A hipóxia é uma diminuição relativa dos níveis de oxigênio nos tecidos; é uma característica comum de muitas doenças humanas, como insuficiência cardíaca, doença pulmonar, anemia e muitos cânceres, e pode comprometer a função celular normal. parte de todas as expedições ao Everest, passaram milhares de anos vivendo em alta altitude.
Portanto, não é de surpreender que eles tenham se adaptado para viver e alimentar seus corpos em um ambiente onde o oxigênio é escasso. Um novo estudo da Universidade de Cambridge sobre a adaptação da fisiologia dos sherpas na Academia Nacional de Ciências (PNAS) Atos poderia ajudar os cientistas a desenvolver novos métodos de tratamento de hipóxia em pacientes.
- Quando o oxigênio é escasso.
- O corpo é forçado a trabalhar mais para garantir que o cérebro e os músculos recebam o suficiente desse nutriente essencial.
- Uma das maneiras mais comuns que o corpo pode compensar a falta de oxigênio é produzir mais glóbulos vermelhos.
- Que são responsáveis pelo transporte de oxigênio por todo o corpo para nossos órgãos.
- Isso torna o sangue mais espesso.
- No entanto.
- Ele flui mais lentamente e é mais provável que entupa vasos sanguíneos.
Montanhistas são frequentemente expostos a baixos níveis de oxigênio, especialmente em altas altitudes, por isso muitas vezes eles têm que levar algum tempo em longas subidas para se aclimatar ao seu ambiente, dando ao corpo tempo suficiente para se adaptar e prevenir doenças nas montanhas. reservas de oxigênio para complementar o ar raree.
Os cientistas sabem há algum tempo que as pessoas reagem de forma diferente em grandes altitudes. Enquanto a maioria dos alpinistas precisa de oxigênio adicional para escalar o Monte Everest, cujo cume está 8848 m acima do nível do mar, um punhado de alpinistas conseguiram fazê-lo sem ele.
Em particular, os sherpas, um grupo étnico nas regiões montanhosas do Nepal, podem viver em grandes altitudes sem consequências aparentes para a saúde; como resultado, muitos agem como guias para apoiar expedições ao Himalaia, e sabe-se que dois sherpas chegaram ao cume do Everest 21 vezes incrivelmente.
Estudos anteriores sugeriram diferenças entre sherpas e pessoas que vivem em áreas não-altas, coletivamente conhecidas como “‘planícies'”, que incluem menos glóbulos vermelhos em sherpas de altitude, mas níveis mais altos de óxido nítrico, um produto químico que abre os vasos sanguíneos. e mantém o sangue fluindo.
Evidências sugerem que os primeiros humanos estavam presentes no planalto tibetano cerca de 30. 000 anos atrás, e que os primeiros colonos permanentes apareceram entre 6. 000 e 9. 000 anos atrás, levantando a possibilidade de que eles possam ter evoluído para se adaptar ao ambiente extremo.
Isso é apoiado por estudos recentes de DNA, que encontraram diferenças genéticas claras entre as populações sherpa e tibetana, por um lado, e as planícies, por outro. Algumas dessas diferenças referiam-se ao seu DNA mitocondrial, que gera nossa energia.
Para entender as diferenças metabólicas entre os Sherpas e as planícies, uma equipe de pesquisadores liderados por cientistas da Universidade de Cambridge seguiu dois grupos enquanto subiam gradualmente ao acampamento base do Everest a uma altitude de 5300 metros. A expedição, Xtreme Everest 2, foi liderada pelo Dr. Daniel Martin da University College London.
Xtreme Everest é um projeto que visa melhorar os resultados de pessoas gravemente doentes, entendendo como nosso corpo reage à altitude extrema na montanha mais alta do mundo. Este ano marca o décimo aniversário da primeira expedição do grupo ao Everest.
O grupo de Plains incluiu 10 pesquisadores selecionados para operar o Laboratório de Acampamento Base do Everest, onde os estudos mitocondriais foram conduzidos por James Horscroft e Aleks Kotwica, dois estudantes de doutorado na Universidade de Cambridge.
