Как эволюция сформировала человеческое сердце
Международная группа исследователей из Университета Британской Колумбии (UBC), Гарвардского университета и Кардиффского столичного университета обнаружила, как человеческое сердце адаптировалось для поддержания выносливости. Исследование проливает свет на эволюцию сердца и его адаптацию к физическим нагрузкам, что поможет в борьбе с гипертонической болезнью сердца — одной из основных причин заболеваемости и смертности в развитых странах.
В масштабном исследовании проанализировали данные 160 людей, 43 шимпанзе и 5 горилл, чтобы понять, как сердце реагирует на разные типы активности. Профессор UBC Роберт Шейв и его коллеги, включая Дэниела Либермана и Аарона Баггиша из Гарварда, сравнили структуру и функцию левого желудочка у шимпанзе и различных групп людей: малоподвижных, но здоровых; высокоактивных индейцев-фермеров; тренированных на сопротивление футболистов-линейщиков; и тренированных на выносливость бегунов на длинные дистанции.
Такой разнообразный набор участников был выбран специально для изучения функции сердца в эволюционном контексте. Команда измерила широкий спектр сердечных характеристик и реакций, чтобы определить, как привычная физическая активность или её отсутствие влияют на структуру и функцию сердца.
"В то время как у обезьян обнаружились адаптации к нагрузкам, связанным с давлением (например, лазание и драки), у людей проявилось больше адаптаций, связанных с выносливостью", — отмечает Шейв, директор Школы наук о здоровье и физических упражнениях UBCO.
В основе исследования лежит известный принцип: сердце перестраивается в ответ на разные физиологические задачи.
"Умеренные аэробные нагрузки, такие как ходьба и бег, стимулируют увеличение, удлинение и повышение эластичности левого желудочка, позволяя ему перекачивать большие объёмы крови. Нагрузки, связанные с давлением, как хроническое поднятие тяжестей или высокое кровяное давление, стимулируют утолщение и повышение жёсткости стенок левого желудочка", — объясняет Шейв.
Исследование показало, что у людей существует компромисс между этими двумя типами адаптаций. Это означает, что сердца, адаптированные к давлению, хуже справляются с объёмными нагрузками, и наоборот. Сердце бегуна на выносливость плохо реагирует на резкое повышение давления, а сердце штангиста — на увеличение объёма крови.
Новое исследование доказывает, что человеческое сердце эволюционировало для умеренных аэробных нагрузок, но способно адаптироваться к разным моделям физической (не)активности.
"Как следствие, современная эпидемия гиподинамии в сочетании с диетой из высокообработанных продуктов с большим содержанием натрия способствует формированию более толстых и жёстких сердец, которые хуже справляются с аэробными нагрузками. Важно, что это может начаться ещё до повышения артериального давления в состоянии покоя", — говорит Шейв.
За этим часто следует развитие гипертонии и, в конечном итоге, гипертонической болезни сердца.
"Мы надеемся, что наше исследование даст информацию тем, кто находится в группе наибольшего риска развития гипертонической болезни сердца, и поможет обеспечить широкое поощрение умеренных аэробных нагрузок для предотвращения преждевременной смерти", — заключает Шейв.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.