Жить в горах гемоглобина
Ученые выяснили, как организм человека приспосабливается к жизни в местах, где кислорода в воздухе вдвое меньше, чем на уровне моря. Оказывается, дело не в новых клетках крови, как считалось ранее, а в оптимизации работы гемоглобина. Открытие поможет тренировать спортсменов и альпинистов, а так же лечить сложные травмы, при которых ткани страдают от недостатка кислорода.
Ученым давно было известно о том, что человеческое тело способно адаптироваться к недостатку кислорода. На протяжении 50 лет считалось, что разреженная атмосфера высоко в горах заставляет организм производить больше красных кровяных клеток для снабжения органов кислородом. Однако простая арифметика подсказывает, что это объяснение неверно. Человек может адаптироваться к низкому содержанию кислорода за очень короткое время — меньше двух недель, которые требуются на формирование новых кровяных клеток.
Эксперимент AltitudeOmics, проведенный на самом высоком пятитысячнике Колумбии, горе Чакалтая, позволил ученым понять механизм адаптации к разреженному воздуху. Оказалось, что дело не в новых клетках, а в сложных изменениях, которые затрагивают уже имеющиеся красные тельца. На большой высоте белок, отвечающий за транспорт кислорода — гемоглобин — «учится» переносить намного больше кислорода, чем на уровне моря. Такие изменения в структуре гемоглабина раньше наблюдались в лаборатории, но никогда — в крови живых людей.
Гемоглобин — белок крови, отвечающий за транспорт кислорода. На большой высоте в разреженном воздухе он начинает переносить больше кислорода, чем в обычных условиях. Изменения сохраняются до самой смерти клетки, то есть до 120 дней, даже если человек спускается с гор.
Когда экспериментальная группа, состоящая из опытных спортсменов, поднялась в автобусе на высоту 5260 метров, даже самые тренированные участники почувствовали, что каждое движение дается им тяжелее, чем обычно. Содержание кислорода здесь на 47% ниже, чем в долине, поэтому даже подъем по лестнице давался молодым и сильным людям с большим трудом. Однако уже через сутки ученые заметили изменения в структуре гемоглобина в крови участников эксперимента. Через пару недель спортсменам удалось бегом преодолеть на 3,2-километровый подъем (хотя позже они признавались, что это было одно из самых тяжелых упражнений в их жизни).
Участники эксперимента пробыли в горах от одной до двух недель, после чего спустились вниз. При этом эффект, произведенный на гемоглобин в их крови разреженным горным воздухом, сохранялся до тех пор, пока кровь не обновилась естественным образом. Красные кровяные тельца живут около 120 дней — и ровно столько сохраняется привычка организма к низкому содержанию кислорода.
Участники эксперимента провели от 1 до 2 недель на альпинистской базе у вершины горы Чакалтая в Колумбии.
Полученное в результате эксперимента знание о механизмах адаптации к низкокислородной атмосфере пригодится не только альпинистам и бегунам, но и людям, пострадавшим от тяжелых травм. В интенсивной терапии доставка кислорода к органам и тканям часто бывает проблемой; теперь, когда ученые знают о способности гемоглобина адаптироваться к недостатку кислорода, они смогут создать инструменты борьбы с кислородным голоданием поврежденных тканей. Подобные методики также могут пригодиться космонавтам в долгих космических миссиях.
Результаты эксперимента опубликованы в журнале Journal of Proteome Research.
ольга в.
19 ноября 2018 · 5,4 K
Пишу, фотографирую, рисую
Во время длительного нахождения в горах в крови человека происходят следующие изменения:
- Увеличивается количество эритроцитов и гемоглобин. Начинается этот процесс через пару дней после начала акклиматизации. К 4-ой неделе эритроциты могут увеличится в два раза.
- Через месяц пребывания в горах в крови вырабатывается эмбриональный гемоглобин. Появляются свежие эритроциты, благодаря которым улучшается приток кислорода человеку.
- Увеличивается количество лейкоцитов. Чуть меньше половины (процентов 40) через полтора месяца пребывания в горах.
У людей, которые всю жизнь проводят на высокогорье повышенный гемоглобин и эритроциты.
Человеку без опыта преодолеть горные вершины может быть очень тяжело. У таких людей часто возникает горная болезнь – недостаток кислорода в организме. Проявляется слабостью, головной болью, одышкой, учащенным сердцебиением. Приятного мало.
Не перестаю узнавать новое. Люблю путешествия и все с этим связанное. Много лет…
При подъеме на высоту В атмосфере одновременно изменяется атмосферное давление и парциальное давление кислорода, а значит, снижается насыщение гемоглобина кислородом. Это может вызвать кислородное голодание (гипоксию). Гипоксия – это состояние, возникающее при пониженном снабжении тканей кислородом или нарушении его использования при биологическом… Читать далее
Какое напряжение является смертельно опасным для человека?
mail: shtab.htab@yandex.com
Многие думают, что напряжение в 200-250 вольт обязательно убьёт человека, однако это далеко не так. Потребуется целых пятнадцать минут для того, чтобы убить человека с таким напряжением. Да, разумеется, получить ожог от такого количества напряжения ещё как удастся, но чтобы убить человека, потребуется около трёх тысяч вольт и то человек может выжить после этого. Именно поэтому казнь на электрическом стуле происходит в напряжении трёх тысяч вольт по три раза, однако многие люди выживали и после этого, умирая с четвёртого. Самым же безопасным напряжением для человека является не менее 50-60 вольт – такое напряжение никак не вредит человеческому здоровью, кроме того, это идеальный способ быстро сменить причёску.
Прочитать ещё 4 ответа
Что случится, если на человека сядет большое количество комаров, полностью покрыв его тело с ног до головы и начав одновременно пить его кровь?
Думаю, что ничего. Говорю как человек, живущий в северной части России, на болотах. Где ты выходишь из дома, а тебя поджидает чёрная туча из комаров. И её невозможно избежать с помощью различных спреев-кремов – местным комарам просто по барабану на это. Только если в шапке с сеткой ходить или в специальном костюме. На самом деле укусы комаров хоть и болезненны, но не сравнятся с укусами мошкИ.
Так, а теперь по цифрам. У человека ~5 л. крови.Обычный комар может выпить от 0,002 до 0,005 мл крови за один раз. Кроме того, на это значение будет влиять насколько голодна самка комара (пьют кровь исключительно самки комаров, а не самцы), и как долго она сможет сидеть на коже и безнаказанно заниматься вампиризмом. Целесообразно взять значение 0,003 мл крови на одного комара. Поделив значения, получим цифру, равную приблизительно 1 800 000 комаров. Именно только москитов должны одновременно начать пить кровь, чтобы полностью иссушить среднестатистического человека. Очевидно, что претворить в жизнь это не удастся, так как такое количество комаров просто не поместится на человеческом теле. Плюс на практике человек обычно двигается (например, при ходьбе), что заставляет некоторых комаров прерваться от любимого занятия.
Прочитать ещё 16 ответов
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
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.
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 10 тысяч 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 4 тыс. м 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.
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.