Ваши клетки готовы пробежать марафон, даже если вы – нет. Согласно данным новых исследований, каждая клетка человеческого тела несет мутацию, которая может помочь оптимизировать наши мышцы для больших расстояний. Кроме того, эта мутация способна объяснить связь человека с физическими упражнениями и помочь в лечении многих заболеваний в будущем.
Одна из старейших известных генетических различий между людьми и шимпанзе, возможно, помогла древним гоминидам, а теперь и современным людям, преуспеть на больших расстояниях. Чтобы понять, как работает мутация, ученые исследовали мышцы мышей, которые были генетически модифицированы, чтобы иметь мутацию. У грызунов, имеющих мутацию, уровень кислорода повышался до рабочих мышц, увеличивая выносливость и уменьшая общую мышечную усталость. Исследователи предполагают, что мутация может работать аналогично и у людей.
Многие физиологические адаптации помогли сделать людей сильнее в беге на дальние расстояния: эволюция длинных ног, способность потеть и потеря меха – все это способствовало увеличению выносливости. Исследователи полагают, что они «нашли первую молекулярную основу для этих необычных изменений у людей», – говорит исследователь-медик и ведущий автор исследования Аджит Варки.
Ген CMP-Neu5 Ac Hydroxylase (коротко – CMAH) мутировал у наших предков около двух или трех миллионов лет назад, когда гоминиды начали покидать лес для кормления и охотиться в обширной саванне. Это одна из самых ранних генетических различий, которые мы знаем о современных людях и шимпанзе. В течение последних 20 лет Варки и его исследовательская группа выявили много генов, имеющих отношение к бегу. Но CMAH – первый ген, который указывает на производную функцию и новую способность.
Однако не все исследователи убеждены в роли гена в эволюции человека. Биолог, специализирующийся на эволюционной физиологии в UC Riverside, Тед Гарланд предупреждает, что эта связь по-прежнему «чисто умозрительна» на данном этапе.
«Я очень скептически отношусь к человеческой стороне, но не сомневаюсь, что это что-то делает для мышц», – говорит Гарланд.
Биолог считает, что просто взгляда на временную последовательность, когда эта мутация возникла, недостаточно, чтобы сказать, что этот конкретный ген сыграл важную роль в эволюции бега.
Мутация CMAH работает, изменяя поверхности клеток, которые составляют тело человека.
«Каждая клетка в теле полностью покрыта массивным лесом сахара», – говорит Варки.
CMAH влияет на эту поверхность, кодируя сиаловую кислоту. Из-за этой мутации у людей только один тип сиаловой кислоты в сахарном лесу их клеток. Многие другие млекопитающие, включая шимпанзе, имеют два типа кислоты. Это исследование предполагает, что такое изменение кислот на поверхности клеток влияет на способ доставки кислорода в мышечные клетки в организме.
Гарланд считает, что мы не можем предположить, что конкретно эта мутация была существенной для того, чтобы люди эволюционировали до дистанционных бегунов. По его мнению, даже если этой мутации не было, произошла какая-то другая мутация. Чтобы доказать связь между CMAH и эволюцией человека, исследователям надо смотреть выносливость других животных. Понимание того, как наше тело связано с физическими упражнениями, может не только помочь нам ответить на вопросы о нашем прошлом, но и найти новые способы улучшения здоровья в будущем. Многие болезни, такие как диабет и сердечные заболевания, могут быть предотвращены посредствам физических упражнений.
Чтобы поддерживать работу сердца и сосудов, Американская ассоциация сердца рекомендует ежедневную 30-минутную умеренную активность. Но если вы чувствуете прилив вдохновения и хотите проверить свои физические пределы, знайте, что биология на вашей стороне.
Екатерина Романова
Источник: Popular Science