Góralskie nerki
Większość osób wspinających się w bardzo wysokich górach w pewnym momencie doświadczy choroby wysokościowej. Natomiast rdzenni mieszkańcy górskich płaskowyżów Wyżyny Tybetańskiej, zwani Szerpami, zasiedlili główne pasmo Himalajów tak dawno temu, że znacznie lepiej niż mieszkańcy nizin przystosowali się ewolucyjnie do dużej wysokości bezwzględnej. W ramach badań, których wyniki opublikowało „Proceedings of the National Academy of Sciences USA”, naukowcy podczas ekspedycji w Himalaje porównali próbki krwi Szerpów oraz osób urodzonych na nizinach, aby dowiedzieć się, na czym polegają predyspozycje tych pierwszych do życia na dużych wysokościach. Kluczem do rozwiązania zagadki okazały się nerki.
Rozrzedzona atmosfera wysoko nad poziomem morza prowadzi zwykle do hipoksji, czyli niedoboru tlenu. Stan ten, często pojawiający się na przykład przy niewydolności serca, może również wywołać ostrą chorobę wysokościową; u wspinaczy pojawiają się nudności, zawroty głowy i dezorientacja, a w ciężkich przypadkach dochodzi do śmiertelnie groźnego nagromadzenia się płynu w płucach i mózgu. Badania osób przystosowanych do życia na dużych wysokości ujawniają, w jaki sposób ich organizmy radzą sobie z hipoksją.
Osoba niedotleniona oddycha szybciej, aby dostarczyć płucom więcej tlenu. Jednak intensywniejsze oddychanie zwiększa tempo usuwania z płuc dwutlenku węgla, co z kolei prowadzi do zmniejszenia poziomu kwasu węglowego we krwi. Nawet niewielkie zmiany kwasowości grożą z kolei uszkodzeniem białek, w tym enzymów, odpowiedzialnych za funkcjonowanie komórek organizmu. „Gdy kwasowość krwi ulega zmianie, zaradzić temu mogą tylko nerki” – zauważa współautor badania Trevor Day, fizjolog z Mount Royal University.
Aby prześledzić zmiany w kwasowości krwi, Day i jego współpracownicy zrekrutowali 14 Szerpów oraz 15 studentów uniwersytetu w Katmandu, którzy urodzili się na nizinach u podnóża Himalajów. Uczestnikom badań pobrano krew na wysokości 1200 m n.p.m., a następnie cała grupa rozpoczęła dziewięciodniowy trekking, który zakończył się na poziomie 4300 m n.p.m. W miarę wspinaczki u mieszkańców nizin odczyn krwi zmieniał się na coraz bardziej zasadowy, natomiast u Szerpów nie uległ zmianie; w ich przypadku filtrująca aktywność nerek równoważyła poziom jonów zasadowych i kwasowych.
Wszyscy uczestnicy badania przed wyprawą spędzili wiele miesięcy na terenach nizinnych. Gdyby zatem aklimatyzacja wysokościowa u Szerpów była tymczasowa, byłoby dość czasu, aby znikła podczas ich przebywania na dole. Fakt, że tak się nie stało, sugeruje istnienie trwałej różnicy w funkcjonowaniu nerek pomiędzy himalajskimi góralami i mieszkańcami nepalskich nizin, uważają naukowcy. „Naszym zdaniem za tę różnicę odpowiadają zmiany genetyczne” – mówi Day, który chciałby tę hipotezę zweryfikować.
Badania Daya uzupełniają wcześniejsze, które wykazały, że Szerpowie mają też więcej osocza we krwi. Dzięki temu jest ona rzadsza i może płynąć szybciej, sprawniej rozprowadzając tlen w organizmie. „Nerki współuczestniczą w regulowaniu objętości osocza” – zauważa Cynthia Beall, biolożka i antropolożka z Case Western Reserve University, która nie uczestniczyła w projekcie Daya. Jedne i drugie badania świadczą, że nerki pełnią kluczową rolę w radzeniu sobie z hipoksją i powinny być przedmiotem dalszych dociekań dotyczących wpływu dużych wysokości na funkcjonowanie organizmu człowieka.