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.