Adaptação à hipóxia em alta altitude no Planalto Tibetano e a seleção natural da hemoglobina

Ainda não terminámos de “cozinhar” enquanto espécie. Continuamos a evoluir e a ajustar-nos ao mundo à nossa volta, e as marcas dessas adaptações ficam registadas no próprio corpo.

Sabemos também que alguns ambientes nos podem fazer adoecer. Alpinistas, por exemplo, muitas vezes sucumbem ao mal de altitude - a resposta do organismo a uma queda importante na pressão atmosférica, o que faz com que cada inspiração traga menos oxigénio.

Adaptação à hipóxia em alta altitude no Planalto Tibetano

E, ainda assim, em altitudes elevadas no Planalto Tibetano - onde a quantidade de oxigénio no ar inspirado é claramente menor do que em regiões mais baixas - comunidades humanas prosperam.

Ao longo de mais de 10.000 anos de ocupação da região, os corpos de quem vive ali passaram por mudanças que permitem tirar melhor proveito de uma atmosfera que, para a maioria das pessoas, resultaria em oxigénio insuficiente a chegar aos tecidos através das células do sangue - uma condição chamada hipóxia.

“Adaptação à hipóxia de alta altitude é fascinante porque o stress é severo, é vivido igualmente por todos a uma determinada altitude e é quantificável”, disse à ScienceAlert a antropóloga Cynthia Beall, da Case Western Reserve University, nos EUA.

“É um belo exemplo de como e por que a nossa espécie tem tanta variação biológica.”

Beall estuda há anos como humanos respondem a condições de vida com pouco oxigénio. Num trabalho publicado em outubro de 2024, ela e a sua equipa detalharam algumas adaptações específicas observadas em comunidades tibetanas: características que ajudam o sangue a entregar oxigénio.

Sucesso reprodutivo e seleção natural

Para chegar a essa descoberta, os investigadores recorreram a um dos indicadores do que chamamos de aptidão evolutiva: o sucesso reprodutivo. Mulheres que têm bebés nascidos vivos são aquelas que transmitem os seus traços às gerações seguintes.

Em geral, as características que maximizam as probabilidades de um indivíduo num certo ambiente tendem a aparecer com mais frequência em mulheres que conseguem atravessar as exigências fisiológicas da gravidez e do parto.

Essas mulheres têm maior probabilidade de ter mais filhos; e esses filhos, por herdarem traços que aumentam a sobrevivência das mães, também têm mais hipóteses de chegar à idade adulta e, depois, passar esses traços adiante.

É assim que a seleção natural opera - e isso pode soar estranho e até contraintuitivo. Em locais onde a malária é comum, por exemplo, a anemia falciforme aparece com frequência elevada, porque envolve um gene que oferece proteção contra a malária.

Hemoglobina, saturação de oxigénio e outras vantagens fisiológicas

Beall e colegas analisaram 417 mulheres com idades entre 46 e 86 anos que viveram toda a vida no Nepal, acima de altitudes em torno de 3.500 metros (aprox. 11.480 pés). Os investigadores registaram quantos bebés nasceram vivos - de 0 a 14 por mulher, com média de 5,2 - além de informações de saúde, dados físicos e medições.

Entre os parâmetros avaliados estavam os níveis de hemoglobina, a proteína das hemácias responsável por levar oxigénio aos tecidos. Também mediram quanto oxigénio estava a ser transportado pela hemoglobina. Um achado interessante foi que as mulheres com maior número de nascimentos vivos não apresentavam hemoglobina nem muito alta nem muito baixa, mas sim um valor intermediário em relação ao grupo testado.

Ao mesmo tempo, a saturação de oxigénio da hemoglobina era elevada. Em conjunto, isso sugere que as adaptações conseguem maximizar o fornecimento de oxigénio às células e aos tecidos sem tornar o sangue mais espesso - algo que aumentaria o esforço do coração ao tentar bombear um fluido mais viscoso e mais resistente ao fluxo.

“Antes sabíamos que hemoglobina mais baixa era benéfica; agora entendemos que um valor intermediário tem o maior benefício. Sabíamos que uma maior saturação de oxigénio da hemoglobina era benéfica; agora entendemos que quanto maior a saturação, mais benéfica. O número de nascimentos vivos quantifica os benefícios”, afirmou Beall.

“Foi inesperado descobrir que as mulheres podem ter muitos nascimentos vivos com valores baixos de alguns traços de transporte de oxigénio se tiverem valores favoráveis de outros traços de transporte de oxigénio.”

As mulheres com maior taxa de sucesso reprodutivo também apresentaram um fluxo sanguíneo elevado para os pulmões, e os seus corações tinham ventrículos esquerdos mais largos do que a média - a câmara responsável por bombear o sangue oxigenado para o corpo.

Consideradas em conjunto, essas características aumentam a velocidade de transporte e de entrega de oxigénio, permitindo que o organismo aproveite melhor o baixo teor de oxigénio do ar respirado.

É importante lembrar que fatores culturais também podem interferir. As investigadoras observaram que mulheres que começam a reproduzir mais cedo e têm casamentos longos parecem ficar expostas por mais tempo à possibilidade de gravidez, o que também eleva o total de nascimentos vivos.

Mesmo controlando esse aspeto, porém, os traços físicos mostraram impacto. As nepalesas com fisiologia mais parecida com a de mulheres em ambientes não stressantes de baixa altitude tenderam a ter as maiores taxas de sucesso reprodutivo.

“Este é um caso de seleção natural em curso”, disse Beall. “Entender como populações como estas se adaptam ajuda-nos a compreender melhor os processos da evolução humana.”

A pesquisa foi publicada na Proceedings of the National Academy of Sciences.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em outubro de 2024.