Гемоглобин у жителей высокогорья

Только люди с повышенным уровнем гемоглобина в крови страдают так называемой горной (или высотной) болезнью. И причина тому – отсутствие в геноме человека определенного набора генов. У жителей же горных районов, как говорится, все хромосомы на месте и уровень гемоглобина нормальный. Вот почему британские ученые, проводившие масштабное исследование среди таких людей уверены, что, например, тибетцы прошли естественный отбор. О том, кому и по какой причине покоряются горные вершины, расскажем в следующей статье.

Обойдемся без гемоглобина

Жители Тибета не страдают горной болезнью и сопутствующим сгущением крови, так как являются носителями измененного гена, не позволяющего организму повышать уровень гемоглобина в условиях кислородного голодания, как это происходит у обычных людей. Однако как «горные люди» умудряются сохранять активность, испытывая недостаток кислорода в крови и тканях, ученым понять пока не удалось.

Жизнь в высокогорьях – вещь, почти недоступная жителям равнин. Кроме пониженного давления, живые организмы испытывают острый недостаток кислорода. Со значительным снижением давления мы автоматически перемещаемся в другое сечение фазовой диаграммы любого процесса, например, вода начинает кипеть не при 100 градусах по Цельсию, а ниже.

Обычные люди испытывают в горах гипоксию (недостаток кислорода), переохлаждение, обезвоживание организма, страдают от избытка ультрафиолетового излучения и резких перепадов температуры (до 50 градусов в течение одних суток). А вот постоянные обитатели высокогорий, например непальские шерпы – легендарные проводники к Эвересту, живут на высоте более трех тысяч метров всю жизнь и сохраняют неплохое здоровье.

Меньше месяца назад в Science была опубликована работа, утверждающая генетическую природу адаптации человеческого организма к суровым условиям высокогорья. А в последнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences международный коллектив ученых сообщает, какой именно участок генома ответственен за «высокогорность» организма и нормальное содержание гемоглобина в крови.

Генетическая варианта, связанная с низким содержанием гемоглобина в крови, объясняет успешность существования жителей Тибета в обедненном кислородом воздухе. Ученые из Китая, Англии, Ирландии и США выяснили, что за 10000 лет существования высоко в горах геном людей изменился по сравнению с их равнинными родичами.

«Высота и связанное с нею кислородное голодание влияет на мыслительный процесс, дыхание, сон. Однако у жителей высокогорий таких проблем нет. Они живут в этих условиях комфортно, сохраняя хорошее здоровье», – отметила Синтия Билл из Кливленда, первый автор работы.

Организм не приспособленных к высоте людей обычно реагирует на проблему повышением выработки гемоглобина – именно для этого спортсмены проводят тренировки общефизической подготовки в горах. Однако переизбыток гемоглобина может быть очень вредным. Именно он является признаком хронической «горной болезни» – густоты и избыточной вязкости крови.

Тибетцы в условиях высокогорья сохраняют относительно низкий уровень гемоглобина, позволяющий им лучше других людей противостоять суровым условиям. На высотах до четырех тысяч метров жители Тибета могут жить без существенного изменения уровня гемоглобина, которое происходит у обычных людей в таких условиях.

Ученые собрали пробы крови у около 200 жителей тибетских деревень в трех высокогорных регионах Гималаев, чтоб исследовать степень их генетических изменений. Образцы ДНК из этой крови они сравнили с ДНК жителей близлежащих равнинных территорий Китая. Выяснилось, что все жители высокогорья имели одну общую особенность – ген EPAS1 на хромосоме 2, задействованный в производстве эритроцитов и регуляции гемоглобина в крови.

Изначально авторы работали отдельно, но в марте 2009 года в Дареме они встретились и объединили свои результаты. «Часть из нас изучали полную ДНК тибетцев, другие концентрировались на отдельных группах генов. Когда мы сравнили наши результаты, выяснилось, что оба пути привели к одной и той же точке – гену EPAS1», – объяснил Питер Роббинс из Оксфорда, один из авторов работы.

