Мороз не страшен: генетика защищает некоторых людей от переохлаждения

Учёные из Каролинского института в Швеции выяснили, что особое строение скелетных мышц делает человека устойчивым к холоду. У 20% населения Земли есть мутация в гене, блокирующая выработку одного белка – и благодаря его отсутствию эти люди способны наслаждаться морозными зимами и холодным душем.

Поясним, что скелетная мышечная ткань человека состоит из волокон двух типов: белых и красных.

Белые мышечные волокна также называют быстрыми, потому что они быстро расходуют энергию. Они участвуют в мощных, интенсивных кратковременных движениях.

Красные волокна, известные как медленные, работают, когда требуется продолжительная лёгкая нагрузка, например, они поддерживают тело в определённом положении. Они легко восстанавливают запас энергии и медленно её расходуют.

Соотношение быстрых и медленных волокон в человеческом теле примерно равное, однако быстрых белых волокон обычно немного больше, чем красных.

Генетическая мутация, о которой говорят учёные, блокирует выработку белка α-актинина-3, который содержится в быстрых (белых) мышечных волокнах. Согласно результатам исследования, у людей с такой мутацией преобладают медленные мышечные волокна, которые среди прочего обладают большей морозостойкостью.

Чтобы прийти к таким выводам, учёные провели "леденящий душу" эксперимент. Они поместили 42 здоровых мужчин в возрасте от 18 до 40 лет в холодную воду (14 ⁰C), пока их температура тела не снизилась до 35,5 ⁰C. В процессе они измеряли электрическую активность их мышц методом электромиографии (ЭМГ). Также они сделали биопсию их мышечной ткани, чтобы определить соотношение волокон и их белковый состав.

Таким образом исследователи выяснили, что отсутствие α-актинина-3 в мышцах людей и преобладание у них медленных волокон приводит… к хорошему поддержанию температуры тела и, соответственно, меньшим теплопотерям при охлаждении. У таких людей из-за воздействия холода активировались не быстрые волокна, благодаря которым мы испытываем дрожь, а медленные, которые приходили в тонус и успешно выделяли тепло в течение долгого времени.

Носители мутации могут быть лучше приспособлены к заплывам в холодной воде или долгим зимам. Но в то же время при недостатке физической активности они могут быть склонны к ожирению и диабету второго типа. Также возможно, что из-за недостатка мышц, отвечающих за быстрые и мощные движения, они предрасположены к более частым падениям в старшем возрасте.

"Эта мутация, возможно, давала преимущество во время миграции древних людей в места с холодным климатом, но в современном мире способность сохранять энергию может повышать риск развития "болезней достатка", и мы теперь хотим обратить внимание именно на это", – отметил в пресс-релизе соавтор исследования доктор Хокан Вестерблад (Håkan Westerblad).

Авторы работы отмечают, что, проводя исследования на людях, они не могут подробно изучить некоторые процессы, например, на уровне молекулярной физиологии. Поэтому они также провели похожее исследование на мышах. Учёные хотели проверить предположение, что морозостойкость как-то связана с запасами бурого жира. К слову, именно эта жировая ткань спасает от переохлаждения младенцев, но с возрастом её количество в организме сильно снижается.

Любопытна связь состава скелетных мышц и физических возможностей человека. Учёные заметили, что среди атлетов, которые занимаются бегом на короткие дистанции (для которого нужна взрывная мышечная сила), меньше людей с описанной выше мутацией. Люди с преобладанием красных мышечных волокон больше предрасположены к соревнованиям на выносливость, например, участию в марафонах.

Новое исследование опубликовано в научном издании American Journal of Human Genetics.

Ранее Вести.Ru писали о генетической мутации, которая защищала от холода неандертальцев и мамонтов, и генах, которые продолжают помогать народам Сибири выдерживать минусовые температуры. Также мы писали о том, как гены жителей Тибета приспособили их к условиям высокогорья.