Medicina evolutivă şi secretele sănătăţii umane
Prima pagină Stiinta

Medicina evolutivă şi secretele sănătăţii umane

Mihaela Stănescu | 06.19.2014 | ● Vizualizări: 1383
Medicina evolutivă, sau darwinistă, porneşte de la fenomenul evoluţiei prin selecţie naturale pentru a explica o serie de patologii umane cu aspecte uneori paradoxale.     (Foto: Shutterstock.com) + zoom
Galerie foto (4)

De ce există cancerul? Sau, mai general, de ce ne îmbolnăvim? Nu „cum” – de asta se ocupă cercetarea şi practica medicală, care desluşesc mecanismele moleculare şi fiziologice ce stau la temelia sănătăţii şi a bolilor. O întrebare mai dificilă este: „de ce” se îmbolnăvesc oamenii? – de ce evoluţia a structurat aceste mecanisme într-un mod care ne face vulnerabili la îmbolnăviri? De ce există bolile, de ce există durerea, de ce există tulburările psihice, de ce organismul uman are puterea de a supravieţui atacului a mii de patogeni şi totuşi cade pradă atâtor boli? Ne aflăm pe terenul de joc – sau câmpul de bătălie – al unei noi şi fascinante ştiinţe: medicina evolutivă, sau medicina darwinistă, cum i se mai spune, care porneşte de la teoria evoluţiei pentru a înţelege conceptele de sănătate şi boală. Această nouă abordare i-a ajutat pe oamenii de ştiinţă să progreseze mult în înţelegerea unor fenomene precum dezvoltarea rezistenţei la antibiotice, bolile autoimune, cancerul, diverse afecţiuni de ordin psihic. Din perspectiva evoluţiei, ele se explică prin existenţa unor structuri şi mecanisme adaptive, dezvoltate prin selecţie naturală; ele au rămas în alcătuirea fiinţei umane până azi, dar, scoase din contextul lor iniţial – căci viaţa modernă a omului nu mai seamănă cu cea a strămoşilor săi animali – îmbracă azi aspecte pe care noi le denumim patologice. Complicat? O să înţelegeţi mai bine din câteva exemple, în cuprinsul articolului.

Medicina darwinistă este, încă, o disciplină puţin cunoscută, firav reprezentată în cercetare, cu un mic număr de adepţi. Dar este una dintre cele mai interesante abordări noi ale ştiinţei medicale – una care sapă mult mai adânc, merge la rădăcina unor patologii foarte diverse, încercând să desluşească originea lor în însăşi devenirea evolutivă a fiinţelor omeneşti. Fără a se substitui abordării medicale contemporane, fără a avea pretenţia de a fi o alternativă la medicina convenţională, ea poate oferi o privire suplimentară, un spor de profunzime cunoaşterii actuale în domeniul medical. Pe urmele acestei îmbogăţiri a cunoaşterii teoretice, vor veni şi foloasele practice: noi recomandări preventive legate de sănătate şi noi terapii.

Printre adepţii acestei noi viziuni se află: Paul Davies (de la Arizona State University) şi Charles Lineweaver, de la Australian National University, promotorii unei noi teorii asupra cancerului, din perspectivă evolutivă; Randolph M. Nesse şi George C. Williams, autorii uneia dintre încă puţinele cărţi în domeniu – Why We Get Sick - The New Science of Darwinian Medicine, care, apărută în 1996, a fost una dintre primele lucrări care au explicat pe larg această nouă viziune asupra bolii şi sănătăţii.

„De ce există, în corpul omenesc, atât de minunat proiectat, mii de defecte şi slăbiciuni care ne fac vulnerabili la boli?” Aşa îşi încep autorii Nesse şi Williams primul capitol – intitulat incitant „Misterul bolii” – din cartea lor. Cu o fiziologie ameţitor de complexă, admirabil adaptat pentru a face faţă unui număr imens de probleme, supravieţuindu-le şi repunându-se pe picioare – de la infecţii cu mii de tipuri de patogeni până la fracturi sau traumatisme ale organelor interne – organismul uman are, cu toate acestea, nenumărate vulnerabilităţi, ce se manifestă prin nenumăratele patologii pe care le prezintă. Greu de înţeles acest paradox, pe care autorii îl numesc „marele mister al medicinei”. Şi totuşi, spun ei,  o perspectivă evolutivă transformă acest mister într-o serie de întrebări la care se poate răspunde.

