Уже были продемонстрированы явные физиологические различия между людьми, живущими в Гималаях и Андах, по сравнению с людьми, живущими на уровне моря, что свидетельствует об эволюционной адаптации в контроле кровотока и доставки кислорода к мозгу и остальным частям тела.
Теперь международная группа под руководством профессора Анеты Стефановской из Ланкастерского университета определила гены, которые связаны с кардиореспираторной функцией во время так называемого острого периодического дыхания. Их отчет опубликован в Journal of Physiology.
Периодическое дыхание (ПД) встречается у большинства людей на больших высотах и характеризуется периодическим чередованием гипервентиляции (слишком учащенное дыхание) и апноэ (отсутствие дыхания). Измененный респираторный паттерн из-за ПБ сопровождается изменениями частоты сердечных сокращений и кровотока.
Дыхание, ЭКГ сердца и микрососудистый кровоток отслеживались одновременно в течение 30 минут у 22 здоровых мужчин-мужчин, при этом те же измерения повторялись при нормальном и низком уровнях кислорода, как на реальной, так и на моделируемой высоте до 3800 м.
В рамках эксперимента участников также доставили на канатной дороге в высокогорную лабораторию на вершине горы Эгюий-дю-Миди в Шамони во Франции и протестировали сразу по прибытии и через шесть часов на высоте 3842 м.
Исследователи обнаружили, что согласованность между сердцами и легкими участников, измеренная по фазовой когерентности, по-разному реагировала на периодическое дыхание в зависимости от того, был ли у них один из двух конкретных генетических вариантов, влияющих на кардиореспираторный ответ на недостаточное количество кислорода.
Хроническое периодическое дыхание обычно рассматривается как неблагоприятное состояние, связанное с повышенной смертностью при хронической сердечной недостаточности, но у здоровых людей это может быть признаком повышенной готовности к кислородной недостаточности на больших высотах.
Гипоксия, возникающая во время быстрых подъемов на большую высоту, также может быть серьезной проблемой на уровне моря, являясь фактором, способствующим возникновению многих заболеваний, включая рак, инсульты и сердечные приступы.
Профессор Стефановска сказала: «Сходство между ПБ, вызванным гипоксией на высоте, и характеристиками дыхания, наблюдаемыми при определенных патологических состояниях, дает возможность углубить наше понимание физиологических процессов, связанных с хроническими гипоксическими состояниями, которые возникают даже при избытке кислорода.
"Рассмотрение живых систем как совокупности взаимодействующих осцилляторов, динамика которых регулируется множеством лежащих в основе открытых систем, позволяет наблюдать функциональные изменения с течением времени и исследовать, как они меняются в состоянии здоровья и болезни."