La hipoxia es una disminución relativa de los niveles de oxígeno en los tejidos. Es una característica común de muchas enfermedades humanas, como insuficiencia cardíaca, enfermedad pulmonar, anemia y muchos cánceres, y puede comprometer la función celular normal. Los sherpas, originarios de Nepal y conocidos por ser parte de todas las expediciones al Everest, han pasado miles de años viviendo a gran altura.
Por lo tanto, no es sorprendente que se hayan adaptado para vivir y alimentar sus cuerpos en un entorno donde el oxígeno es escaso. Un nuevo estudio de la Universidad de Cambridge sobre la adaptación de la fisiología de los sherpas en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevos métodos de tratamiento de la hipoxia en pacientes.
- Cuando el oxígeno es escaso.
- El cuerpo se ve obligado a trabajar más duro para asegurar que el cerebro y los músculos reciban suficiente cantidad de este nutriente esencial.
- Una de las formas más comunes en que el cuerpo puede compensar la falta de oxígeno es producir más glóbulos rojos.
- Que son responsables de transportar oxígeno por todo el cuerpo a nuestros órganos.
- Esto hace que la sangre sea más espesa.
- Sin embargo.
- Fluye más lentamente y es más probable que obstruya los vasos sanguíneos.
Los montañistas suelen estar expuestos a niveles bajos de oxígeno, especialmente en altitudes elevadas, por lo que suelen tener que tomarse un tiempo en ascensos largos para aclimatarse a su entorno, dando al cuerpo el tiempo suficiente para adaptarse y prevenir el mal de montaña. reservas de oxígeno para complementar el aire enrarecido.
Los científicos saben desde hace algún tiempo que las personas reaccionan de manera diferente a grandes altitudes. Mientras que la mayoría de los escaladores necesitan oxígeno adicional para escalar el Monte Everest, cuya cima se encuentra a 8848 m sobre el nivel del mar, un puñado de escaladores han logrado hacerlo sin él.
En particular, los sherpas, un grupo étnico de las regiones montañosas de Nepal, son capaces de vivir a grandes alturas sin consecuencias aparentes para la salud; como resultado, muchos actúan como guías para apoyar las expediciones al Himalaya, y se sabe que dos sherpas han llegado la cumbre del Everest 21 veces increíblemente.
Estudios anteriores han sugerido diferencias entre los sherpas y las personas que viven en áreas que no son de gran altitud, conocidas colectivamente como » llanuras », que incluyen menos glóbulos rojos en los sherpas en altitud, pero niveles más altos de óxido nítrico, una sustancia química que abre los vasos sanguíneos. y mantiene la sangre fluyendo.
La evidencia sugiere que los primeros humanos estuvieron presentes en la meseta tibetana hace unos 30. 000 años, y que los primeros pobladores permanentes aparecieron hace entre 6. 000 y 9. 000 años, lo que plantea la posibilidad de que hayan evolucionado para adaptarse al entorno extremo.
Esto está respaldado por estudios recientes de ADN, que han encontrado claras diferencias genéticas entre las poblaciones sherpa y tibetana, por un lado, y las llanuras, por el otro. Algunas de estas diferencias tienen que ver con su ADN mitocondrial, que genera nuestra energía.
Para comprender las diferencias metabólicas entre los sherpas y las llanuras, un equipo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge siguió a dos grupos mientras ascendían gradualmente al campamento base del Everest a una altitud de 5300 m. dirigido por el Dr. Daniel Martin de University College London.
Xtreme Everest es un proyecto que tiene como objetivo mejorar los resultados de las personas gravemente enfermas mediante la comprensión de cómo reacciona nuestro cuerpo a la altitud extrema en la montaña más alta del mundo. Este año se cumple el décimo aniversario de la primera expedición del grupo al Everest.
El grupo de Plains incluyó a 10 investigadores seleccionados para operar el laboratorio del campamento base del Everest, donde los estudios mitocondriales fueron realizados por James Horscroft y Aleks Kotwica, dos estudiantes de doctorado en la Universidad de Cambridge.
