История знает всего несколько примеров длительного выживания высоко в горах. Тибетцы — один из таких народов, круглый год обитающих на высоте свыше 2500 метров над уровнем моря. Их физиология сформировалась в условиях «естественной гипоксии». Американские ученые выяснили, какие признаки присущи самым плодовитым тибетским женщинам.
Авторы статьи проводили наблюдения в 2019 году в поселке Ло Монтанг в Непале на высоте 3800 метров над уровнем моря / © James J. Yu
Предки тибетцев поселились на Тибетском нагорье как минимум 10 тысяч лет назад. За это время народ приобрел несколько отличительных черт, охватывающих дыхательную, кровеносную и сердечно-сосудистую системы и позволяющих выживать на большой высоте при хроническом дефиците кислорода в крови. Среди особенностей — высокая вентиляция легких в покое, небольшой уровень гемоглобина в крови.
Вынашивание ребенка на большой высоте сопряжено с трудностями. Среди опасностей — преэклампсия, низкий вес младенца, что чревато гибелью и матери, и малыша. Однако тибетские женщины справились и с этими проблемами. Согласно наблюдениям, репродуктивный успех связан с умеренным уровнем гемоглобина, высокими насыщенностью крови кислородом и частотой пульса. Эти признаки помогают лучше снабжать все системы организма кислородом.
Из десятков генов-кандидатов у тибетцев только два локуса удалось связать с определенными признаками приспособления к высокогорью. Это EGLN1, блокирующий выработку гемоглобина при высокой концентрации кислорода в крови, и EPAS1, участвующий в реакции на гипоксию.
Ученые во главе с Цинтией Белл из Кейс-Вестерн-Резерв университета (США) решили определить круг признаков, которые свойственны плодовитым тибетским женщинам. Для этого проанализировали данные о 417 жительницах области Верхний Мустанг в Непале, расположенной на высоте 3500-4100 метров над уровнем моря.
В анкетировании участвовали женщины в возрасте от 46 до 86 лет. У них также взяли антропометрические данные, записали историю деторождения и собрали образцы слюны для генетического анализа. Результаты работы исследователи представили в журнале PNAS.
Всего ученые насчитали 2193 беременности, которые завершились 2076 успешными родами. В среднем получилось по 5,3 беременности и 5,2 случая благополучных родов на каждую. Выяснилось, что социокультурные факторы — возраст первой беременности, длительность замужества, физиологические черты и генетика — хорошо предсказали число успешных рождений.
Анализ показал, что наиболее плодовитые женщины обладают рядом необычных черт. Высокая сатурация и умеренные концентрации гемоглобина способствуют наполнению артериальной крови кислородом. Высокий поток крови в легкие и широкий левый сердечный желудочек помогают транспорту кислорода в ткани.
По мнению авторов исследования, особенности, которые улучшают кислородный транспорт, вместе с геном EPAS1, регулирующим уровень гемоглобина, способствуют большей плодовитости жительниц Тибета. Все это вместе подтвердило гипотезу о продолжающемся естественном отборе у людей.
Комментарии
Интересно, как так получается, что у тибетцев уровень гемоглобина ниже обычного, а захват кислорода из воздуха при этом сильно выше? Он у них мутантный какой-то, что ли, раз имеет такую повышенную эффективность?
Zhe, как следует из статьи, гемоглобин изменен так, чтобы максимально насыщаться кислородом. При этом "A hemoglobin concentration near the sample mode", то есть примерно среднее значение, у них это13.5 gm/dL. Почему максимальная плодовитость не связана с максимальной концентрацией гемоглобина, а связана с умеренной, не поясняют.
Татьяна, спасибо за уточнение, в самом обзоре статьи этот факт вроде не упомянут.
Вообще, у обычных людей в условиях высокогорья уровень гемоглобина повышается, что, кстати, используют спортсмены при подготовке к соревнованиям: эффект сохраняется ещё какое-то время, позволяя показывать лучшие результаты. Вики пишет, что у других горских народов (Анды, Эфиопия) уровень гемоглобина выше среднего, что выглядит логично, а вот у тибетцев даже чуть ниже, чем у людей низин, что само по себе удивительно. Похоже, тибетцам повезло получить очень полезный вариант гена гемоглобина повышенной эффективности. Поскольку "новый" гемоглобин, судя по всему, значительно повышал выживаемость плода у женщин, он начал быстро распространяться в популяции. Однако тибетцы поднялись в горы относительно недавно, около 3000 лет назад, поэтому гены "старого" гемоглобина из популяции окончательно ещё не вытеснены: у одних женщин уже доминирует "новый" и им не нужны его высокие концентрации, а у других ещё много "старого", уровень которого выше, а эффективность хуже, из-за чего больше проблем с беременностью и родами.
Такая вот у меня гипотеза возникла)