 

O strategie a evoluţiei: compromisul

Unul dintre punctele-cheie este înţelegerea faptului că evoluţia nu face lucrurile perfect – departe de asta. Corpul uman este o colecţie de soluţii de compromis. Multe trăsături anatomice ne uimesc prin aparenta lor perfecţiune – mâinile omului sunt capabile de lucruri extraordinare! -, în vreme ce altele ne nedumeresc prin faptul că par tare „prost gândite”: dacă maşinăria corpului uman ar fi fost proiectată de un designer, numai unul foarte incompetent s-ar fi gândit, de pildă, să încrucişeze în faringe calea digestivă cu cea respiratorie, ca după aceea să încerce să-şi dreagă prostia inventând un mecanism protector (aparent o complicaţie în plus) prin care calea respiratorie este închisă de fiecare dată când înghiţim un dumicat, pentru ca acesta să nu ne intre pe trahee în loc să meargă prin esofag. (Şi, după cum ştim, acest mecanism dă greş destul de des, drept care ne înecăm cu mâncarea.) Se pot da şi alte exemple, toate arătând că, deşi nu este opera „cuiva”, ci rezultatul unui proces natural de evoluţie călăuzit de selecţia naturală, corpul uman ascunde, totuşi, multe soluţii de compromis, expresia unor căi de mijloc adoptate de evoluţie, pentru a împăca între ele cerinţe foarte diferite.

Corpul uman este o colecţie de soluţii de compromis, menite să împace cerinţe diferite.    (Foto: Shutterstock.com)

Un exemplu des citat este cel al osului radius al antebraţului, care se fracturează adesea; aşa-numita fractură Colles, a porţiunii distale (dinspre mână) a acestui os e unul dintre cel mai frecvent întâlnite tipuri de fracturi. De ce nu ne-a înzestrat evoluţia cu un os radius mai gros, mai dens, mai rezistent? Pentru că a favorizat, în acelaşi timp, sporirea complexităţii funcţiilor mâinii. Mâna umană este excepţional de îndemânatică, în stare de lucruri pe care mâinile niciunei alte specii de primate nu le pot face, dar această dexteritate neasemuită are costul ei: alcătuirea osului radius nu este foarte robustă, ceea ce îl predispune la fracturi.

Asta înseamnă compromisul evolutiv: nu se obţine perfecţiunea, ci o optimizare, în aşa fel încât să fie satisfăcute concomitent mai multe cerinţe, fiecare dintre ele în grad cât mai mare.

 

La ce e bună febra?

Un alt concept-cheie al medicinei evolutive: unele simptome ale bolilor – deşi neplăcute - sunt folositoare, pentru că sunt, în realitate, mijloace de apărare a organismului.

În această viziune, febra este un mecanism de apărare; sistemul imunitar lucrează mai bine la temperaturi mai ridicate, luptând mai eficient împotriva infecţiei. Asta nu înseamnă că nu trebuie să mai folosim deloc medicamente antipiretice (care scad febra); ele pot fi utile atunci când temperatura corpului ameninţă să devină periculos de mare (mai ales când mecanismele reglatoare ale corpului nu sunt încă bine puse la punct, ca în cazul copiilor mici) sau când febra provoacă un disconfort accentuat. Dar această teorie explică de ce, atunci când avem doar o viroză banală, n-ar trebui să ne panicăm în faţa unei febre de 37,7 şi să ne grăbim să luăm un pumn de doctorii ca să ne scadă cu un grad. 

Tot astfel, tusea este un mecanism de apărare, care a evoluat pentru a curăţa plămânii, bronhiile şi traheea de microorganisme patogene; înglobate în secreţii mucoase, aceste microorganisme ajung, prin tuse, în faringe, de unde sunt înghiţite, sfârşind în stomac, unde sunt distruse de acidul puternic din sucul gastric. 

Diareea poate fi şi ea un mecanism defensiv: este o modalitate prin care corpul uman elimină din tubul digestiv o mare cantitate de organisme patogene, grăbind astfel recuperarea. Deşi mai sunt necesare studii aprofundate pentru a arăta când e bine şi când nu e bine să luăm medicamente antidiareice, în funcţie de boala de care e vorba, unele studii comparative au arătat că, în anumite cazuri, medicamentele pot face mai mult rău decât bine; de pildă, în cazul unei infecţii cu Shigella (o bacterie care provoacă diaree severă) pacienţii netrataţi şi-au revenit mai repede decât cei trataţi cu un medicament antidiareic (Lomotil).