Все люди являются носителями копии гена EPAS1, однако у тибетцев он немного изменен. На протяжении эволюции жителей высокогорий именно носители измененной копии гена лучше приспосабливались к суровым условиям среды и с большей вероятностью имели потомство и передавали этот ген по наследству. В конце концов, к настоящему периоду измененная копия гена стала общей чертой почти всего населения высокогорий Тибета.

Это исследование стало первым подтвержденным анализом генетического отбора среди жителей Тибета. Работа продолжается, и теперь за нее взялись медики. Исследователи пытаются понять, как тибетцы могут сохранять высокий уровень активности и хорошее здоровье, несмотря на недостаток кислорода в воздухе, крови и, как следствие, в тканях тела. Все дело в неизменности уровня гемоглобина в крови.

Ген снижения гемоглобина – лишь вершина айсберга. Синтия Билл и ее коллеги ранее установили, что низкий уровень снабжения кислородом крови жители высокогорий компенсируют интенсивным кровотоком, стимулируемым оксидами азота. Если генетический механизм приспособления тибетцев к недостатку кислорода будет найден, то теоретически можно будет предсказать, кто из туристов, собирающихся в горы, будет наиболее сильно подвержен горной болезни, отмечают ученые.

Предпосылки для такой работы есть и на «равнинах», где люди также страдают из-за низкого содержания кислорода в крови, например из-за проблем с легкими или сердцем. Некоторые из пациентов при этом справляются с этой проблемой аномально хорошо. Так или иначе, причины стойкости жителей высокогорий перед суровыми условиями окружающей среды пока неизвестны, и нам нужно ждать дальнейших результатов исследований.

Автор: Александра Борисова

По материалам:
www.gazeta.ru

Высокогорье и состав крови

Обязательным условием нормального дыхания человека являются определенные концентрация кислорода в воздухе и величина атмосферного давления. Эти показатели меняются, если человек поднимается в горы или опускается под воду.

При подъеме на высоту одновременно уменьшаются атмосферное давление, парциальное давление кислорода в атмосфере и легочных альвеолах, а также насыщение гемоглобина кислородом (98% О2 в крови транспортируется эритроцитами и только 2% — плазмой).

Благодаря удивительному свойству гемоглобина жадно присоединять к себе кислород даже при малых его давлениях оказывается возможным передвижение человека и жизнь его в высокогорье.

Система крови человека при достаточно длительном нахождении в горах претерпевает комплекс изменений. Общеизвестно, что на этапе долговременной акклиматизации, например, альпинистов, растет число эритроцитов и содержание в них гемоглобина, повышающих кислородную емкость крови (сухое вещество эритроцита содержит до 95% гемоглобина). Повышение концентрации эритроцитов начинается со 2-3 дня акклиматизации и может возрастать на 40-50% к 4-й неделе пребывания в горах (доходит до 8 млн/мм3, в то время как у жителей равнины их 4,5-5 млн/мм3). Это обусловлено увеличением секреции гормонов — эритропоэтинов в красном костном мозге. Менее известно, что на этапе долговременной адаптации, помимо типичного взрослого гемоглобина (HbА) появляется эмбриональный гемоглобин (HbF), способный присоединять О2 при более низком парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе: молодые эритроциты обладают более высоким уровнем энергообмена. Да и сами молодые эритроциты имеют несколько измененную структуру, диаметр их меньше, облегчая прохождение по капиллярам. Об изменении качества самих эритроцитах говорит и повышение содержание 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), способствующего освобождению кисло­рода из комплекса с гемоглобином в тканях (установлено, что концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах у спортсменов, тренирующих выносливость, на 15-20% выше, чем у не спортсменов).

В горах по мере акклиматизации происходит значительное повышение содержания эритроцитов в крови – вплоть до 140-150% от равнинного уровня. Высокогорная адаптация вызывает также рост лейкоцитов, максимум которых (+40%) достигается примерно к 40-му дню пребывания в горах.

