Genele „economisitoare” sau scăparea de prădători ne-au mărit capacitatea de a acumula grăsimi?

De la 08.04.2009, citiți în 11 minute.

Obezitatea este o boală polietiologică rezultată din interacțiunea pe termen lung a factorilor endogeni și exogeni. Este clar că într-o oarecare măsură dezvoltarea sa este determinată ereditar, dar ce a determinat dezvoltarea genelor noastre într-o direcție atât de nefavorabilă?

evolutive
Căutarea cauzei care a transformat obezitatea într-o epidemie globală a devenit obiectivul numărul unu pentru mii de oameni de știință din întreaga lume. Unii dintre ei sunt implicați în descoperirea mecanismelor fiziologice, iar alții în procesele biochimice responsabile de acumularea unei cantități anormale de țesut adipos. Faptul că nu toți oamenii dezvoltă obezitate sub influența unor factori externi relativ identici a atras atenția chiar și a inginerilor genetici.

Genotipul nostru a evoluat de-a lungul mileniilor pe parcursul evoluției, așa că are sens că predispoziția noastră la obezitate este un proces dependent de evoluție. Acest articol va discuta cele mai populare două teorii evolutive ale obezității.

Teoria economisitoare a genelor

Încă din 1962, se știa deja că obezitatea era un proces determinat genetic deblocat de mediul nostru. Cu toate acestea, nu a existat nicio explicație de ce omul a dezvoltat un genotip care i-a pus în pericol sănătatea și chiar viața.

Inginerul genetic american James Neal a avut o explicație pentru acest fenomen prin Teoria genelor economice. Timp de mai bine de 2 milioane de ani (până la începutul neoliticului), strămoșii noștri au supraviețuit în principal colectării semințelor, rădăcinilor, fructelor plantelor, cadavrelor animalelor și parțial prin vânătoare. În toată această perioadă, alimentele au fost greu accesibile și au supraviețuit doar persoanele capabile să absoarbă complet nutrienții și să acumuleze rezerve semnificative de energie. În acest fel, a fost făcută o selecție de gene predispozante la depunerea unei cantități semnificative de grăsime - „gene salvatoare”. Conform ipotezei lui Neil, un astfel de genotip „gospodar” era vital pentru strămoșii noștri îndepărtați și nu reprezenta o amenințare pentru sănătatea umană nici în epocile ulterioare, când alimentele erau departe de a fi disponibile pe scară largă și necesitau un efort fizic considerabil.

Cu toate acestea, în lumea de astăzi, când perioada așteptată de foamete și lipsuri nu vine niciodată, acest material ereditar ne face un serviciu. Astăzi suntem copleșiți de tot felul de tentații culinare pe care le putem avea cu o singură mână sau după ce ridicăm telefonul. Activitatea noastră fizică zilnică este minimizată datorită dezvoltării industriale și a progresului tehnologic. Acești factori, combinați cu un genotip care asigură absorbția maximă a nutrienților și acumularea unor rezerve semnificative de energie sub formă de țesut adipos, Neil consideră că este principalul motiv care a dus la o răspândire atât de mare a obezității observată astăzi (1).

Din toate cele spuse până acum, este clar că teoria lui James Neal, acceptată de mult timp și folosită ca bază pentru diferite ipoteze despre moștenirea genetică a obezității, probabil că nu este absolut adevărată și cu greu ar putea fi susținută pe deplin științific. În acest caz, ar trebui să existe o explicație alternativă, poate mai plauzibilă, pentru predispoziția genetică la obezitate. Aceasta este ceea ce a fost propus recent de profesorul britanic John Speikman.

Ipoteza eliberării prădării

În 2007, Speikman a lansat un scenariu evolutiv complet nou care explică transformarea obezității într-o epidemie modernă, subliniind eliberarea rasei umane de prădare, precum și unele modificări genetice ca factori majori. Potrivit lui, strămoșii noștri aveau un sistem extrem de precis pentru reglarea greutății corporale, independent de influențele externe - de exemplu, o modificare a cantității de alimente disponibile. Au existat două limite de reglementare - superioară și inferioară.

Limita inferioară a fost determinată de importanța vitală a țesutului adipos pentru funcționarea normală a corpului uman. Adică greutatea corporală a rudelor noastre umanoide nu a scăzut niciodată sau aproape niciodată sub o anumită limită, deoarece asta ar însemna lipsa rezervelor de energie pentru o perioadă mai mare de 2-3 zile și foamete. Pe de altă parte - greutatea corporală prea mică ar crește riscul de a dezvolta boli infecțioase din cauza rezistenței reduse a organismului.

Limita superioară la rândul său, a fost predeterminat de prezența unui număr imens de prădători. În perioada evoluției umane timpurii (cu 6 până la 2 milioane de ani înainte de noua eră), populațiile prădătorilor mari erau extrem de mari. În același timp, strămoșii noștri erau mult mai mici decât omul modern, ceea ce îi făcea pradă ușoară. În acest stadiu, probabil singura mântuire pentru ei a fost evadarea. În acest caz, creșterea greutății corporale ar însemna o reducere semnificativă a mobilității lor și deces sigur. Prin urmare, se presupune că în această etapă a dezvoltării umane greutatea corporală a fost controlată în limite înguste.