Durerea însăşi e un mecanism de apărare, care adesea ne fereşte de mai rău: durerea unui membru rănit ne împiedică să îl suprasolicităm (căci suprasolicitarea ar îngreuna refacerea ţesuturilor şi recuperarea funcţiilor).

Febra, durerea, inflamaţia sunt reacţii fiziologice legate de apărarea organismului, consideră adepţii medicinei evolutive.     (Foto: Shutterstock.com)

 

Dacă ştim să ne apărăm aşa de bine, de ce ne îmbolnăvim totuşi atât de des?

Există mai multe motive pentru care lumea este, totuşi, plină de boli dintre cele mai felurite.

Unul dintre motivele pentru care există atâtea boli infecţioase, în ciuda faptului că organismul uman are mecanisme de apărare atât de complexe, este acela că patogenii evoluează şi ei: ne aflăm într-o continuă „cursă a înarmărilor”, în care patogenii şi gazdele pe care le infectează (printre care şi specia umană) se adaptează şi răspund permanent unii la ameninţările celorlalţi. Aşa se explică, printre altele, apariţia rezistenţei la antibiotice a bacteriilor, una dintre marile probleme ale lumii contemporane. Ori de câte ori apare o tulpină bacteriană rezistentă la un anumit antibiotic cu care, până de curând, putuse fi învinsă, înseamnă că bacteriile au marcat un punct, au câştigat o bătălie. Dar, în alte situaţii, câştigă gazdele umane ale unor bacterii:  oamenii au devenit mai rezistenţi la anumite microorganisme decât erau în trecut. De pildă, se consideră că europenii au devenit mai rezistenţi la ciumă, în urma epidemiilor cumplite care, în trecut, au secerat o mare parte din populaţia continentului. Tot astfel, oamenii de ştiinţă sunt de părere că peste 95% din populaţia lumii prezintă, la ora actuală, imunitate la lepră, o boală care făcea multe victime în Antichitate şi Evul Mediu.

O altă cauză a bolilor este nepotrivirea dintre adaptările biologice ale speciei umane (dobândite şi consolidate pe vremea strămoşilor noştri îndepărtaţi şi încifrate în materialul nostru genetic) şi condiţiile în care trăim astăzi. Modul nostru de trai actual – alimentaţia, somnul şi multe alte aspecte – nu mai seamănă cu cel al oamenilor ancestrali. Cazul speciei umane este neobişnuit: în cazul nostru, evoluţia culturală, care ne-a schimbat fundamental modul de viaţă, a fost mult mai rapidă decât evoluţia biologică şi, cumva, a lăsat-o în urmă. Organismul uman continuă să evolueze, e adevărat, dar evoluţia biologică este, prin natura ei, lentă, iar ritmul adaptării nu ţine întotdeauna pasul cu ritmul rapid al schimbărilor ce se petrec în civilizaţia umană. E o nepotrivire – uneori chiar o ciocnire - între „natură” şi „cultură”, iar interacţiunea dintre ceea ce ştie să facă organismul uman şi provocările pe care trebuie să le înfrunte azi duce la rezultate neplăcute, din punctul nostru de vedere.

Un aspect al acestei nepotriviri ar fi cunoscuta „ipoteză a igienei”: în ţările dezvoltate, traiul în condiţii de igienă tot mai bune a produs şi un efect negativ, manifestat prin creşterea frecvenţei bolilor alergice şi autoimune. Insuficient expus germenilor patogeni încă din copilărie, în unele cazuri sistemul imunitar nu învaţă corect cum să recunoască aceşti patogeni, deosebindu-I de celulele proprii organismului, aşa încât poate ajunge să dea răspunsuri greşite şi să se comporte aberant. Bolile autoimune (de pildă scleroza multiplă) şi cele alergice (astm, eczema şi alte reacţii alergice) sunt expresia acestei „proaste educaţii” a sistemului nostru imunitar, care n-a fost şcolit cum trebuie. (Oare ar trebui să începem să mâncăm de pe jos, cum recomanda recent un reputat specialist imunolog?)

