Шерпы гонят кровь азотом
Ученые выяснили, почему жители Тибета не страдают высотной болезнью. Недостаток кислорода в крови они компенсируют вдвое более интенсивным кровотоком. Расширить кровеносные сосуды им помогает оксид азота и его метаболиты – содержание некоторых из них у тибетцев в 10 раз выше нормы.
Средняя высота территорий Тибета превышает 4 тысячи метров над уровнем моря, а в Гималаях, обрамляющих Тибетское нагорье с юга, расположена высочайшая точка земного шара – гора Джомолунгма (Эверест, Сагарматха) высотой 8850 метров над уровнем моря. Однако несмотря на необыкновенные высоты, тибетцы, кажется, вовсе не страдают от головокружений, а низкий уровень кислорода в крови, наблюдаемый в организмах людей на такой высоте, также не сказывается на их самочувствии. Ученые разгадали эту странность организма аборигенов: организмы тибетцев компенсируют недостаток кислорода в крови тем, что увеличивают количество крови, приливающей к внутренним органам.
Таким образом, кровь остается плохо насыщена кислородом, однако благодаря интенсивности кровотока этот недостаток нивелируется.
Гипоксия - кислородное голодание, кислородная недостаточность, понижение содержания кислорода в тканях.
Возникающее при гипоксии патологическое состояние обусловливается тем, что поступление кислорода к тканям.
Исследователям давно было известно, что жители низинных районов, попадая в экстремальные для них условия высокогорья, быстро становятся жертвами пониженного содержания кислорода в крови, а также кислородного голодания – гипоксии. В результате при подъемах на большие (более 3000 метров) высоты вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе возникают приступы высотной болезни. Как считают эксперты, высотная болезнь сопровождается нарушением функций отдельных органов и систем, в первую очередь, клеток высших отделов центральной нервной системы. Несмотря на то что реакция организма на гипоксию и низкое парциальное давление кислорода может разниться, основными признаками болезни можно признать одышку, повышенное сердцебиение, головокружение, шум в ушах, головную боль, тошноту, мышечную слабость, потливость и нарушение остроты зрения.
Путешествующие по Тибету, как отмечают эксперты, сталкиваются с особой разновидностью недуга. В возникновении приступов этого состояния наряду с недостатком кислорода участвуют также добавочные факторы: охлаждение, ультрафиолетовое излучение и так далее.
Предыдущие исследования, проведенные с участием жителей Тибета, продемонстрировали, что содержание кислорода в крови артерий у тибетцев также понижено. Однако ткани их организмов потребляют столько же кислорода, сколько ткани и органы людей, проживающих на уровне моря. Подобные компенсаторные способности раньше объясняли повышением содержания гемоглобина в крови, отвечающего за перенос кислорода к тканям и клеткам всего организма. Причем если у горных народов его содержание повышено постоянно, то организм жителей равнин может медленно адаптироваться к высокогорным условиям, увеличивая содержание гемоглобина на 10–20% от среднего значения. Этой способностью пользуются альпинисты, перед предстоящими восхождениями не только тренирующиеся, но и живущие на большой высоте.
Группа ученых под руководством физического антрополога Синтии Билл из Университета Кейс-Вестерн Резерв в Огайо выдвинула другую гипотезу, согласно которой жители Тибета могут компенсировать низкие уровни содержания кислорода, увеличивая кровоток.
Парциальное давление газа в смеси - давление, которое оказывал бы на стенки сосуда заданный газ в случае удаления из сосуда всех прочих газов смеси. Для идеальных газов полное давление смеси равно сумме парциальных давлений её компонент.
Для подтверждения своей теории они собрали группу из 88 тибетцев-добровольцев, которые проживают на территории Тибетского автономного района, где высота доходит до 4 200 метров над уровнем моря. Парциальное давление кислорода здесь примерно в 1,5–2 раза ниже, чем у кромки океана. Вторую группу добровольцев составили 50 жителей расположенного близ университета города Кливленда, территории которого лишь на 200 метров возвышаются над уровнем моря. Далее ученые измерили скорость и объем кровотока участников исследования, используя для этого специальный прибор, закрепляющийся вокруг предплечий.
В результате ученые выяснили: через сосуды на руках тибетцев бежало вдвое больше крови, чем через руки жителей Кливленда.
При этом средний сердечный ритм и кровяное давление тибетцев полностью совпадали с аналогичными показателями у американцев.
Чтобы понять, что в организме тибетцев так влияет на увеличение кровотока, исследователи проанализировали уровни оксида азота, характерные для каждой группы. Этот показатель исследователи выделили не случайно: еще с 1977 года известно, что оксид азота и его метаболиты расширяют кровеносные сосуды, а значит, способствуют увеличению количества крови, проходящей по ним. Как показал сравнительный химический анализ, концентрация биологически активных продуктов распада оксида азота в крови – различных нитратов и нитритов – у жителей Тибета в 10 раз превышает концентрацию подобных веществ у кливлендцев.
Удивительно, что хотя такое содержание этих веществ невозможно для здорового человека, тибетцы, похоже, не испытывают на этот счет никаких неудобств.
«Это интересные данные о здоровье жителей Тибета показывают, каким образом природа использовала оксид азота для возмещения негативных последствий постоянного пребывания на большой высоте в условиях гипоксии», – отметил независимый эксперт Джонатан Стемплер, изучающий сердечно-сосудистые заболевания в Медицинском центре Университета Дьюка в Северной Каролине.
Другой исследователь, Марк Гледвин, специализирующийся на болезнях легких в Национальном институте сердца, легких и крови (NHLBI) в Мериленде, утверждает, что наблюдения за тибетцами предоставили материал, который указывает на терапевтические последствия такой концентрации метаболитов оксида азота в крови. Как отмечает Гледвин, теперь специалисты NHLBI планируют провести клинические испытания, в которых эти вещества будут использованы для лечения больных, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.