На высоте 3800 м ткани горца извлекают 10,2 мл О2 из каждых 100 мл крови против 6,5 мл у приехавшего в горы молодого здорового жителя равнин на 4350 м коронарный кровоток и потребление О2 горцев на 30% экономичнее. У горцев увеличена и масса циркулирующей крови, что обусловливает возрастание ее дыхательной поверхности.

Некоторые города расположены на значительной высоте над уровнем моря: Мехико — 2277 м, Аддис-Абеба — около 2000 м. На большой высоте расположено много сельских селений на Кавказе, в Гималаях, на Памире и других местах. В условиях высокогорья живут десятки миллионов людей. Популяции людей, издавна живущих в этих условиях, имеют ряд адаптивных приспособлений. Так, в крови индейцев Перуанских Анд (живущих и работающих на высоте около 4000 метров) наблюдается повышенное содержание гемоглобина и количество эритроцитов (до 8х1012 в 1 л крови).
Но не каждый человек, попавший в условия горного климата, может преодолеть влияние этих факторов. Это зависит от его физиологических особенностей и тренированности организма. Если адаптации не произошло, у человека вследствие падения парциального давления кислорода развивается так называемая горная болезнь. Ее вызывает гипоксия — недостаток кислорода в тканях организма.

Много веков тому назад были заселены высокогорные области Тибета и Анд. Именно в Андах на высоте 4,5 км над уровнем моря впервые (XVI в.) испанские завоеватели Америки столкнулись с «горной болезнью». У больных появилась резкая одышка при движениях, общая вялость, головная боль и другие неприятные явления.

Объяснить причины этой болезни смогли лишь только через три века, благодаря работам французского ученого П.Бера. Он доказал, что «горная болезнь» возникает в результате низкого парциального давления кислорода в разреженной атмосфере. Ученый отметил, что развитие болезни начинается именно с 4 тыс. м и нарастает по мере подъема.

В случае внезапного перемещения (самолетом) человека в высокогорные районы (свыше 3000 метров) развивается острая форма горной болезни: отмечается одышка, слабость, усиление сердцебиения, головокружение, головная боль, угнетенное состояние. Дальнейшее пребывание человека в таких условиях может привести к его смерти.

источник

Опасен ли повышенный гемоглобин, причины и методы его снижения

Повышенный гемоглобин (от 150-170 г/л) бывает при низком содержании кислорода в воздухе (высокогорье), спортивных занятиях, курении, применении эритропоэтина, стрессах. Болезни, вызывающие рост показателя: кишечные инфекции, сердечная недостаточность, ожоги, эритремия, опухоли, сужение артерии почек, хронические обструктивные заболевания легких.

Симптомы высокого гемоглобина неспецифические: головная боль, кожный зуд, покалывание в конечностях. Опасность гипергемоглобинемии состоит в закупорке сосудов тромбами (легочная тромбоэмболия, инфаркт, инсульт). Лечение: достаточное поступление воды, медикаменты, разжижающие кровь, питание с ограничением мясных продуктов, гирудотерапия.

Повышенный гемоглобин

При повышении гемоглобина его показатель в крови выходит за верхнюю границу нормы. Физиологические причины – высокогорный климат, спорт, курение, применение эритропоэтина, больших доз витаминов и железа, стресс. Рост бывает при заболеваниях: сердечная, легочная недостаточность, обезвоживание, сужение или сдавление почечной артерии, рак крови, печени, почек, половых желез.

Мясные продукты могут способствовать росту гемоглобина, но их влияние второстепенное. Высокий показатель – это хорошо только при отсутствии болезней, когда уровень белка повышается для возрастания выносливости (спорт, высокогорье). Во всех остальных случаях это плохо, так как сгущается кровь и образуются тромбы (закупорки) сосудов.

А здесь подробнее об анализе на трансферрин.