Traiul în condiţii de igienă tot mai bune are şi un efect negativ: creşterea frecvenţei bolilor alergice şi autoimune, ca urmare a lipsei de antrenament corespunzător al sistemului imunitar.     (Foto: Shutterstock.com)

Lărgind explorarea nepotrivirilor dintre adaptările biologice umane şi provocările contemporane, apariţia unor boli metabolice, precum obezitatea sau diabetul tip 2, poate fi explicată prin faptul că organismul nostru e programat să proceseze hrana într-un anumit fel, ce datează de pe vremea strămoşilor preistorici şi era adaptat alimentaţiei acestora; or, nici nu mai e nevoie să subliniem cât de deosebită este alimentaţia modernă occidentală de cea a omului primitiv

 

Depresia şi greţurile de sarcină – explicate evolutiv

Diferite alte patologii umane au fost, în ultima vreme, explicate dintr-un punct de vedere evolutiv, ca fiind adaptări străvechi, valoroase la vremea lor, prezente la oamenii primitivi ori la strămoşii animali ai omului.

Să luăm, de pildă, depresia: într-un articol dedicat perfecţionismului şi laturilor sale negative, vorbeam despre o o carte recent apărută, The Depths: The Evolutionary Origins of the Depression Epidemic, în care autorul, Jonathan Rottenberg, sugerează o asociere interesantă - din perspectivă evolutivă - între perfecţionism ca factor de risc pentru apariţia depresiei şi aşa-numita teorie a "supra-implicării", sau implicării excesive (overcommitment theory).

Punctul de pornire îl constituie o teorie a psihologilor Eric Klinger şi Randolph Nesse, care sunt de părere că „scăderea moralului”, „lipsa de chef” sau oricum i-am spune stării negative care ne face să nu mai vrem să ne apucăm de nimic constructiv ar fi apărut, în cursul evoluţiei, ca o modalitate de a ajuta animalele să renunţe la eforturile inutile. Un astfel de mecanism de “dez-implicare”, care să determine un animal să abandoneze încercările fără rost de a atinge un scop imposibil de atins, era un mod de a conserva resursele de timp şi energie, păstrându-le pentru ocazii când ar fi existat posibilităţi mai mari de succes, îmbunătăţind astfel şansele de supravieţuire.

Dar, în cazul oamenilor, relaţia lor cu cheful de a face ceva, cu ţelurile şi cu toate sentimentele ce decurg din urmărirea acelor ţeluri şi atingerea ori neatingerea lor este mult mai complexă. Autorul cărţii crede că depresia poate apărea ca rezultat al unei nepotriviri între imperativele unei fiinţe umane şi acest mecanism străvechi, care, în lumea complexă creată de om, nu mai are întotdeauna virtuţile unui mecanism adaptiv benefic individului. Perfecţioniştii prezintă în mod clar o tendinţă de supra-implicare în urmărirea unor scopuri  adesea imposibil de atins, iar incapacitatea de a se "dez-implica", de a renunţa la eforturile inutile de a îndeplini un ţel nerealist, îi poate duce la depresie.

La fel de interesantă este o ipoteză elaborată în urmă cu câţiva ani care explică, prin prisma adaptărilor biologice evolutive, greţurile matinale – o problemă de care suferă multe femei gravide.  

Într-un studiu publicat în 2006, autorii, oameni de ştiinţă din cadrul Universităţii Cornell, SUA, au analizat 56 de studii (realizate în 21 de ţări) privitoare la greţurile matinale. Au constatat că aceste stări sunt mai frecvente la femeile care au o alimentaţie bogată în zahăr şi îndulcitori, grăsimi, carne, lapte, ouă, alcool şi cafeină, şi mai rare dacă în alimentaţie predominau cerealele şi leguminoasele. Au emis ipoteza că, din perspectiva evoluţiei, aceste greţuri ar fi avut rolul de a proteja embrionul de eventualele efecte dăunătoare ale alimentaţiei mamei, în perioada în care este cel mai vulnerabil, adică primul trimestru de sarcină.

