Szerpowie – genetyczni zdobywcy gór wysokich

 In Aktualności

Czy ludzie urodzeni w różnych częściach świata mają większe predyspozycje do zdobywania gór wysokich? Czy możliwości adaptacyjne do wysokości ludzi urodzonych w górach są większe niż osób urodzonych na nizinach? W tym artykule poznasz odpowiedzi na te pytania.


Jaka ilość ludzi zamieszkuje góry  i tereny wysokogórskie?


 12% populacji światowej, czyli około 840 milionów ludzi mieszka na stałe na terenach górskich. Jednak większość nacji mieszkających na wysokości powyżej 2500 m n.p.m. zasiedliło tereny Wyżyny Abisyńskiej, Andów, Meksyku, Himalajów i Karakorum. Tak duże wysokości zamieszkiwane są już przez zaledwie 2% populacji światowej, co stanowi 140 milionów ludzi. Wśród nich jest m.in. rdzenna ludność Tybetu oraz niewielka populacja Szerpów, wywodzących się z Doliny Khumbu.

 

Mieszkańcy Andów, Himalajów, Karakorum oraz Wyżyny Tybetańskiej zasiedlili najwyżej położone tereny na świecie.

 Co dzieje się na wysokości z naszym organizmem?

Wraz ze wzrostem wysokości zmniejsza się ciśnienie  atmosferyczne, co powoduje spadek  ciśnienia parcjalnego tlenu,  a w konsekwencji zmniejszenie prężności tlenu w pęcherzykach płucnych.  Stan ten wpływa na  zmniejszenie ilości tlenu w naszym organizmie i w efekcie szereg zmian fizjologicznych  oraz procesów adaptacyjnych do nowego środowiska. Proces ten nazywamy aklimatyzacją.

Długotrwałe przebywanie na wysokości sprawia jednak, że organizm adaptuje się nie tylko na poziomie reakcji fizjologicznych, ale również wpływa trwałą przebudowę niektórych narządów.
Przebywanie na nowej wysokości uruchamia procesy aklimatyzacyjne, których celem jest równowaga fizjologii organizmu. Długi pobyt na wysokości może zmieniać nasz organizm w sposób trwały.

Wpływ wysokości na rozwój rdzennych mieszkańców gór.

Rdzenni mieszkańcy terenów wysokogórskich charakteryzują się niższą wagą urodzeniową niż mieszkańcy nizin. Środowisko wysokogórskie wpływa również na spowolnienie procesu wzrostu w okresie dzieciństwa, a to może sprawić że organizm nie osiągnie określonego wzrostu, który został określony w genach. Po prostu mniejsza dostępność tlenu powoduje, że proces rozbudowy układu kostnego spowalnia. Jednocześnie przebywanie w okresie dorastania  w warunkach wysokogórskich prowadzi do tego, że narządy adaptują się do wysiłku wykonywanego na podejściach oraz ciśnienia atmosferycznego panującego w górach. Szerpowie czy mieszkańcy Andów charakteryzują się większą objętością wyrzutową serca oraz większą pojemnością płuc niż mieszkańcy nizin. Jest to spowodowane dwoma czynnikami. Pierwszy czynnikiem jest długotrwałe przebywanie w niższym ciśnieniu, co za tym idzie mniejszej dostępności tlenu. Drugi czynnik to regularny wysiłek o charakterze tlenowym, czyli dla Szerpów jest to codzienne przemieszczanie się po górach. Niska masa ciała i jednocześnie wysoka wydolność krążeniowo-oddechowa powoduje, że Szerpowie są urodzonymi wspinaczami wysokogórskimi. Dzieje się tak, ponieważ  sama masa mięśniowa nie jest duża, dzięki czemu transport tlenu do komórek zachodzi bardzo sprawnie. Tak więc Szerpa ważący 65 kg, o objętości wyrzutowej serca 120 ml, szybciej dostarczy tlen do komórek mięśniowych i narządów niż osoba o takiej samej objętości wyrzutowej jednak o wadze np. 90 kg.


Dodatkowo samo przebywanie w górach wysokich powoduje, że organizm przestawia się po czasie na wykorzystywanie coraz to większej ilości tłuszczu, jako źródła energii podczas wysiłku. Rzeczywiście, osoba zamieszkująca niziny, po przyjeździe na nową wysokość (już od wysokości 1000 m n.p.m.) zużywa większą ilość węglowodanów podczas wysiłku w górach niż na poziomie morza, ale wraz ze zdobywaniem aklimatyzacji procesy te regulują się. Szerpowie z racji tego, że na co dzień mieszkają na wysokości mają bardziej wydajne procesy energetyczne wykorzystujące tłuszcze. Są zaaklimatyzowani od urodzenia do wysokości 2000-3000 m n.p.m.
Z racji wykonywanych podejść i przewyższeń w codziennym życiu oraz przebywania na wysokości, naturalnie nabierają predyspozycji sportowych bardziej zbliżonych do maratończyka, niż sprintera. Wysoki poziom wytrzymałości sprzyja zdobywaniu gór wysokich.