Что это значит

Повышение гемоглобина (гипергемоглобинемия) – это значит увеличение концентрации белка, содержащегося в эритроцитах. Он выполняет функцию дыхания – переносит кислород из легких к тканям. Небольшие показатели выше нормы не вызывают опасности, и они обычно бессимптомные. Также не требует коррекции избыток этого пигмента крови из-за тренировок, проживания в высокогорном климате.

Если он повышен из-за усиленного образования эритроцитов в костном мозге или в ответ на хроническое кислородное голодание при болезнях сердца, легких, почек, то необходимо лечить основную патологию. В этих случаях кровь становится густой, что приводит к закупорке тромбами, нарушается приток крови к органам.

Какой гемоглобин считается высоким

Высоким считается гемоглобин, когда он превышает граничные показатели, указанные в таблице (единица измерения г/л), при этом повышение до 10 единиц или однократное возрастание значений чаще всего не требуют лечения, а пациенту рекомендуется через 2-3 недели повторить анализ.

Естественные причины, почему показатели выше нормы

Гемоглобин выше нормы может быть у здорового человека, он повышается при тренировках организма к кислородному голоданию. В ответ на нехватку кислорода увеличивается образование эритроцитов, так как почки начинают усиленно вырабатывать эритропоэтин (стимулятор для синтеза костным мозгом). Естественными причинами бывают:

• проживание в высокогорном климате, где в воздухе низкое давление кислорода;
• курение – образование соединений гемоглобина и углекислого газа (карбоксигемоглобина), которые не участвуют в тканевом дыхании;
• спортивные занятия, тяжелый физический труд – из-за высокой потребности мышц в энергии возникает относительный кислородный дефицит;
• введение эритропоэтина спортсменами для искусственного повышения выносливости, реже при передозировке железа и витаминов, стимулирующих синтез гемоглобина (фолиевая кислота, В12);
• врожденная (генетическая) форма гипергемоглобинемии.

Какие заболевания провоцируют увеличение

Существует несколько групп заболеваний, при которых обнаруживают высокий гемоглобин: обезвоживание, полицитемия, нарушение работы сердца, легких, почек, опухоли.

Обезвоживание

Из-за потери жидкой части крови возрастает концентрация эритроцитов, а соответственно и гемоглобина. Причины:

• рвота при отравлении, токсикозе беременных;
• кишечные инфекции с поносом;
• сильное потоотделение (работа в горячем цеху, лихорадка, перегревание на солнце);
• декомпенсация сахарного диабета (потеря жидкости с мочой);
• несахарный диабет (появляется из-за нехватки гормона вазопрессина, характеризуется обильным мочеиспусканием);
• ожоги.

• жажда, сухость во рту;
• повышенная утомляемость, слабость;
• сниженное давление, частый пульс;
• головокружение, головная боль;
• потемнение в глазах, предобморочное состояние;
• судороги, мышечные спазмы;
• сгущение мочи (темная), уменьшение мочеиспусканий.

Эритремия (полицитемия)

В крови обнаруживают очень высокий показатель гемоглобина из-за злокачественного увеличения продукции эритроцитов в костном мозге. Признаки болезни:

• ярко-красные слизистые оболочки;
• краснота кожи;
• постоянная головная боль;
• приступы головокружения;
• шаткость при ходьбе;
• тревожность, раздражительность;
• кожный зуд;
• повышенное давление;
• кровотечения из носа, кишечные, желудочные, маточные;
• увеличение в размерах печени и селезенки.

Сердечная недостаточность

Из-за слабости сердечной мышцы снижается питание внутренних органов кровью. В ответ на это организм стремится компенсировать кислородное голодание путем увеличения продукции эритроцитов и гемоглобина. Причины нарушения кровообращения:

• стенокардия (закупорка коронарных сосудов тромбами, отложения холестерина или спазм), инфаркт миокарда;
• гипертоническая болезнь при тяжелом течении;
• болезни сердечной мышцы (кардиомиопатия) при гормональных нарушениях (тиреотоксикоз, климакс), хронических отравлениях (алкоголизм);
• порок сердца (врожденные и приобретенные сужения, стеноз или недостаточность клапанов, патологические отверстия в перегородках, сообщения между крупными сосудами);
• воспаления при инфекции или аутоиммунных патологиях (антитела образуются к своим тканям) – миокардит, эндокардит.

