Если вы хотите узнать секрет здоровой жизни, вам, возможно, придется переехать в горы. Новое исследование показывает, что люди, живущие на высоте более 4600 м, менее склонны к развитию метаболических заболеваний, таких как диабет и ишемическая болезнь сердца.
Подготовка этого материала была осуществлена при содействии канала Ильи Москвина на vc.ru. Ознакомьтесь с его новым постом о буром жире в организме человека.
Открытие калифорнийских исследователей
Калифорнийские исследователи считают, что причина кроется в низком уровне кислорода, который возникает при жизни на большой высоте. Понимание того, как низкий уровень кислорода влияет на здоровье, может привести к новым стратегиям лечения метаболических заболеваний.
«Мы обнаружили, что когда организмы подвергаются хронически низкому уровню кислорода, различные органы по-разному изменяют свои источники топлива и пути производства энергии», — сказала в своем заявлении Иша Джайн, научный сотрудник Gladstone и ведущий автор исследования. «Мы надеемся, что наши результаты помогут определить метаболические переключатели, которые могут помочь обмену веществ в условиях недостатка кислорода».
Действительно ли недостаток кислорода полезен?
Гипоксия была предметом интереса биологов, которые наблюдали ее в изолированных клетках или в раковых опухолях. В данном исследовании Иша Джайн и его коллеги изучали, как длительная гипоксия влияет на органы тела.
«Мы хотели определить метаболические изменения, которые происходят, когда организм адаптируется к гипоксии», — говорит Ауш Мида, аспирант из лаборатории Джайн и старший автор исследования. «Мы считаем, что эта адаптация может дать представление о том, как можно предотвратить метаболические заболевания».
Команда поместила взрослых крыс в закрытые помещения, содержащие 21%, 11% и 8% кислорода. В течение трех недель исследователи наблюдали за поведением грызунов и регистрировали температуру их тела, уровень углекислого газа и сахара в крови. ПЭТ-сканирование позволило команде увидеть, как различные органы в организме потребляют питательные вещества.
Крысам потребовалось несколько дней, чтобы привыкнуть к замкнутому пространству: в условиях гипоксии (уровень кислорода 11% и 8%) они меньше двигались и иногда часами не шевелились. Но к третьей неделе их поведение пришло в норму. Уровень углекислого газа в крови снизился, поскольку крысы дышали быстрее, чтобы получить больше кислорода, но через три недели он снова вернулся к нормальному уровню.
Было одно физическое изменение, которое не вернулось к нормальному уровню. Исследователи обнаружили, что метаболизм крыс в гипоксической камере был навсегда изменен, поэтому уровень сахара в крови и вес тела так и не вернулись к уровню до гипоксии. По словам исследователей, эти долгосрочные изменения похожи на те, которые врачи наблюдают у людей, живущих на большой высоте.
Это может стать хорошей новостью для людей с диабетом
ПЭТ-сканирование каждого органа также показало долгосрочные изменения. Обычно организму требуется много кислорода для метаболизма жирных кислот (строительных блоков жиров) и аминокислот (строительных блоков белков). Для метаболизма сахара требуется меньше кислорода.
У гипоксических крыс метаболизм глюкозы увеличился, чего и ожидали исследователи. Неожиданно бурый жир и скелетные мышцы — две ткани, которые, как известно, метаболизируют глюкозу с высокой скоростью, — уменьшили количество сахара, которое они обычно используют.
«До этого исследования мы думали, что в условиях гипоксии системный метаболизм использует кислород более эффективно, сжигая больше глюкозы и меньше жирных кислот и аминокислот», — говорит Джайн. «Мы обнаружили, что одни органы потребляют больше глюкозы, а другие ее запасают».
Джайн утверждает, что эти наблюдения логичны. Отдельным клеткам в культуральной посуде не нужно жертвовать утилизацией глюкозы; вместо этого все животное должно найти способ распределить глюкозу и обеспечить ее сохранение во всех системах организма.
Снижение уровня глюкозы и потеря веса, наблюдаемые у гипоксических крыс, имеют отношение к снижению риска заболеваний у людей, включая болезни сердца. Иша Джайн и его команда надеются применить эти выводы на клеточном уровне. В своем следующем исследовании они планируют использовать гипоксию для изучения уровня отдельных типов клеток и сигнальных молекул — шаг к разработке новых лекарств, имитирующих метаболические преимущества гипоксии или помогающих людям перемещаться на большие высоты для поддержания здоровья.
«Мы уже видим, как спортсмены тренируются на большой высоте, чтобы улучшить свои результаты. Возможно, в будущем мы сможем побудить их проводить время на большой высоте и по другим причинам, связанным со здоровьем», — заключает Ауш Мида.