Eles coletaram amostras, incluindo biópsias de sangue e músculos, em Londres para dar uma medição básica, então novamente quando chegaram ao acampamento base e uma terceira vez depois de dois meses no acampamento base. Essas amostras foram comparadas com as colhidas de 15 sherpas, todas vivendo em áreas relativamente baixas, em vez de serem a “elite”. alpinistas de alta altitude. As medidas básicas dos Sherpas foram tomadas em Katmandu, Nepal.
Pesquisadores descobriram que, mesmo inicialmente, as mitocôndrias dos sherpas eram mais eficazes no uso de oxigênio para produzir ATP, a energia que impulsiona nosso corpo.
Como esperado das diferenças genéticas, eles também encontraram níveis mais baixos de oxidação de gordura em sherpas. Os músculos têm duas maneiras de obter energia: açúcares, como glicose, ou queima de gordura (oxidação de gordura).
Na maioria das vezes, temos nossa energia a partir desta última fonte; No entanto, isso é ineficaz, então em tempos de estresse físico, como durante o exercício, tiramos nossa energia dos açúcares. Baixos níveis de oxidação de gordura sugerem novamente que os sherpas são mais eficientes na geração de energia.
As medidas tomadas em altitude raramente mudaram da medição básica em sherpas, sugerindo que nasceram com tais diferenças; no entanto, para as planícies, as medidas tendiam a mudar após o tempo gasto em altitude, sugerindo que seus corpos se aclimatam e começaram a imitar os Sherpas?Corpo.
No entanto, uma das principais diferenças foi nos níveis de fosfocreatina. Phosphocreatine é um reservatório de energia que atua como um tampão para ajudar os músculos a contrair na ausência de ATP. Nas planícies, depois de dois meses em alta altitude, os níveis de fosfocreatina caem, enquanto nos sherpas, os níveis aumentam.
Além disso, a equipe descobriu que, enquanto os níveis radicais livres sobem rapidamente em altas altitudes, pelo menos no início, os níveis de sherpas são muito baixos. Radicais livres são moléculas criadas pela falta de oxigênio que pode potencialmente danificar células e tecidos.
“Os sherpas passaram milhares de anos vivendo em grandes altitudes, então não é de admirar que tenham se adaptado para serem mais eficientes no uso de oxigênio e na produção de energia”, disse o Dr. Andrew Murray, da Universidade de Cambridge, principal autor do estudo. Aqueles de nós nos Países Baixos passam tempo em alta altitude, nossos corpos se adaptam até certo ponto para se tornarem mais “sherpas”, mas não fazemos jus à sua eficácia.
A equipe diz que os resultados podem fornecer informações valiosas para explicar por que algumas pessoas com hipóxia estão muito piores em emergências do que outras.
“Embora a falta de oxigênio possa ser considerada um risco ocupacional para os montanhistas, para as pessoas em unidades de terapia intensiva, pode ser fatal”, explica o professor Mike Grocott, presidente do Xtreme Everest na Universidade de Southampton. “Uma em cada cinco pessoas que entram na UTI no Reino Unido morre todos os anos e mesmo aqueles que sobrevivem podem nunca voltar à sua qualidade de vida anterior.
“Ao compreender como os sherpas podem sobreviver com baixos níveis de oxigênio, podemos obter pistas para nos ajudar a identificar aqueles que correm maior risco em unidades de terapia intensiva e informar sobre o desenvolvimento de melhores tratamentos para ajudar na sua recuperação.
Dr. Martin acrescenta: “Esses resultados são um passo importante para o nosso programa de pesquisa translacional. Eles nos dão uma ideia de como Shepras se adaptou a baixos níveis de oxigênio por inúmeras gerações. Esperamos que essa nova peça do quebra-cabeça nos leve a encontrar novos tratamentos que beneficiem os pacientes na UTI.
Referências
1. Horscroft, J et al. Base metabólica para adaptação de altitude sherpa. PNAS; 22 de maio de 2017; DOI: 10. 1073 / pnas. 1700527114
2. Himalayan Powers: How Sherpas have Changed Superhuman Energy Efficiency, University of Cambridge, 22 may 2017.