• одышка и учащенный пульс при небольшой нагрузке, потом и в покое;
• кашель, приступы удушья;
• отеки на ногах;
• увеличение печени.

Хронические болезни дыхательных путей

Гемоглобин повышается точно так же, как и при сердечной недостаточности – в ответ на нехватку кислорода. Болезни, которые могут провоцировать гипергемоглобинемию:

• хронический обструктивный бронхит;
• бронхиальная астма;
• рецидивирующая (повторяющаяся) пневмония с уплотнением легочной ткани (пневмофиброзом);
• туберкулез легких;
• производственные легочные патологии (пневмокониозы) при работе с высокой концентрацией пыли в воздухе;
• эмфизема (повышенная воздушность) легких.

Бронхиальная астма вызывает повышение гемоглобина

Признаки легочной недостаточности:

• общая слабость;
• затрудненное дыхание;
• синеватой оттенок кожи (цианоз);
• кашель.

Почечные патологии

При болезнях почек, которые сопровождаются сдавлением почечной артерии, возрастает уровень эритропоэтина. Он стимулирует костный мозг на образование эритроцитов, одновременно с ними увеличивается и уровень гемоглобина в крови. Причинами уменьшения притока крови могут быть:

• врожденное сужение артерии почек;
• атеросклеротические изменения;
• гидронефроз (водянка);
• киста или поликистоз почки.

Признаки почечной патологии:

• высокое давление, плохо поддающееся терапии;
• боли в пояснице, животе;
• головная боль;
• общая слабость.

Опухоли

Далеко не все новообразования протекают с повышенным гемоглобином, чаще, наоборот, он падает. Причинами опухолевой гипергемоглобинемии бывает злокачественный процесс в:

• почке;
• печени;
• надпочечниках;
• гипофизе (железа головного мозга);
• яичников, яичек, если они выработают тестостерон.

Симптомы этих болезней очень отличаются, а начальные стадии, как правило, протекают скрыто. Первые признаки – нарастающая слабость, тошнота, снижение аппетита, исхудание, повышение температуры.

Гипергемоглобинемия при опухоли в гипофизе

Как влияет стресс

При стрессе организм мобилизуется на получение дополнительной энергии. Происходит:

• выброс стрессовых гормонов – адреналин, кортизол;
• учащение дыхания и сердцебиения;
• повышение давления крови;
• выход из депо гликогена (запас глюкозы)

Эти процессы требуют большого объема кислорода, поэтому начинается усиленное образование эритроцитов и гемоглобина. Такая компенсаторная реакция возникает только в том случае, если организм здоров, а стрессовый фактор слабый или умеренной силы, непродолжительный.

Продукты, способные повысить гемоглобин

Есть продукты, которые обладают способностью повышать гемоглобин из-за содержания железа: печень, почки, твердый сыр, мясо кролика, индейки, курицы, скумбрии. Железо необходимо для образования этого белка. Но самостоятельно, даже при повышенном употреблении, продукты не станут причиной отклонений в анализах крови. При высоких показателях гемоглобина их нужно ограничивать, но диета все равно имеет только вспомогательное значение.

Менее значимо употребление гречки, яблок, орехов, грибов, сухофруктов. Они допускаются в рационе, но следует избегать их преобладания в питании.

Когда повышен гемоглобин — хорошо или плохо?

Когда повышен гемоглобин из-за проживания в высокогорном районе или при регулярных физических нагрузках, то это хорошо. Он помогает организму адаптироваться к нехватке кислорода, повышает выносливость.

