التكيف الفسيولوجي والتنموي في الأنثروبولوجيا الطبية البيئية:
لدى الجميع القدرة على الاستجابة للحرارة الشديدة والبرودة الشديدة أو الرطوبة العالية والمنخفضة أو الأشعة فوق البنفسجية أو المغذيات الزائدة أو الناقصة أو المواد السامة أو الكائنات الحية المسببة للأمراض، هذه القدرة تسمى اللدونة من قبل علماء الأنثروبولوجيا الطبية البيئية، ومن الواضح أن بعض الأشخاص أكثر مرونة من غيرهم في الاستجابة لضغوط مختلفة، إذ يعمل البعض بشكل أفضل في الحرارة والبعض الآخر في البرد، لأسباب معقدة تتعلق بالنظام الغذائي واللياقة البدنية والتمثيل الغذائي ونمو الطفولة.
لكن يمكن لجميع البشر تحمل مجموعة من الظروف البيئية، فالقدرة على التكيف هي جزء من برمجتهم الجينية، على عكس تكيف التغييرات في تواتر الجينات، والتي تتطلب تطوير أجيال، حيث تحدث التكيفات الفسيولوجية والنمائية خلال العمر، وبعض التغييرات لحظية، كما يحدث عندما يضيق بؤبؤ العين استجابة للضوء، وتستغرق التغييرات الأخرى وقتًا أطول، مثل تسمير الجلد بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ومعظم أنواع التكيف الفسيولوجي قابلة للعكس، لكن بعض أنواع التكيف يمكن عكسها والتي تتطور على مدى فترة طويلة وقد لا رجوع فيها، مثل اللياقة البدنية التي تتطور مع نمو الأطفال.
حتى العظم يخضع لتغييرات تكيفية، على الرغم من إنه يتم الميل إلى فكرة أن الهيكل العظمي كإطار مستقر يعتمد عليه أجزاء الجسم الأخرى، فالعظام الحية عبارة عن نسيج يعيد تشكيل نفسه ويغير شكله وكثافته استجابة للضغوط الميكانيكية للاستخدام اليومي، وتصبح أخف وزناً وأكثر هشاشة مع عدم الاستخدام، بالإضافة إلى ذلك، يقوم الهيكل العظمي عند النساء بتخزين الكالسيوم، ليتم سحبه من أجل الحمل والرضاعة.
يتساءل العديد من علماء الأنثروبولوجيا الطبية البيئية عما إذا كان ينبغي استدعاء التغييرات الفسيولوجية “التكيف”، ويحتفظون بهذا المصطلح للتغير الجيني، ومع ذلك فإنهم يحددون التكيف ليس فقط بتأثير التغيير الجيني ولكن أيضًا على المدى القصير بعمليات طويلة الأمد التي تؤدي إلى التغيير، فالنمو والتطور والتمثيل الغذائي والاستجابات للتغيرات المناخية والتغذوية، واستجابات الإجهاد الهرموني، وتطوير الأجسام المضادة استجابة لمولدات المضادات هي مجرد عدد قليل من العديد العمليات الفيزيائية الكامنة وراء القدرة على التكيف والمرونة.
التغيرات الفسيولوجية، وتسمى أيضًا التكيفات الوظيفية من قبل بعض البشر، حيث تحدث التغييرات الجينية بسرعة أكبر من التغييرات الفسيولوجية وغالبًا ما تكون أكثر تفريغ، ويمكن التمييز بين عدة مستويات من التكيف الفسيولوجي، التأقلم وهو تعديل سريع وقصير المدى لعامل إجهاد واحد.
وعادة ما يتم تحفيزه تجريبياً، والتأقلم هو استجابة أكثر انتشارًا ولكن لا يزال قابلاً للعكس وتغيير على مدى فترة أطول، واللدونة أو التأقلم التنموي، وهو مفهوم طوره غابرييل لاسكير، هو وسيط بين جينات التكيف والتأقلم، ويتكون من تغييرات لا رجعة فيها ولكن ليست وراثية والتي حدثت من خلال النمو والتنمية، واوجه الاختلاف من بين هذه المفاهيم يمكن رؤيتها في الطرق التي يتكيف بها الناس مع الارتفاعات العالية.
التكيف مع الارتفاعات العالية:
انخفاض ضغط الأكسجين في المرتفعات العالية، والتي تُعرف بأنها أعلى من 2500 متر، هي واحدة من أشد أشكال الإجهاد البيئي، وقليل ممن قد يقوم بالهبوط الذين يزورون الجبال على ارتفاع 10000 قدم فوق مستوى سطح البحر يعانون من داء المرتفعات الحاد (AMS) بسبب نقص الأكسجة.
وهو أقل من كمية الأكسجين العادية في مستوى سطح البحر في الهواء والناتجة عن انخفاض الضغط الجوي، وأعراضه الغثيان، ضيق في التنفس، والتعب، وفقدان الشهية، والصداع، وقد يعاني الأشخاص الذين يعيشون على ارتفاعات عالية طوال حياتهم من نقص الأكسجة ولكن عادةً يمكن أن يتكيفوا معه، ولكن أقلية ومعظمهم من كبار السن يصابون بمرض الجبال المزمن.
وفي مواجهة انخفاض ضغط الأكسجين، يجب على زوار المناطق المرتفعة القيام بتعديلات سريعة لضمان الأوكسجين الكافي، حيث يتنفسون بشكل أسرع، ولديهم المزيد تسارع ضربات القل ، وزيادة التمثيل الغذائي القاعدي، وكل التعديلات التي تقل بعد أسبوع أو نحو ذلك.
