Эволюция человеческого сердца: проблемы для малоподвижных людей?
Важные изменения произошли в человеческом сердце, так как люди перешли от охоты и кормления к сельскому хозяйству и современной жизни. В результате, человеческие сердца стали менее «обезьянами» и больше подходят для различных видов деятельности сопротивления. Но что произошло из-за эволюции сердца? На протяжении всей истории орган все больше отличался от органа шимпанзе, удлинился, вырос, чтобы лучше справляться с деятельностью с более высоким уровнем сопротивления и долговечности . Но это также означает, что те, кто ведет малоподвижный образ жизни, подвержены большему риску сердечных заболеваний.
Это основные выводы уникального исследования, проведенного Аароном Л. Баггишем, доктором медицины, директором Массачусетской больницы общего профиля для улучшения показателей сердечно-сосудистой системы (MGH). Бэггиш и его сотрудники изучили, как сердца обезьян отличаются от людей, почему существуют эти различия и что это значит для здоровья человека.
Они измерили и сравнили функцию сердца у обезьян и у четырех групп людей (от сидячих до элитных бегунов). Их исследование отражено в сентябрьском выпуске журнала «Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки» (PNAS) за 2019 год. Авторы статьи Бэггиша в этой статье: Роберт Э. Шейв, доктор философии, Школа здоровья и физических упражнений, Университет Британской Колумбии; и Дэниел Либерман, доктор философии, факультет биологии развития человека, Гарвардский университет.
Шимпанзе — самые близкие родственники, известные человеку, основанные на генетике и эволюционных исследованиях. Есть, конечно, некоторые сильные различия между этими видами. Например, с точки зрения усилий шимпанзе участвуют в основном в коротких взрывах таких действий, как лазание и драки, которые оказывают сильное давление на сердце, но только в течение ограниченного времени. Напротив, считается, что до промышленной революции люди были активны в течение более длительных периодов, чтобы охотиться и совершенствоваться. Считалось, что выживание доиндустриальных людей зависит от умеренной выносливости и выносливости (например, охота, сбор урожая и сельское хозяйство).
Также известно, что некоторые физические характеристики сердца изменяются в ответ на определенные физические проблемы. Например, для ходьбы и бега требуется больше крови для накачки и подачи топлива для активных мышц. Напротив, короткое, но интенсивное усилие от таких действий, как лазание или борьба, создает давление в сердце, которое со временем может привести к тому, что в камерах сердца станут более жесткие и толстые стенки.
«Сердце изменяется в ответ на две основные силы: давление и объем », — говорит Бэггиш. В результате « люди имеют более длинные, тонкие и более гибкие стены, в то время как у шимпанзе сердца поменьше с более толстыми стенами ». Бэггиш и его сотрудники хотели знать: могли ли эти различия развиваться в ответ на новые уровни человеческой деятельности? И если да, то какое это имеет влияние на здоровье человека сегодня?
Используя группу из более чем 160 участников исследования, исследователи провели подробные исследования функции сердца, в том числе измерение артериального давления и использование ультразвука для изучения структуры и функции сердца во время многих различных видов деятельности. Их предметы были в равной степени разделены на элитных бегунов, игроков американского футбола, фермеров и людей, которые занимаются малой физической активностью. Они сделали аналогичные измерения примерно у 40 полудиких шимпанзе и пяти горилл.
«Цель состояла в том, чтобы сравнить структуру и функцию сердца в каждом« типе »- если субъект был очень активным, едва активным », — говорит Бэггиш. Кроме того, исследователи стремились определить, идет ли адаптация к давлению или объему за счет способности управлять альтернативной формой стресса. Цель состояла в том, чтобы увидеть, что влечет за собой эволюция сердца и есть ли компромисс между тем, чтобы сердце было приспособлено к выносливости, и тем, чтобы иметь лучшую производительность для коротких усилий интенсивной деятельности. Или сердце может адаптироваться к обоим?
Бэггиш и его сотрудники обнаружили, что, на самом деле, человеческие сердца, кажется, лучше развивались в управлении выносливостью, по сравнению с короткими интенсивными периодами. Исследователи также подтвердили, что у людей, которые тренируются специально для выносливых видов спорта, есть сердце с более длинными, большими и более эластичными левыми желудочками, которое является частью сердца, которая качает кровь к телу. Эти и другие особенности делают сердце более способным справляться с перекачкой больших объемов крови в течение длительного времени. Напротив, сидячие люди, даже в относительно молодом возрасте, имеют сердца, которые кажутся более «обезьяноподобными», которые больше подходят для того, чтобы справляться с короткими всплесками высокой активности.
Эти результаты помогают ответить на этот вопрос об эволюции сердца. « Человеческое сердце развивалось на протяжении сотен тысяч лет, поскольку наш уровень активности постепенно стал более устойчивым », — говорит Бэггиш. « Теперь мы понимаем, что человеческое сердце, в сочетании с изменениями в костно-мышечной и терморегуляторной системе, эволюционировало, чтобы способствовать активности расширенного сопротивления, а не всплескам интенсивных усилий .»
Это исследование имеет важное значение для понимания здоровья сердца сегодня. Например, люди, которые ведут малоподвижный образ жизни, похоже, имеют больше обезьяноподобных сердец и более склонны к гипертонии. Этот патологический процесс, следовательно, вызывает дальнейшие изменения и отрицательную обратную связь, которая увеличивает риск заболевания.
Это исследование было уникальным по нескольким причинам, говорит Бэггиш. « Мы не только смогли изучить работу сердца у трех типов приматов, но у нас также была возможность поработать с людьми, которые входят в число последних по-настоящему прожиточных фермерских групп, Тараумара в Медных Каньонах. Мексики.