Ειδική μετάλλαξη βοηθά τα γιάκ στο Θιβέτ να αντιμετωπίζουν την έλλειψη οξυγόνου

Πονοκέφαλο και αναπνευστικά προβλήματα προκαλεί η έλλειψη οξυγόνου σε μεγάλα υψόμετρα όπως το οροπέδιο του Θιβέτ. Όμως, τα μεγαλόσωμα γιάκ της περιοχής, δεν έχουν κανένα πρόβλημα να κάνουν σπριντ στα λιβάδια του οροπεδίου.

Η παρατήρηση αυτή, οδήγησε τους επιστήμονες να αναζητήσουν τους λόγους για τους οποίους τα συγκεκριμένα βοοειδή δεν επηρεάζονται από την έλλειψη οξυγόνου. Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές ανακάλυψαν την ύπαρξη ενός κυττάρου νέου τύπου στους πνεύμονες των γιάκ που βοηθά τα ζώα να διατηρούν την ευκινησία τους σε συνθήκες κρύου και με αέρα χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο.

Οι επιστήμονες γνώριζαν εδώ και καιρό ότι τα γιάκ – όπως επίσης και ορισμένοι άνθρωποι και σκύλοι – διαθέτουν γενετικές προσαρμογές που τους βοηθούν να λειτουργούν στα μεγάλα υψόμετρα. Αλλά τα γιάκ, όπως αποδεικνύεται, έχουν και πρόσθετα, ειδικά κύτταρα στους πνεύμονές τους, τα οποία τους δίνουν επιπλέον ορμή σε μεγάλα υψόμετρα, αναφέρει μια ερευνητική ομάδα της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Nature Communications.

Συγκρίνοντας το DNA των γιάκ του οροπεδίου με το DNA άλλων βοοειδών οι ερευνητές εντόπισαν αποκλίσεις που υποδηλώνουν αλλαγές στη γονιδιακή δραστηριότητα, προκειμένου το ζώο να προσαρμοστεί στο περιβάλλον του. Από τον πλήρη γονιδιακό έλεγχο, διαπιστώθηκε ότι 6.733 γονίδια παρουσίαζαν σημαντικές μεταλλάξεις. Σε 127 γονίδια, οι μεταλλάξεις εκφράζονταν διαφορετικά στους πνεύμονες των γιάκ σε σχέση με τα άλλα βοοειδή.

Καθώς οι ερευνητές μελέτησαν τη γονιδιακή δραστηριότητα μέσα σε μεμονωμένα κύτταρα στους πνεύμονες των γιάκ, συνάντησαν έναν εντελώς νέο τύπο κυττάρου στο ενδοθήλιο, την «επένδυση» των αιμοφόρων αγγείων.

Σε αυτά τα κύτταρα, δύο από τα τροποποιημένα γονίδια ήταν πολύ πιο ενεργά από ό,τι σε άλλα κύτταρα του πνεύμονα. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το κύτταρο, το οποίο είναι κοινό σε όλους τους πνεύμονες των γιάκ, μπορεί να κάνει τα αιμοφόρα αγγεία των ζώων πιο σκληρά και πιο ινώδη, κάτι που μπορεί να βοηθήσει στην απαιτητική εργασία της αναπνοής αέρα με σχετικά λίγο οξυγόνο.

Οι μεταλλάξεις αυτές προσάρμοσαν τα γιάκ στη μακροχρόνια υποξία (έλλειψη οξυγόνου) λόγω υψομέτρου, αυξάνοντας την αιμοσφαιρίνη, τα ερυθρά αιμοσφαίρια και τον αιματοκρίτη. Επίσης οδήγησαν τα ζώα να αναπτύξουν ισχυρά αιμοφόρα αγγεία στους πνεύμονες, αυξάνοντας έτσι το ποσοστό ανταλλαγής οξυγόνου από τις πνευμονικές αρτηρίες και μειώνοντας έτσι την πνευμονική πίεση.

Αν και αυτός είναι ο πρώτος ειδικός τύπος κυττάρων που εκτιμάται πως έχει αναπτυχθεί με την εξελικτική διαδικασία για να βοηθήσει τα ζώα να αντιμετωπίσουν τις συνθήκες μειωμένου οξυγόνου, οι ερευνητές αναμένουν ότι παρόμοια κύτταρα υπάρχουν σε αντιλόπες και ελάφια που ζουν επίσης σε οροπέδια μεγάλου υψομέτρου.

Τίθεται όμως θέμα διερεύνησης καθώς μπορεί να μην υπάρχει στους ανθρώπους, αφού τα γιάκ, οι αντιλόπες και τα ελάφια ζουν εδώ και εκατομμύρια χρόνια σε μεγάλα υψόμετρα, οπότε έχουν εξελιχθεί ανάλογα, ενώ οι άνθρωποι ζουν στα υψόμετρα αυτά, μόλις εδώ και 30.000 χρόνια περίπου. Όμως η ανακάλυψη αυτή, αναμένεται να «φωτίσει» νέες διαδρομές με στόχο την καλύτερη οξυγόνωση του ανθρώπινου οργανισμού.