Спортивный ген - Давид Эпштейн

Питсиладис очень категоричен во мнении, что в Кении большую роль в развитии бега играет высота. Рифт Валли объединил в этом плане и календжин в Кении, и оромо в Эфиопии. «Вы должны жить на высоте, – утверждает Питсиладис. – Некоторые убеждены, что для развития навыков бега нужно жить высоко над уровнем моря, а тренироваться на низком уровне. Однако кенийцы живут высоко, а тренируются еще выше, в горах».

Несомненно, жизнь на Рифте Валли, на высоте, где комаров очень мало и нет вспышек малярии, принесла свою пользу кенийцам – у них нет генетически пониженного уровня гемоглобина, свойственного людям, проживающим в зоне малярии. По словам Джона Мэннерса, все кенийские бегуны, которые вышли на мировой уровень, произошли от племен, всегда проживавших на больших высотах. Причем их успех в беге не зависит от того, проживали ли они сами в горах.

«Но если дело только в том, чтобы жить как можно выше, то где же бегуны из Непала?» – шутит брат Колм О’Коннелл. Мы тогда находились у него дома в Итене, здесь же был и Дэвид Рудиша, рекордсмен мира в беге на 800 метров. Он развалился на диване недалеко от нас, отдыхая между тренировками^[54]. На заднем дворе братьев находится импровизированный спортзал, небольшая площадка с двумя забетонированными железными столбами с перекладиной между ними, похожая на штангу.

Вопрос о высоте очень заинтересовал О’Коннела, и на протяжении многих лет он проводил исследование жизни кенийских спортсменов. Он выяснил, что жизнь на большой высоте над уровнем моря увеличивает число эритроцитов у спортсменов Кении и Эфиопии. Но почему же тогда этого не происходит у тех, кто живет в Андах и Гималаях?

«Непальские бегуны» на самом деле очень отличаются от кенийских и эфиопских спортсменов, и не только потому, что гималайский климат не способствует развитию тонкого строения тела. Главная причина в том, что существуют генетические различия у людей, проживающих на разных высотах, отличается и приспособление к жизни при низком содержании кислорода. Три основные цивилизации, проживавшие на большой высоте на протяжении тысяч лет, столкнулись с одной и той же проблемой выживания, однако генетическое решение у всех оказалось различным.

К концу XIX века ученые полагали, что смогли понять процесс привыкания к жизни на высоте. Они изучали коренных боливийцев, проживающих в Андах на высоте более чем 4000 метров. На этой высоте содержание кислорода падает до 60 % от содержания кислорода на уровне моря. Для того чтобы компенсировать дефицит кислорода, организм жителей Анд подстроился под окружающую среду и начал вырабатывать больше эритроцитов, а соответственно, и уровень гемоглобина повысился.

Количество кислорода в крови определяется двумя факторами: уровнем гемоглобина и насыщением кислородом, или, другими словами, тем количеством кислорода, которое может транспортировать гемоглобин. Из-за малого количества кислорода в воздухе у горцев образуется очень много гемоглобина, который перемещается по телу с неполной загруженностью кислородом. И чем меньше кислорода, тем больше гемоглобина. Нельзя сказать, что это хорошо влияет на спорт. У жителей Анд столько гемоглобина, что их кровь становится вязкой и у них развивается хроническая горная болезнь.

Ученые XIX века также обнаружили, что организм европейцев, которые отправлялись в горы на большую высоту, так же отвечал на воздействие разряженного воздуха, т. е. производил больше гемоглобина. Таким образом, этот вопрос был закрыт практически на столетие.

В 1970-х годах Непал и Тибет открыли свои границы для иностранцев. Именно тогда Синтия Биал, профессор антропологии из Западного резервного университета Кейза в Кливленде, начала исследование шерпов, проживающих в Непале и Тибете в горах на высоте от 4000 до 5000 метров над уровнем моря. К своему удивлению, Биал обнаружила, что у шерпов уровень гемоглобина соответствовал уровню жителей равнин на уровне моря. Однако уровень насыщения кислородом у них был намного ниже. Таким образом, маленькие машинки – гемоглобины – перевозили мало кислорода по организму, их багажник не был полон груза.

У большинства тибетцев была выявлена разновидность гена EPAS1, которая является показателем насыщения кислородом и регулятором выработки красных кровяных клеток, а также делает кровь очень вязкой. Но это также означает, что у тибетцев нет увеличения уровня гемоглобина. Тогда возникает вопрос: «Как же они здесь выживают?» Биал утверждает, что, несмотря на низкий уровень кислорода в крови, организм тибетцев использует альтернативные методы восполнения недостающего вещества.

В конце концов Биал доказала, что тибетцы выживают благодаря очень высокому уровню окиси азота в крови. Оксид азота через кровеносные сосуды проникает в легкие, расслабляет и расширяет их, увеличивая кровоток. «У тибетцев в отличие от нас уровень оксида азота в крови в 240 раз выше, – говорит Биал. – Это больше, чем у людей, живущих на уровне моря и страдающих от сепсиса», очень опасного для жизни заболевания. Тибетцы адаптировались к условиям окружающей среды, у них развился очень высокий кровоток в легких, и как следствие их дыхание стало глубже и быстрее, как будто они находились в постоянном состоянии гипервентиляции. «Но они затрачивают на это намного больше энергии», – говорит Биал.

В 1995 году Синтия Биал вместе с командой ученых приступила к изучению другой группы мирового населения, проживающей на большой высоте на протяжении тысячелетий. И эта группа – эфиопы, а точнее, этническая группа Эфиопии амхара, проживающая на высоте около 3500 км на Рифте Валли. И снова Синтия обнаружила уникальность биологической адаптации к высоте. Народ амхара имел нормальный уровень гемоглобина и нормальное насыщение кислородом, все их показатели полностью соответствовали показателям жителей на уровне моря. «Если бы я не знала, что мы исследуем людей, живущих на высоте, я бы не обнаружила разницы между ними и жителями долин», – рассказывает Биал. Однако тогда становится не совсем понятно, каким же образом эти люди справляются с высотой. У Биал имелись предварительные данные анализа эфиопов амхара, которые говорили о том, что у них наблюдается необычайно быстрое движение кислорода по организму.

Питер Снелл, бывший рекордсмен мира в забеге на 1 милю из Новой Зеландии, впоследствии ставший медицинским исследователем, предположил, что перенос кислорода из легких в кровь усиливается у людей, которые произошли от народа, жившего на высоте. Прочитав его работу, Синтия задумалась над этим и предположила, что подобное явление действительно возможно, но наверняка никто сказать не сможет. Она обнаружила ускоренную диффузию кислорода не только у народа амхара, но и среди большинства эфиопских бегунов оромо. Мужчины оромо сохраняют за собой мировой рекорд в дистанции 5 и 10 км, а женщины в дистанции 5 км.

В отличие от амхара, которые жили на высоте на протяжении десятков тысяч лет, скотоводы оромо переселились в горы только 500 лет назад. Иностранец с первого взгляда не сможет отличить амхара и оромо. Но Биал никогда не спутает их, ведь у них разная реакция на высоту.