Tomaron muestras, incluidas biopsias de sangre y músculos, en Londres para dar una medición básica, luego nuevamente cuando llegaron al campamento base y una tercera vez después de dos meses en el campamento base. Estas muestras se compararon con las tomadas de 15 sherpas, todos de que vivían en áreas relativamente bajas, en lugar de ser la «élite». escaladores de gran altitud. Las medidas básicas de los sherpas se tomaron en Katmandú, Nepal.
Los investigadores encontraron que incluso inicialmente, las mitocondrias de los sherpas eran más efectivas en el uso de oxígeno para producir ATP, la energía que impulsa nuestro cuerpo.
Como predijeron las diferencias genéticas, también encontraron niveles más bajos de oxidación de grasas en los sherpas. ¿Los músculos tienen dos formas de obtener energía? azúcares, como glucosa, o quema de grasas (oxidación de grasas).
La mayoría de las veces, obtenemos nuestra energía de esa última fuente; sin embargo, esto es ineficaz, por lo que en momentos de estrés físico, como durante el ejercicio, tomamos nuestra energía de los azúcares. Los bajos niveles de oxidación de grasas sugieren nuevamente que los sherpas son más eficientes en la generación de energía.
Las mediciones tomadas en altitud rara vez han cambiado de la medición básica en los sherpas, lo que sugiere que nacieron con tales diferencias; sin embargo, para las llanuras, las mediciones tendieron a cambiar después del tiempo pasado en altitud, lo que sugiere que sus cuerpos se aclimataron y comenzaron a imitar a los ¿Sherpas? Cuerpo.
Una de las principales diferencias, sin embargo, fue en los niveles de fosfocreatina, la fosfocreatina es una reserva de energía que actúa como un amortiguador para ayudar a los músculos a contraerse en ausencia de ATP. mientras que en los sherpas, los niveles aumentan.
Además, el equipo descubrió que, si bien los niveles de radicales libres aumentan rápidamente a grandes altitudes, al menos al principio, los niveles en los sherpas son muy bajos. Los radicales libres son moléculas creadas por la falta de oxígeno que pueden dañar potencialmente las células y los tejidos.
«Los sherpas han pasado miles de años viviendo en altitudes elevadas, por lo que no es de extrañar que se hayan adaptado para ser más eficientes en el uso de oxígeno y la producción de energía», dijo el Dr. Andrew Murray de la Universidad de Cambridge, autor principal del estudio. Aquellos de nosotros en países bajos pasamos tiempo a gran altura, nuestros cuerpos se adaptan hasta cierto punto para volverse más ‘sherpas’, pero no estamos a la altura de su efectividad.
El equipo dice que los resultados podrían proporcionar información valiosa para explicar por qué algunas personas con hipoxia están mucho peor en situaciones de emergencia que otras.
«Aunque la falta de oxígeno puede considerarse un riesgo ocupacional para los montañistas, para las personas en las unidades de cuidados intensivos, puede ser fatal», dice el profesor Mike Grocott, presidente de Xtreme Everest en la Universidad de Southampton. «Una de cada cinco personas ingresadas en intensivos El cuidado en el Reino Unido muere cada año e incluso los que sobreviven pueden no volver nunca a su calidad de vida anterior.
«Al comprender cómo los sherpas pueden sobrevivir con niveles bajos de oxígeno, podemos obtener pistas que nos ayuden a identificar a las personas con mayor riesgo en las unidades de cuidados intensivos e informar el desarrollo de mejores tratamientos para ayudar a su recuperación.
El Dr. Martin agrega: «Estos resultados son un paso importante para nuestro programa de investigación traslacional. Nos dan una idea de cómo los Shepras se han adaptado a los niveles bajos de oxígeno durante incontables generaciones. Esperamos que esta nueva pieza del rompecabezas nos lleve a encontrar nuevos tratamientos que beneficien a los pacientes en cuidados intensivos.
REFERENCIAS
1. Horscroft, J et al. Base metabólica para la adaptación de la altitud Sherpa. PNAS; 22 de mayo de 2017; DOI: 10. 1073 / pnas. 1700527114
2. Poderes del Himalaya: cómo los sherpas han cambiado la eficiencia energética sobrehumana, Universidad de Cambridge, 22 de mayo de 2017.