科学:秘鲁印第安人如何适应高度


加拿大研究人员已经解决了“乳酸悖论”这一令人困惑的生理学家已有50多年的谜团研究人员在20世纪30年代首次发现了智利的乳酸悖论他们发现适应高海拔地区的人们在空气中运动到疲惫时,肌肉中的乳酸积累很少相反,当低地人运动时,他们会迅速积累肌肉中的乳酸乳酸是无氧呼吸的副产物,并且由于缺氧的肌肉越来越依赖于厌氧过程以满足其能量需求该团队已找到解决秘鲁印第安人小腿肌肉难题的解决方案,适应高海拔生活乳酸悖论与海拔高度有关在适应人群中,海拔越高,他们产生的乳酸就越少现有数据的推断表明,山地居民在珠穆朗玛峰顶部几乎不会产生乳酸盐,海拔近9000米问题是,为什么在加拿大的发现之前,最流行的理论是,适应高海拔的个体在细胞调节内部pH方面具有特殊的不稳定性当肌肉发挥作用时,其细胞变得更加酸性根据该理论,积累的乳酸和酸度作为反馈机制起作用,阻断导致产生更多乳酸的代谢途径新证据表明情况并非如此生物学家Peter Hochachka和来自不列颠哥伦比亚大学的同事以及阿尔伯塔大学的其他人通过改变方法论解决了这个谜团他们前往秘鲁的La Raya,对六名克丘亚印第安志愿者进行测量,但他们在温哥华和埃德蒙顿的实验室进行了大部分研究 “将志愿者带到加拿大给了我们巨大的实验优势我们可以使用现代化设备例如,NMR(核磁共振)光谱和近红外分光光度法使我们能够看到活组织中的代谢物,他说 Hochachka发现乳酸悖论不是由pH的不稳定性或任何反馈机制引起的他们说,令我们惊讶的是,他们疲劳时的细胞内pH值比我们的低地人更稳定,而不是更加不稳定当团队使用核磁共振光谱检查工作肌肉时,他们发现适应高海拔的个体肌肉通过有氧呼吸的功能比低地肌肉更有效它们在“紧密耦合的能源系统”内运行这意味着在这些条件下,对来自其肌肉的三磷酸腺苷(ATP)的需求比在低地肌中更为平衡:肌肉几乎在现有肌肉中使用时就会产生新的ATP分子在未适应的低地人中,身体会调整高能磷酸盐代谢物,以平衡ATP对需氧过程提供的ATP的需求然而,这些调节自动激活效率较低的厌氧途径:结果,身体产生乳酸,其积聚在组织和血液中乳酸盐可以达到高地人的两倍下一步是找到维持高地人紧密能量耦合过程的机制适应高海拔地区的低地人一旦返回低海拔地区,将在三到四周内失去适应能力但是印第安人没有表现出失去这种代谢适应的迹象,或者说“不合作”秘鲁人紧密的能量耦合似乎是固定的 “我的猜测是我们正在处理发育适应或真正的遗传适应,”Hochachka说 Hochachka说,适应性的进化是有道理的,因为无氧代谢是“适得其反”的这是一种低效的途径,导致“有害的最终产品”的积累,
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