Волокна скелетных мышц можно разделить на «быстрые» и «медленные». Из-за повышенного содержания миоглобина «медленные» мышцы имеют более насыщенный красный цвет, а «быстрые» остаются более белыми. Мышечная ткань людей отличается пониженным количеством белых волокон, а у некоторых ее особенно мало. Дело в том, что работу этих волокон отчасти обеспечивает белок актинин-альфа-3, а около 20 процентов людей несут мутацию, которая останавливает работу кодирующего этот белок гена.
Известно, что эта мутация стала распространяться еще с тех пор, как люди мигрировали из Африки в регионы с более холодным климатом. И действительно: недавно шведские ученые продемонстрировали, что потеря актинина-альфа-3 повышает устойчивость к холоду и снижает затраты энергии на поддержание температуры тела. Об этом сообщается в статье, опубликованной в American Journal of Human Genetics.
Команда профессора Каролинского института Хакана Вестерблада (Håkan Westerblad) проводила эксперименты с 42 здоровыми добровольцами в возрасте от 18 до 40 лет. Их помещали в холодную (14 °C) воду «сеансами» по 20 минут с 10-минутными перерывами. В общей сложности подопытные провели в холоде по два часа, при этом ученые отслеживали сокращения их мышц с помощью электромиографии (ЭМГ). Кроме того, у них брали образцы мышечной ткани для оценки ее состава и содержания актинина-альфа-3.
Как и можно было ожидать, у людей, лишенных актинина-альфа-3, «медленных» красных мышц оказалось больше. При этом за время охлаждения лишь у 31 процента температура тела опустилась ниже 35,5 °С, тогда как среди добровольцев с актинином-альфа-3 и большим количеством «быстрых» волокон таких оказалось только 30 процентов. Таким образом, можно заключить, что отсутствие этого белка повышает устойчивость организма к холоду.
В самом деле, поддерживать температуру тела способны оба типа мышечных волокон. Однако «быстрые» производят это быстрыми, резкими сокращениями, что проявляется дрожью, — не самый эффективный и довольно энергозатратный способ. А вот «красные» волокна согревают организм медленными тоническими сокращениями, куда более экономными.
Очевидно, что мутация, которая нарушила синтез актинина-альфа-3 и повысила содержание красных волокон в сравнении с белыми, была выгодна при переселении древних людей в холодные регионы. И, конечно, она сказывается на личных физических особенностях: «Люди, у которых отсутствует актинин-альфа-3, редко преуспевают в видах спорта, которые требуют взрывной силы, — говорит профессор Вестерблад, — зато демонстрируют лучшие результаты в том, что касается выносливости».
