心肺功能與遺傳學(xué)如何相關(guān)
研究人員說,高海拔如何影響人們的呼吸及其與心跳的協(xié)調(diào)是由于遺傳差異。
與在海平面上生活的人相比,在喜馬拉雅山和安第斯山脈的人之間已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的生理差異,這揭示了在控制血流和向大腦及身體其他部位輸送氧氣方面的進(jìn)化適應(yīng)性。
現(xiàn)在,由蘭開斯特大學(xué)的Aneta Stefanovska教授領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊已鑒定出與所謂的急性周期性呼吸過程中的心肺功能相關(guān)的基因。他們的報告發(fā)表在《生理學(xué)雜志》上。
周期性呼吸(PB)發(fā)生在大多數(shù)人的高海拔地區(qū),其特征是換氣過度(呼吸過快)和呼吸暫停(無呼吸)之間存在周期性交替。PB引起的呼吸模式改變伴隨著心率和血流的變化。
在22名健康男性受試者中,同時監(jiān)測呼吸,心臟ECG和微血管血流30分鐘,并在正常和低氧水平下(在高達(dá)3800m的真實高度和模擬高度)重復(fù)進(jìn)行相同的測量。
作為實驗的一部分,參與者還被帶上了纜車,到達(dá)法國夏慕尼Aiguille du Midi山頂?shù)母呖諏嶒炇?,并在抵達(dá)時立即進(jìn)行了測試,并在3842m的海拔高度下進(jìn)行了六個小時的測試。
研究人員發(fā)現(xiàn),根據(jù)相干性來衡量,參與者心肺之間的協(xié)調(diào)對周期性呼吸的反應(yīng)不同,這取決于他們是否具有影響氧氣不足的心肺反應(yīng)的兩種特定遺傳變異之一。
慢性周期性呼吸通常被認(rèn)為是一種不利的狀態(tài),與慢性心力衰竭的死亡率增加有關(guān),但是在健康的人中,這可能表明在高海拔地區(qū)對氧氣不足的警覺性更好。
缺氧,以及在快速上升到高海拔的過程中發(fā)生的缺氧,在海平面上也可能是一個重大問題,是許多健康狀況(包括癌癥,中風(fēng)和心臟病發(fā)作)中的一個促成因素。
Stefanovska教授說:“高原低氧引起的PB與某些病理狀態(tài)下觀察到的呼吸特征之間的相似性為我們提供了進(jìn)一步了解即使在氧氣充足時也會發(fā)生的慢性低氧狀態(tài)的生理過程的機(jī)會。
“將生命系統(tǒng)視為相互作用的振蕩器的集合,這些振蕩器的動力學(xué)由多個底層開放系統(tǒng)控制,因此可以觀察功能隨時間的變化,并研究它們在健康和疾病中的變化方式。”
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