Sherpas: el secreto de los superhombres que conquistaron las alturas.
Para ayudar a los montañeros a llegar a la cima del Everest, en el Himalaya (Tíbet), los sherpas llevan las cargas más pesadas y escalan las montañas más altas. Los ven como superhombres porque son fuertes y resistentes. Este grupo étnico vive en aldeas a más de 4.000 metros de altura y, debido a la falta de carreteras o automóviles, tienen que caminar solo con la ayuda de sus yaks, siguen el budismo tibetano, que les enseña a ser pacíficos, honrar a todas las personas y aceptar el sufrimiento sin quejarse. Sin embargo, incluso los superhombres fallecen. Cada año, muchos sherpas son víctimas de avalanchas, grietas de hielo y mal de altura.
Los científicos han encontrado algo en el cuerpo de los sherpas que puede explicar el origen de sus increíbles habilidades. Investigadores de la Universidad de Cambridge descubrieron una ruta metabólica que permite a sus células producir energía de manera excepcionalmente eficiente en condiciones de escasez de oxígeno. El avance, que ha sido publicado este lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), servirá ahora para investigar nuevos tratamientos contra la hipoxia (falta de oxígeno), un mal que afecta a una gran parte de los pacientes ingresados en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCIs).
Andrew Murray, autor senior del artículo e investigador en la Universidad de Cambridge, ha explicado que: "desde hace tiempo sabemos que los sherpas tienen menos glóbulos rojos y oxígeno en sangre que nosotros. Sospechábamos que sus mitocondrias (las pequeñas baterías dentro de nuestras células) estaban "programadas" para usar el oxígeno de manera más eficiente. Para lograrlo, nuestro estudio ha logrado desvelar las rutas moleculares que usan".
La presión atmosférica a nivel de mar es un 50 % mayor a 5.500 metros de altura, la altitud en la que se encuentra el campamento base del Everest. En la cima del Everest, a una altitud de 8.900 metros, el porcentaje es solo del 30%. Como resultado, la concentración de oxígeno disminuye, lo que dificulta el intercambio de esta molécula entre los pulmones y el aire.
Por lo tanto, hacer ejercicio sin un equipo de respiración es imposible para una persona no entrenada y es muy probable que aparezcan problemas de salud. La hipoxia puede aumentar el riesgo de embolia, alterar la función cerebral o provocar el mal agudo de montaña (con dolores de cabeza, anorexia, insomnio, etc.).
Para evitar este tipo de problemas, los montañeros suelen pasar un tiempo cerca del Everest antes de subir a lo más alto. Utilizan un proceso conocido como aclimatación para ayudar a su cuerpo a prepararse para la falta de oxígeno.
El aumento de la producción de glóbulos rojos en sangre es uno de los mecanismos naturales que se activan. Los glóbulos rojos son las células encargadas de transportar oxígeno de los pulmones a las células que lo necesitan para producir energía en las mitocondrias.
Sin embargo, el cuerpo de los sherpas no funciona de la misma manera. Los niveles de óxido nítrico, una molécula que aumenta el diámetro de los vasos sanguíneos, son mayores y tienen menos glóbulos rojos en sangre.
Experimento.
Los investigadores realizaron pruebas con sus propios cuerpos. Diez de ellos permanecieron en el campamento base durante un período de dos meses para investigar posibles alteraciones en su cuerpo causadas por la presencia en altas altitudes. Después, los compararon con las características de 15 sherpas (no había montañeros de élite entre ellos). En cada uno de estos casos, tomaron muestras de sangre y músculo, y también realizaron análisis genéticos de sus mitocondrias, las fábricas de energía celulares que requieren oxígeno para funcionar.
Los beneficios de los sherpas
Los investigadores encontraron numerosos beneficios en los sherpas. Sus mitocondrias producen más ATP, una sustancia que proporciona energía a las células, con mayor eficiencia. Además, sus células no oxidan grasas con tanta frecuencia (este mecanismo ocurre en los músculos cuando hacemos ejercicio y se caracteriza por su bajo rendimiento). Los investigadores descubrieron que estas habilidades no se desarrollan con el aumento de altitud, sino que son inherentes a los sherpas desde el nacimiento.