În etapa următoare a dezvoltării noastre evolutive (2 - 1,8 milioane de ani înainte de noua eră) s-au produs unele evenimente de mare semnificație. Prima și poate cea mai importantă dintre acestea a fost dezvoltarea comportamentului social. Strămoșii noștri au început să se adune în grupuri mici pentru a se proteja de prădători și a le crește șansele de supraviețuire. Acest tip de comportament este observat și astăzi în rândul unor primate (de ex. Chlorocebus pygerythrus), a construit un sistem complex de semnalizare a pericolului iminent. Acest pas al dezvoltării relațiilor sociale și al unirii forțelor în sine a redus semnificativ riscul atacurilor de pradă.

În următoarele etape evolutive, focul a fost descoperit și a început producția primelor arme primitive. Îmbunătățirea și specializarea lor în utilizarea lor, împreună cu dezvoltarea structurilor sociale, au ridicat treptat omul în vârful lanțului alimentar și au eliminat aproape complet amenințarea prădătorilor. Potrivit lui Speikman, această eliminare din prădare este cel mai semnificativ fenomen evolutiv care a predeterminat dezvoltarea necontrolată a obezității astăzi, deoarece a eliminat iritantul care menține limita superioară pentru reglarea greutății. În același timp, totuși, riscul apariției diferitelor boli a menținut limita de reglementare inferioară, motiv pentru care scenariul lui Speikman presupune că în timp limitele inferioare și superioare se vor îndepărta din ce în ce mai mult una de cealaltă. Conform ipotezei actuale, predispoziția genetică la obezitate nu este o consecință a proceselor de selecție naturală (Teoria genelor frugale), ci este rezultatul lipsei de restricții pentru a preveni apariția modificărilor genetice (3).

John Speakman și-a apărat empiric ipoteza, folosind viața sălbatică ca model, o metodă adesea utilizată în paralel cu strămoșii noștri asemănători omului. Studii pe șoareci de câmp (Clethrionomys glareolus) arată că își pot regla greutatea corporală extrem de precis. Consumul de alimente bogate în grăsimi, de exemplu, nu are niciun efect asupra greutății acestor rozătoare. Își limitează consumul de alimente și își cresc activitatea fizică, astfel încât greutatea lor să rămână constantă. Dimpotrivă, în absența hranei suficiente, își reduc activitatea fizică pentru a menține pierderile la minimum, iar după revenirea la normal, încep să mănânce semnificativ mai mult, dar numai până când ajung la greutatea lor de bază. Dar de ce au nevoie de aceste animale o reglare atât de strânsă a greutății?
Șoarecii de câmp sunt mamifere mici, cântărind aproximativ 20 g, în care chiar și pierderea minimă în greutate ar reduce drastic șansele de supraviețuire în timpul unei perioade de hrănire. Pe de altă parte, acumularea a 2-3 g de țesut adipos suplimentar le-ar oferi o rezervă de energie de aproximativ 27 kcal, suficientă pentru a-și satisface nevoile de energie pentru o perioadă de aproximativ 24 de ore, chiar și la temperaturi ambiante scăzute.

Cu toate acestea, acumularea unei rezerve mai mari ar fi extrem de neprofitabilă pentru aceste rozătoare, deoarece le-ar limita mobilitatea și alegerea locurilor ascunzătoare. După cum știm bine, șoarecii de câmp ocupă un pas scăzut în lanțul alimentar și au un număr mare de dușmani naturali. Mobilitatea limitată și incapacitatea de a se ascunde îi condamnă automat la moarte. Această afirmație este susținută de o serie de fapte. Șoarecii de câmp care trăiesc în zone locuite de dușmanii lor naturali mențin o greutate corporală mai mică decât cei fără risc. După îndepărtarea prădătorilor din habitatele lor, rozătoarele s-au îngrășat progresiv. În plus, studiile efectuate într-un mediu artificial arată că, în prezența materialului biologic de la prădători, șoarecii de câmp nu se îngrașă, spre deosebire de cei crescuți fără iritanți.

Paralela dintre strămoșii noștri îndepărtați și animalele sălbatice care trăiesc astăzi poate fi acceptată ca o confirmare a ipotezei lansate de John Spiekman, deoarece rozătoarele mici nu au reușit să scape de dușmanii lor naturali în procesul de evoluție și, astfel, sunt păstrați capacitatea lor de a reglează greutatea corporală intactă. În schimb, noi, oamenii rezonabili, am urcat în vârful lanțului alimentar datorită celei mai puternice arme create vreodată, creierul, și practic nu avem dușmani naturali. În același timp, însă, ne-am transformat propriile corpuri în cei mai mari dușmani ai noștri, iar cea mai puternică armă a lor a devenit stilul de viață nesănătos pe care îl ducem.

În concluzie - indiferent dacă este cauzată de procesele de selecție naturală sau de lipsa unui mecanism care să limiteze modificările genetice care apar, latura ereditară a obezității este un fapt. Înainte să îl putem studia pe deplin și să îl putem influența, mai avem o singură alternativă - să nu permitem mediului nostru să „deblocheze” predispoziția ereditară la obezitate.

Pur și simplu - să mănânce și să trăiești mai sănătos.