Все остальные причины возрастания гемоглобина – это плохо, так как его увеличение в крови означает развитие заболевания. При отсутствии лечения кровь приобретает излишнюю густоту, быстро образуются тромбы, что опасно развитием острых и хронических нарушений кровообращения.

Нельзя считать положительным влияние курения и обезвоживания, введения эритропоэтина спортсменам, хотя их устранить проще, чем, например, опухолевый процесс или порок сердца.

Повышенный гемоглобин у женщин, мужчин: как определить

Причины повышенного гемоглобина у взрослых практически не отличаются, но патология тяжелее протекает у мужчин, чем у женщин. Важно учитывать, что по симптомам ее определить трудно, так как они бывают у человека при разных болезнях: головная боль, слабость, покалывание в конечностях, кожный зуд, покраснение кожи, кровоточивость десен. Проще всего выявить высокие показатели по общему клиническому анализу крови.

Повышенный гемоглобин: симптомы у женщин

Небольшие повышения гемоглобина у женщин не дают симптомов. По мере прогрессирования возможно появление:

• тяжести в голове;
• головокружения;
• шума в ушах;
• снижения зрения;
• зябкости конечностей;
• жжения или покалывания в кончиках пальцев;
• зуда кожи, который становится сильнее после теплой ванны или душа;
• расширенных капилляров, сосудистых звездочек на коже лица и нижних конечностей;
• быстрой утомляемости;
• бессонницы.

Смотрите на видео о симптомы повышенного гемоглобина:

Признаки повышенного гемоглобина у мужчин

У мужчин признаки повышенного гемоглобина обычно выражены сильнее:

• красная кожа лица и шеи, кистей рук;
• покраснение глаз;
• интенсивная головная и суставная боль;
• болезненность в области сердца;
• повышение артериального давления;
• кровоточивость десен;
• от небольшого удара образуются синяки.

Почему повышен гемоглобин у детей

Гемоглобин бывает повышен у детей чаще всего из-за кишечных инфекций, обезвоживания организма, при сильной рвоте и поносе. Так как регуляция водно-солевого баланса у маленького ребенка еще формируется, то сгущение крови нередко бывает и при вирусных, бактериальных и воспалительных процессах, когда они протекают с высокой температурой.

Причинами, от чего повышаются показатели, могут стать:

• врожденные заболевания (пороки сердца, болезни крови);
• аномалии строения почечной артерии, почек;
• рак крови, опухоли почек, печени.

Опухоль в почке — одна из причин повышения гемоглобина

Чем опасен высокий гемоглобин

Высокий гемоглобин опасен тромбозом сосудов. Густая кровь быстро сворачивается в сгустки, а они перекрывают просвет вен, капилляров и артерий. Это приводит к таким последствиям:

• трофические язвы на коже нижних конечностей;
• закупорка вен печени, кишечника с затруднением оттока крови и нарушением функций;
• тромбоз ветвей легочной артерии (состояние, опасное для жизни);
• инсульт;
• инфаркт миокарда.

Высокий гемоглобин плох еще и тем, что внутрисосудистое свертывание крови грозит кровотечениями (из вен пищевода, десен, носа, желудка, матки, кишечника). Это происходит из-за того, что при тромбозах усиленно потребляются факторы свертывания, поэтому достаточно небольшого травмирования сосудов, чтобы возник риск кровопотери.

Тромбоз вследствие повышенного гемоглобина

Высокий гемоглобин: что делать

При высоком гемоглобине нужно провести лечение болезни, вызвавшей это нарушение: питье воды (30-45 мл/кг) и внутривенное введение растворов при обезвоживании, противоопухолевые медикаменты при эритремии, операция, химиотерапия при опухоли.

Сердечная и легочная недостаточность требует терапии в соответствии с заболеванием, а дополнительно назначают кроворазжижающие препараты (Плавикс, Варфарин), диету с ограничением мясных продуктов, народные средства (пиявки, омела, донник, вишневый лист).

Лечение изменений

Лечение гипергемоглобинемии полностью зависит от причины ее появления:

источник