وتغيير آخر قصير المدى هو أن الأوعية الدموية تضيق الرئتين لتقليل انتشار الأكسجين في مجرى الدم وإعادة توزيع الدم على الأجزاء المؤكسجة بشكل أفضل في الرئتين، وفي وقت لاحق هناك زيادة تدريجية لعدد خلايا الدم الحمراء المنتشرة، مما يجعل المزيد من الهيموجلوبين متاحًا لنقل الأكسجين إلى الأنسجة.
تختلف القدرة على التكيف مع الارتفاعات العالية بشكل فردي، فبعض الناس الذين يهاجرون كبالغين من المرتفعات المنخفضة إلى المناطق الجبلية لا يفعلون ذلك أبدًا ويتأقلمون بنجاح، بينما يتكيف الآخرون ولكنهم غير قادرين على جهد العمل الكامل.
ومن ناحية أخرى، فإن السكان الأصليين في المرتفعات لديهم نفس قاعدية التمثيل الغذائي والقدرة على العمل كأشخاص على مستوى سطح البحر، وتحت ظروف نقص الأكسجين كما هو الحال في تسلق جبل إيفرست، على سبيل المثال، ويتفوق السكان الأصليون في قدرتهم على العمل دون الحاجة إلى أكسجين إضافي.
ومن الممكن أن يكون داء المرتفعات الحاد في الواقع تكيفًا مع نقص الأكسجة، وبالتالي فهو دفاع في مصطلحات الطب التطوري في الأنثروبولوجيا الطبية البيئية، بدلاً من استجابة بسيطة للتأقلم، والسبب المباشر لداء المرتفعات الحاد AMS غير معروف، فالأفراد الذين لا يزيدون معدل تنفسهم وحجم الأكسجين قد يكون الدم أكثر عرضة لتطوير AMS المزمن.
ولكن هذه الفرضية لم يتم إثباتها، وزيادة تدفق الدم في الدماغ أمر طبيعي آخر للاستجابة لنقص الأكسجة، والتشوهات في الحاجز الدموي الدماغي التي تمنع دخول مسببات الأمراض إلى الدماغ، وقد تؤثر أيضًا على هذه الاستجابة وتسبب أعراض الصداع.
التباين في التكيف مع الارتفاعات العالية:
يعيش حوالي 140 مليون شخص في 24 دولة على ارتفاعات عالية، وأفضل المجموعات التي خضعت للدراسة هم التبتيون ولداخيس في جبال الهيمالايا، وسكان جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية، ومجتمعات جبال روكي في الولايات المتحدة، ولقد كان التبتيون أطول فترة إشغال على علو شاهق.
وربما تصل إلى 25000 سنة، على الرغم من أن التحليل الجيني يشير إلى ذلك انفصل التبتيون عن سكان المرتفعات المنخفضة منذ حوالي 6000 عام، واحتل سكان الأنديز المناطق المرتفعة لنحو 6000 إلى 9000 سنة، وهكذا كان لدى كل من التبتيين والأنديز الوقت الكافي للتطور التكيفات الجينية.
وفي المقابل، عاش الناس على مدار العام في جبال روكي فقط خلال بضع مئات من السنين الماضية، بدون وقت للانتقاء الطبيعي للسمات التكيفية، ومنذ أن تطورت الأنواع البشرية على ارتفاعات منخفضة، هناك اختلافات في السمات من الناس في هذه المناطق الثلاث قد يكون بسبب الاختلاف الظاهري، مما يدل على اللدونة الهائلة لأنواع البشر.
فكيف يختلف سكان التبت والأنديز وروكي ماونتين في أنماط التأقلم التنموي؟ هل هناك اختلافات جينية؟ يبدو أن استجابة تضيق الأوعية للقادمين الجدد هي استجابة على مستوى الأنواع لنقص الأكسجة العام، وكمقيمين على المدى الطويل في كولورادو على ارتفاع 3100 م وسكان الأنديز عند 3700 إلى 4540 مترًا يعرضون هذا أيضًا استجابة، لكن في المجموعات التبتية، لا تكون الاستجابة مضيقة للأوعية دائمًا تحدث، فبعض الأفراد يحافظون على ضغط الشريان الرئوي المنخفض كما لو كانوا عند مستوى سطح البحر.
علاوة على ذلك، يتمتع التبتيون بتهوية أعلى للراحة (معدل تحريك الهواء والأكسجين عبر الرئتين) مقارنة بالمجموعات الأخرى، وقد يكون عدم استجابة تضيق الأوعية وارتفاع معدل التهوية وراثيًا، إذ يتأقلم القادمون الجدد من خلال الزيادة التدريجية في تركيز الهيموجلوبين، والذي يعيد الأكسجين جزئيًا في الشرايين، ويظل الهيموجلوبين مرتفعًا في مرتفعات الأنديز.
مع زيادة حجم اللون الأحمر لخلايا الدم، ومن ناحية أخرى، فإن التبتيين لديهم تركيز أقل للهيموجلوبين باستثناء الارتفاعات العالية جدًا، وحتى هناك، يكون الهيموجلوبين أقل مما كانت عليه في جبال الأنديز، وقد يكون هذا اختلافًا جينيًا آخر.
العديد من التعديلات التشريحية والفسيولوجية للارتفاعات العالية للسكان الأصليون نمائية، تحدث قبل الولادة وأثناء الطفولة، ففي الحمل، ارتفاع الطلب على الأكسجين للمشيمة والجنين، بسبب عدم وجود أكسجين كافٍ لتحقيق النمو الأمثل، فإن نمو الجنين غالبًا ما يكون متخلفًا ووزن الولادة أقل في بعض المرتفعات العالية ولكن ليس في كل المناطق، وفي مناطق الهيمالايا في التبت، يحدث انخفاض الوزن عند الولادة في هان صينيون ولكن ليس في التبتيين، الذين يتمتعون بدورة دموية أعلى في الرحم.