No obstante, la cantidad de glóbulos rojos en la sangre de los investigadores que permanecieron en el campamento base durante dos meses experimentó un cambio debido a la altitud elevada. Sin embargo, no pudieron superar las habilidades de los sherpas. No lograron cumplir con su eficiencia energética y también experimentaron dos efectos perjudiciales adicionales. Primero, los recién llegados a la montaña tuvieron bajos niveles de fosfocreatina, la reserva energética de los músculos. Además, los científicos se preocuparon por los niveles de radicales libres, que son moléculas creadas en momentos de escasez de oxígeno y que pueden dañar las células.
Murray ha afirmado que los sherpas han estado viviendo en ese lugar durante miles de años (los primeros llegaron hace 30.000 o 20.000 años y han estado viviendo permanentemente allí desde hace unos 9.000), por lo que no es una sorpresa que se hayan adaptado para usar el oxígeno y obtener energía de manera más eficiente. La gente que no vive a tanta altura puede adaptarse en cierta medida. Sin embargo, no pueden equiparar su eficacia.
Los genes son cruciales.
Carlos Varea, un antropólogo y profesor de la Universidad Autónoma de Madrid, considera que el trabajo es significativo debido a que encuentra un alelo específico relacionado con una adaptación metabólica específica. Hasta ahora, se han identificado hasta 50 variedades alélicas exclusivas de los tibetanos (algunas de las cuales provienen de los denisovanos y se relacionan con su mayor resistencia a la hipoxia). A pesar de que todas estas indicaciones son convincentes de procesos adaptativos, aún no se ha descubierto su eficacia.
Sin embargo, en este caso se ha logrado identificar un rasgo, un metabolismo más efectivo en las mitocondrias, que se corresponde con la variante de un gen (alelo), por lo que se puede intentar aplicar esta información en situaciones prácticas.
Murray ha expresado que: “los pacientes de las unidades de cuidados intensivos son nuestro principal interés. En muchos casos, tienen niveles sanguíneos bajos de oxígeno o parecen no poder usar ese oxígeno. Además, la hipoxia es un síntoma de fallas cardíacas, enfermedades pulmonares, anemia y una variedad de cánceres”.
Por lo tanto, los investigadores intentan comprender por qué los sherpas sobreviven tan bien con niveles tan bajos de oxígeno. Estamos enfocándonos en la investigación clínica. Murray ha anunciado que están en marcha iniciativas para investigar las mismas vías metabólicas en pacientes internados en centros de atención intensiva. Nos gustaría saber si las personas que viven a bajas alturas pueden usar mecanismos similares para tolerar las bajas concentraciones de oxígeno.
Otros conquistadores: los andinos.
Carlos Varea, un antropólogo y profesor de la Universidad Autónoma de Madrid, ha explicado que las comunidades sherpas (y tibetanas, todas ellas originarias del Himalaya) eran más resistentes a la hipoxia que otras comunidades ubicadas en altas altitudes, como las del Altiplano andino. Esto se debe a que los sherpas y las poblaciones autóctonas tibetanas tienen una gran capacidad aeróbica bajo hipoxia. Además, en comparación con los andinos, las comunidades del Himalaya no experimentan un aumento en la ventilación pulmonar ni en la presión arterial pulmonar durante el ejercicio.
De acuerdo con Varea, su capacidad de difusión pulmonar-arterial es demostrada por una mayor cantidad de oxígeno saturado en la sangre arterial, lo que indica una mayor cantidad de oxígeno en sangre, a pesar de tener menores niveles de hemoglobina debido a la falta de glóbulos rojos en sangre, lo que es diferente a lo que ocurre en poblaciones andinas.
Finalmente, las madres sherpas y tibetanas dan a luz a bebés de peso promedio, en lugar de bebés más pequeños y ligeros como los andinos. Los bebés no tienen hipertensión pulmonar, a diferencia de los bebés andinos. Estas dos cosas muestran que los tibetanos usan mejor el oxígeno uterino durante la gestación.
La siguiente es una posible explicación de estas diferencias: la mitad de la vida de las poblaciones andinas transcurre en áreas elevadas durante aproximadamente 13.000 años. Las tribus del Himalaya lo han hecho durante al menos 20.000 años. Según Carlos Varea, los sherpas han tenido más tiempo generacional para adaptarse a la hipoxia.
Fuentes:
ABC Ciencia, CNN, euronews.