горы. Эверест. В лаборатории Pyramid они провели тесты на мышечную усталость у 10 шерпа и 12 жителей равнины.
"Мы хотели узнать, насколько мышцы шерпа утомляются после физического напряжения и насколько быстро эти мышцы восстанавливаются по сравнению с людьми, которые проводят свою жизнь на уровне моря, богатого кислородом," говорит Руджеро. "Оказывается, шерпа устали примерно на 33 процента меньше, чем жители равнин, и восстанавливались почти в два раза быстрее."
"Фактически, на высоте 5000 метров, где концентрация кислорода примерно вдвое меньше, чем на уровне моря, шерпа превзошел даже самых подготовленных исследованных жителей равнин," он добавляет.
Для своих тестов команда подключила доминирующую ногу участника к специализированному устройству, называемому изометрическим динамометром, для измерения силы, прилагаемой четырехглавой мышцей – мышцами передней части бедра, которые выпрямляют колено. После определения силы каждого участника использовалась электрическая стимуляция, чтобы заставить четырехглавую мышцу сокращаться ритмично, как при ходьбе, в течение примерно четырех минут. Мышечная усталость измерялась как падение силы от начала до конца четырех минут.
"Мы специально хотели изучить квадрицепсы, потому что они очень важны при ходьбе, походах и скалолазании," говорит Макнил. "Даже при одинаковой доставке кислорода к мышцам в обеих группах мышечные волокна шерпа обладают замечательной способностью эффективно использовать кислород во время и после тренировки."
По словам МакНила, понимание возможностей мышц шерпа интересно не только исследователям, но и может иметь практическое применение для жителей низин, страдающих различными заболеваниями или недугами.
"Вам не нужно находиться на Эвересте, чтобы организм испытал на себе негативные последствия снижения уровня кислорода, поступающего в ткани," говорит Макнил. "Например, люди, страдающие хронической обструктивной болезнью легких, борются с усталостью и снижением физической работоспособности так же, как здоровый житель низин, если бы они жили на большой высоте."
"Лучшее понимание того, как мышцы шерпа могут не только выживать, но и процветать в таких суровых условиях, может однажды привести к упражнениям или фармакологическому вмешательству и изменить жизнь бесчисленного количества людей," он добавляет.
"Это святой Грааль изучения невероятных физических способностей шерпов."