В своем новом исследовании специалисты под руководством профессора Университета Лафборо Дэнни Лонгмана проверяли ключевую идею биологии — так называемую «теорию истории жизни». Согласно этой теории, все организмы обладают ограниченным запасом энергии, который необходимо распределять между конкурирующими биологическими потребностями: защитой, физическим обслуживанием, накоплением энергии и размножением. Во времена серьезного энергетического дефицита организм должен идти на биологические компромиссы ради выживания.
Ранее биологи документировали такие компромиссы у насекомых и птиц, но четких доказательств того, что теория работает у людей не хватало — их сложно получить с этической точки зрения. Поэтому ученые решили провести эксперимент на уникальной группе людей — атлетах-экстремалах, которые участвуют в многодневных ультрамарафонах и гребных гонках в океане. Такие соревнования создают временный, но интенсивный дефицит энергии, позволяя увидеть, как тело, находясь на пределе своих возможностей, расставляет приоритеты.
«Наша работа была мотивирована как научным любопытством, так и личным опытом. Я сам спортсмен-экстремал, и лично сталкивался с физическим и психологическим воздействием таких событий», — говорит Дэнни Лонгман.
В исследовании приняли участие 147 спортсменов-экстремалов — 107 мужчин и 40 женщин, принимавших участие в пяти изнурительных многодневных соревнованиях: четырех ультрамарафонах в Финляндии, Перу, Испании и Непале, а также многонедельной гребной гонке через Атлантику. Ученые собирали образцы крови и слюны за один-два дня до начала соревнований и сразу после финиша, отслеживая изменения в биологических маркерах.
Данные показали, что у атлетов существенно снизилась масса тела и процент жировой ткани, отмечались резкие скачки гормона стресса кортизола. Столкнувшись с экстремальным энергетическим дефицитом, организмы спортсменов действительно шли на биологические компромиссы. Уровень биомаркеров, связанных с иммунной защитой, в целом увеличился или остался стабильным, особенно у мужчин, что указывает на сохранение активности иммунной системы.
Одновременно системы накопления энергии, размножения и поддержания тканей были сильно подавлены. У участников обоих полов резко упали уровни лептина и жировой массы. Маркеры репродуктивной функции также снизились, у мужчин значительно упал уровень тестостерона. Организм также жертвовал собственным физическим обслуживанием: уровни миоглобина и других маркеров клеточного стресса взлетели, указывая на накопление структурных повреждений мышц и хрящей без достаточных ресурсов для их восстановления.
«Меня искренне удивило, насколько последовательной была картина в столь разнообразных условиях», — отметил Лонгман. Этот эффект помогает объяснить, почему спортсмены чаще травмируются при чрезмерных тренировках, почему хронический стресс может влиять на фертильность, и почему люди, когда они борются с инфекциями, теряют вес и чувствуют усталость.
Понимание биологических компромиссов может улучшить подходы к общественному здравоохранению, спортивным тренировкам и управлению периодами физиологического стресса.
Ранее ученые сообщили о готовности к тестированию на людях нового метода обращения вспять клеточного старения.
