Единственная мутация позволила древним людям стать марафонцами

Полезная информация для каждого

24.01.2019

Единственная мутация позволила древним людям стать марафонцами

Единственная мутация позволила древним людям стать марафонцами

Американские исследователи выяснили, что выносливость людей и их способность бегать на длинные дистанции, возможно, связана с единственной мутацией, которая появилась 2-3 миллиона лет назад, сообщается в Proceedings of the Royal Society B. По-видимому, она повлияла на способность скелетных мышц более эффективно использовать кислород и, как следствие, меньше уставать.

Род Homo появился в период 2-3 миллиона лет назад, когда на месте тропических лесов стали появляться саванны. Древние люди адаптировались к переходу от древесного к наземному образу жизни, научившись передвигаться на двух конечностях и бегать. В результате люди современного типа стали самыми выносливыми бегунами среди приматов и одними из самых выносливых бегунов среди животных вообще. Вероятно, способность бегать на длинные дистанции позволила древним людям охотиться продолжительное время и на бóльших территориях.

В то же время, когда древние люди стали выносливыми бегунами, у них появилась мутация в гене CMAH и «выключила» кодируемый этим геном фермент CMP-Neu5Ac гидроксилазу. Гидроксилазы присоединяют к специфичному для них веществу гидроксильную группу (-ОН). В результате в организме людей перестала вырабатываться гликолилнейраминовая кислота, вещество, которое входит в состав клеточной мембраны и участвует в межклеточных взаимодействиях, в том числе, во взаимодействии клеток организма с патогенами. Вероятно, вследствие этого у древних людей появилась устойчивость к некоторым заболеваниям и мутация закрепилась в популяции. Она привела и к другим изменениям: по-видимому, у людей вырос риск получить хроническое воспаление, но в тоже время повысилась способность усваивать кислород. Как показали исследования, у мышей с «человеческой» мутацией в гене CMAHи «выключенной» гидроксилазой, увеличивается потребление кислорода и уменьшается мышечная усталость.

Ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе под руководством профессора Аджита Варки (Ajit Varki) предположили, что мутация в гене CMAH могла повлиять на развитие выносливости древних людей и их способность бегать на длинные дистанции. Чтобы это показать, исследователи провели эксперименты на мышах с мутацией в гене CMAH. В качестве контроля они использовали обычных мышей.Животных два дня подряд помещали в беговое колесо и они должны были его крутить в течение десяти минут. В это время ученые измеряли их скорость и выносливость. В другом тесте мышам ежедневно, в течение 15 или 30 дней, позволяли бегать в колесе и отслеживали их активность. Затем животных умерщвляли и исследовали их мышечные и дыхательные ткани. Также ученые исследовали устойчивость к мышечной усталости у мутантных мышей. Их усыпляли и применяя электростимуляцию, наблюдали за динамикой мышечных сокращений и отслеживали возникновение мышечной усталости.

Оказалось, что у мутантных мышей по сравнению с обычными выносливость вырастала на 30 процентов. Отдельные тесты показали, что в течение дня они бегали, в среднем, на 12 процентов быстрее и на 20 процентов дальше, чем обычные животные. Мышцы на задних лапах мутантных мышей были примерно вдвое устойчивее к мышечной усталости, чем у обычных мышей. Также оказалось, что в мышечной ткани камбаловидной мышцы и мышц диафрагмы мутантных животных используется от 10 до 50 процентов больше кислорода, чем в ткани обычных мышей.

По мнению авторов статьи, их результаты свидетельствуют о том, что мутация в гене CMAH повлияла на способность скелетных мышц более эффективно использовать кислород. Вероятно, это привело к развитию выносливости древних людей и их способности бегать на длинные дистанции.

Ранее исследователи выяснили, что единственная мутация в гене белка, влияющего на развитие молочных желез, позволила предкам американских индейцев приспособиться к низкому уровню ультрафиолета и, как следствие, недостатку витамина Д.

Екатерина Русакова

Возврат к списку

Запись к врачу

!
!
!
!
Отмена
Выберите врача
Из выпадающего списка укажите нужного Вам врача
После отправки заявки с Вами свяжутся по указанному Вами телефону