În ziua de azi, în ţările dezvoltate, ouăle şi carnea sunt, în general, alimente „sigure”, dar nu tot aşa stăteau lucrurile  pe vremea strămoşilor preistorici ai omului. Aceste stări neplăcute le-ar fi putut descuraja pe femeile gravide să consume carne, de exemplu, micşorând astfel riscul unei toxiinfecţii alimentare care ar fi putut afecta grav sarcina; aşadar, greţurile matinale ar fi putut evolua ca un mecanism menit să o împiedice pe mamă să mănânce alimente cu potenţiale efecte nocive asupra fătului. 

 

Cancerul – un dat al evoluţiei

Poate cea mai surprinzătoare idee legată de determinismul evolutiv al unor maladii este noua viziune asupra cancerului, promovată de Paul Davies şi Charles Lineweaver şi expusă într-un articol publicat anul trecut în Physics World: Exposing cancer’s deep evolutionary roots.

În concepţia lor, originea cancerului este legată de evoluţia embrionului animal şi de evoluţia organismelor multicelulare

Ideile lor vin în contradicţie cu viziunea tradiţională, conform căreia cancerul se dezvoltă independent în fiecare organism uman, datorită unei serii de mutaţii accidentale.

Davies şi Lineweaver susţin că, dimpotrivă, cancerul ar fi un răspuns organizat, sistemic, la un factor de stres sau stimul fizic; poate fi declanşat de un accident mutaţional, produs de un factor perturbator, dar, după acest moment iniţial, se dezvoltă mai mult sau mai puţin predictibil şi asta pentru că, în realitate, cancerul ar reprezenta rezultatul executării unui program celular străvechi, care există în genoamele tuturor celulelor.

E ca şi cum un computer ar trece în safe mode după ce s-a confruntat cu o problemă, explică prof. Davies, citat într-un articol recent de pe site-ul Arizona State University.

Conform teoriei lui Davies şi Lineweaver, pe măsură ce cancerul progresează, trecînd de la un stadiu la altul şi devenind din ce din ce în ce mai agresiv, în celulele canceroase se exprimă gene tot mai vechi, mai adânc „conservate”, existente la organismele multicelulare. 

Dar de ce a conservat evoluţia acest program genetic care permite dezvoltarea cancerului? De ce selecţia naturală nu a eliminat aceste gene, aparent extrem de nocive?

Pentru că, explică prof. Davies, aceste gene îndeplinesc funcţii esenţiale în cursul stadiilor timpurii ale embriogenezei (dezvoltarea embrionului) la animalele multicelulare. Ele sunt active la embrionul de vârstă mică şi intră apoi în „hibernare”, rămânând, în mod normal, într-o stare inactivă tot restul vieţii. Dar, în celulele canceroase, aceste gene ancestrale sunt reactivate, iar pe măsură ce cancerul progresează, sunt „readuse la viaţă” gene tot mai vechi, apărute tot mai devreme în cursul evoluţiei animalelor multicelulare. 

Cum ar putea fi folosite aceste informaţii în terapia cancerului? Iată un aspect: când s-a făcut trecerea de la formele de viaţă unicelulare la cele multicelulare – un eveniment extrem de important în istoria vieţii pe Terra – planeta noastră avea niveluri mici de oxigen în atmosferă. Genele străvechi despre care vorbim, asociate cu embriogeneza timpurie şi cu cancerul, au apărut aşadar în condiţiile unui mediu cu puţin oxigen şi imprimă celulei un metabolism adaptat la aceste condiţii. Celule canceroase prezintă exact un astfel de metabolism, diferit de al celulelor normale ale corpului; el este bazat pe procese de fermentaţie, ce produc energie în condiţiile unui aport scăzut de oxigen, dar necesită cantităţi mari de zaharuri.

Davies şi Lineweaver consideră că, în cazul în care celulele canceroase ar fi alimentate cu mult oxigen şi lipsite de zaharuri, aceste condiţii le-ar stresa foarte mult, poate chiar le-ar distruge. Iar o astfel de abordare ar putea reprezenta un punct de plecare pentru crearea unor noi tratamente împotriva cancerului. Cercetări viitoare urmează să verifice cât de eficientă ar fi o asemenea abordare.

Multe alte patologii vor beneficia de o nouă perspectivă, graţie noilor explicaţii oferite de medicina evolutivă. Pe măsură ce aceasta va progresa, lărgirea cunoaşterii privind originea multor afecţiuni – unele prea puţin înţelese şi, poate de aceea, foarte greu de tratat – ne va ajuta să găsim noi căi de a le preveni şi vindeca.