Жители Атакамы адаптировались к отравленной мышьяком воде

Чилийские антропологи и генетики обнаружили, что жители севера страны, населяющие горные районы пустыни Атакамы, «научились» пить воду с высоким содержанием соединений мышьяка без вреда для здоровья. В ферменте, который превращает соединения мышьяка в менее токсичные, у жителей Атакамы появились мутации, улучшающие эффективность его работы. Результаты исследования опубликованы в American Journal of Physical Anthropology.

Мышьяк относят к микроэлементам, необходимым для нормальной жизнедеятельности млекопитающих и птиц, однако в больших количествах его соединения ядовиты. При хроническом отравлении у людей начинается гиперпигментация кожи, а впоследствии может развиться рак кожи; может начаться энцефалопатия, а также проблемы с сердцем и сосудами; у женщин из-за отравления мышьяком увеличивается количество выкидышей. В больших количествах соединения мышьяка негативно влияют на работу почек, печени и легких. В большинстве случаев, хроническое отравление мышьяком происходит при длительном употреблении пресной воды, загрязненной ядовитыми соединениями. В частности, реки и грунтовые воды в долине Кармаронес (Quebrada Camarones), расположенной в пустыне Атакама, насыщены вулканическими газами, в которых содержатся соединения мышьяка. При этом их концентрация — в 100 раз выше, чем предельно допустимый уровень, рекомендованный ВОЗ.

Люди жили в долине Кармаронес еще в древности и живут до сих пор. Еще люди чинчорро, населявшие долину 7000 лет назад и известные тем, что стали мумифицировать покойников раньше, чем египтяне, страдали от отравлений мышьяком. В волосах и костях некоторых мумий чинчорро исследователи нашли значительное количество этого яда. С другой стороны, уже в останках людей чинчорро и позднее, в скелетах индейцев, населявших Атакаму перед вторжением испанцев, а также в волосах современных жителей долины Кармаронес содержание мышьяка уменьшилось. По-видимому, жители Атакамы постепенно приспособились к высоким количествам этого вещества и научились выводить его из организма.

Мышьяк «утилизируется» в организме, в том числе, с помощью фермента арсенит метилтрансферазы, который переводит неорганические соединения мышьяка, содержащиеся в воде, в органические. В результате образуются соли монометиларсиновой (ММА) и менее токсичной диметиларсиновой (ДМА) кислот, которые затем выводятся из организма. «Работоспособность» метилтрансферазы определяется соотношением ДМА и ММА в моче: чем более активен фермент, тем больше в ней солей менее ядовитой ДМА. На сегодняшний день известны четыре точечные мутации, которые, по мнению ученых, связаны с эффективной работой фермента. Исследователи предполагают, что они возникли в ответ на необходимость «утилизировать» большие количества мышьяка без вреда для людей и их потомства.

Авторы нового исследования решили проверить эту гипотезу и выяснить, есть ли мутации в метилтрансферазе у жителей долины Кармаронес. Они взяли образцы слюны у 36 уроженцев Кармаронеса, а также, для сравнения, у 31 жителя соседней долины Азапа (Azapa valley), и у 45 жителей местечка Сан Хуан де ла Коста (San Juan de la Costa) на юге Чили, где содержание мышьяка в воде не превышало предельно допустимый уровень. Местных уроженцев долин Кармаронес и Азапа ученые выявляли с помощью опросника.

Оказалось, что все четыре мутации, увеличивающие эффективность работы фермента, содержатся у 68 процентов жителей долины Кармаронес, у 48 процентов их соседей и только у восьми процентов жителей Сан Хуана де ла Коста на юге страны. И наоборот, мутация, которую исследователи связывают с увеличением количества токсичного вещества ММА, оказалась только у одного процента жителей долины Кармаронес, у шести процентов их соседей и у 16 процентов южан.

Авторы статьи замечают, что их результаты подтверждают, что люди адаптировались к воде, отравленной мышьяком. Но для того, чтобы понять механизм действия мутантного фермента, нужны дополнительные биохимические исследования.

Ранее ученые выяснили, что у гренландские инуиты «научились» перераспределять жировые запасы и тем самым адаптировались к холоду. Возможно, они «позаимствовали» вариант гена, который помог им приспособиться к суровым климатическим условиям, у древних денисовских людей. Другая, гораздо более известная мутация в гене лактазы, позволила большинству взрослых европейцев переваривать молоко.

Екатерина Русакова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Научное издательство Microbiology Society приостановило публикацию статей из России

Британское Микробиологическое общество (Microbiology Society), которое выпускает пять научных журналов, объявило, что останавливает работу со статьями, при подготовке которых использовалось российское бюджетное финансирование или с участием авторов, аффилированных с организациями, публично поддержавшими боевые действия на территории Украины. Эта пауза продлится до момента, когда украинские микробиологи смогут безопасно продолжить работу, говорится в заявлении совета общества.