Wszyscy mieszkańcy Himalajów wykonują codziennie dużą ilość przewyższeń, dzięki czemu ich wysiłek ma charakter aerobowy – potocznie nazywanym wysiłkiem o charakterze cardio. Tego typu aktywność fizyczna prowadzi do zwiększenia pojemności płuc i serca, co skutkuje lepszą wydolnością.

 

Adaptacja genetyczna

 

Okazuje się, że mieszkańcy gór wysokich mają lepsze predyspozycje genetyczne do przebywania na wysokości w stosunku do mieszkańców nizin.
Za tempo procesów adaptacyjnych do rozrzedzonego powietrza największy wpływ ma genetyka. Kluczowy jest tzw. Czynnik indukowany hipoksją – HIF- 1 (hypoxia-inducible factor). Jest to czynnik transkrypcyjny wpływający na regulację ekspresji ponad 100 innych genów. Odpowiada m.in za tempo wytwarzania się hormonów na wysokości, powstawania nowych naczyń krwionośnych, tempo wentylacji oraz pracy serca.
Szerpowie po wejściu na nową wysokość szybciej aklimatyzują się w porównaniu np. do Europejczyków. Przy tych samych parametrach wydolnościowych potrafią  poruszać się szybciej w górach, właśnie dzięki zdobywaniu aklimatyzacji w lepszym tempie niż przeciętny mieszkaniec nizin. Co ciekawe, wśród szerpów rzadziej niż u mieszkańców terenów nizinnych, występują choroby wysokogórskie takie jak wysokogórski obrzęk płuc czy wysokogórski obrzęk mózgu.
Dlaczego Szerpowie dziedziczą “lepsze górskie geny”? Himalaje są zamieszkane (wg. różnych źródeł) od 7000 do 45000 lat. Jest to wystarczający okres czasu na adaptację ewolucyjną do warunków jakie panują w górach wysokich.

Wielopokoleniowy pobyt ludu Szerpów w Himalajach spowodował, że kolejni potomkowie dziedziczą geny sprzyjające pobytowi na wysokości.


Podsumowując, Szerpowie, to nacja genetycznie przystosowanych ludzi do warunków wysokogórskich.  Przez wiele lat, z racji braku środków,  wykonywali najcięższe prace pomagając zagranicznym wspinaczom wysokogórskim w Himalajach. Nie uczestniczyli w pionierskich ekspedycjach, mimo tego że byli najlepiej predysponowaną grupą pod kątem fizjologicznym, do zdobywania gór wysokich. Dziś, duża grupa Nepalskich Szerpów, posiada odpowiednie zaplecze sprzętowe, techniczne oraz doświadczenie, które pomaga im w himalajskich wyczynach. 

Z tego miejsca gratulujemy nie tylko zdobywcom zimowego K2, ale również wszystkim Szerpom wielu innych wysokogórskich szczytów. 🙂

 

Źródła:

1. King of the Mountains: Tibetan and Sherpa Physiological Adaptations for Life at High Altitude

Edward T. Gilbert-Kawai, James S. Milledge, Michael P.W. Grocott, and Daniel S. Martin

Physiology 2014 29:6, 388-402

2. Semenza, G. L. (2013). Regulation of gene transcription by hypoxia-inducible factor 1. In Encyclopedia of Biological Chemistry: Second Edition (pp. 67-71). Elsevier Inc..

3. Lu D, Lou H, Yuan K, et al. Ancestral Origins and Genetic History of Tibetan Highlanders. Am J Hum Genet. 2016;99(3):580-594. doi:10.1016/j.ajhg.2016.07.002

4. Longli Kang, Hong-Xiang Zheng, Feng Chen, Shi Yan, Kai Liu, Zhendong Qin, Lijun Liu, Zhipeng Zhao, Lei Li, Xiaofeng Wang, Yungang He, Li Jin, mtDNA Lineage Expansions in Sherpa Population Suggest Adaptive Evolution in Tibetan Highlands, Molecular Biology and Evolution, Volume 30, Issue 12, December 2013, Pages 2579–2587

5. Bhandari, Sushil, and Gianpiero L. Cavalleri. „Population history and altitude-related adaptation in the Sherpa.” Frontiers in physiology 10 (2019): 1116.

6.Huddleston, Barbara, et al. „Towards a GIS-based analysis of mountain environments and populations.” Environment and Natural Resources working paper 10 (2003).

 

Ostatnie wpisy

Komentarze

0