Зима подарила диабет и инфаркты

11.11.2009


Пётр Смирнов

Зима подарила диабет и инфаркты


Тысячелетия суровых северных зим создали «нового человека». Короткие конечности и приземистое телосложение оказались не единственным подарком эволюции. За освоение нашими предками новой среды обитания сейчас приходится расплачиваться повышенным риском развития многих заболеваний.

Человек обладает самой уникальной и совершенной системой терморегуляции. Многочисленные потовые железы, хорошее кровоснабжение кожи, отработанные за тысячелетия «реакции» сосудов на мельчайшие колебания температуры – все эти особенности были далеко не последними факторами при возведении «царя природы» на трон.

Добавьте ещё умение использовать одежду, а позже и огонь – и то, что нашим предкам удалось пережить не одно похолодание и заселить северные территории, перестанет казаться удивительным.

Но, как известно, за всё приходится платить. В данном случае – за совершенство одной системы несовершенством другой.

Ученые из Университета Чикаго обнаружили, что способность переносить холодный климат иногда связана с частотой возникновения метаболического синдрома – состояния, когда вся система обмена веществ начинает давать сбои и приводит к одновременному появлению тучности, высокого артериального давления и диабета. Хотя определенные гены «холодоустойчивости», наоборот, помогают сохранить наше здоровье.

Метаболический синдром -- комплекс патологий, которые увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета.

В 1981 году ученые предложили случаи сочетания различных метаболических нарушений обозначить термином «метаболический синдром».

В 1988 году Джеральд Ривен, на основании собственных наблюдений и обобщения исследований других авторов, выдвинул гипотезу, в соответствии с которой резистентность к инсулину, абдоминальное ожирение, артериальная гипертензия (АГ), атерогенная дислипидемия и ишемическая болезнь сердца (ИБС) служат проявлением патологического состояния, которое он предложил назвать «синдромом Х». В 1989 году Каплан ввел термин «смертельный квартет»: сочетание сахарного диабета, ожирения, АГ и ИБС.

С 1992 года под метаболическим синдромом понимают сочетание по крайней мере двух из пяти следующих изменений:

- резистентность к инсулину со сниженной толерантностью к углеводам и гиперинсулинемией;
- дислипопротеидемия с гипертриглицеридемией и сниженным уровнем холестерина липопротеинов высокой плотности;
- склонность к тромбообразованию и повышение в плазме крови уровня ингибитора активатора плазминогена;
- АГ при повышенной активности симпатической нервной системы;
- Общее ожирение с повышенной секрецией свободных жирных кислот в портальную вену.

Ориентировочно можно диагностировать при наличии не менее трех следующих симптомов:

- Объем талии: более 88 см. у женщин и 102 см у мужчин;
- Артериальное давление: равно или более 130/85 мм. рт. ст.;
- Сахар крови натощак: равно или более 6.1 ммоль/л;
- Повышение уровня триглицеридов крови: равно или более 1.7 ммоль;
- Снижение уровня липопротеидов высокой плотности: более 1 ммоль/л у мужчин, более 1.3 ммоль/л у женщин.

Климат и температура – один из основных факторов естественного отбора, приспособление к которому играет ключевую роль в выживании вида, особенно если учесть возможную конкуренцию наших предков с неандертальцами. Во времена возникновения вида в экваториальной Африке гораздо важней была способность выживать при экстремально высоких температурах на постоянном солнцепёке. Позже, когда в поисках лучших мест обитания древние люди двинулись на север, им пришлось привыкать к совершенно другим условиям.

Согласно неодарвинизму – современному взгляду на эволюцию, эти изменения должны были «закрепиться» в геноме.

Ученые уже нашли генетические различия пигментации кожи у разных народов, которая очень важна южанам для защиты от негативного действия ультрафиолета солнца. А для других её избыток был бы губителен, ведь он повлек бы за собой недостаток выработки активной формы витамина D, участвующего в обмене кальция и фосфатов.

Поисками отличий ученые занимались и до внедрения в практику современных генетических методов. В частности, такие работы легли в основу более чем субъективной теории научного расизма Дженсена.

Ещё 130 лет назад ученые отметили, что население северных широт более «приземистое». Позже американскими учеными была показана более достоверная разница в форме тела, массе, длине конечностей и даже росте в положении сидя в зависимости от среднегодовой температуры района обитания.

Логичным было предположить, что относительно тяжелые и коротконогие северяне имеют и другой обмен веществ. Это тоже было показано для коренного населения Сибири и Северной Америки.

Фенотип и генотип. Фенотип — (от греческого слова «являю», «обнаруживаю») cовокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов.

Фенотип можно определить как «вынос» генетической информации навстречу факторам среды. В первом приближении можно говорить о двух характеристиках фенотипа: а) число направлений выноса характеризует число факторов среды, к которым чувствителен фенотип, — мерность фенотипа; б) «дальность» выноса характеризует степень чувствительности фенотипа к данному фактору среды. В совокупности эти характеристики определяют богатство и развитость фенотипа. Чем многомернее фенотип и чем он чувствительнее, чем дальше фенотип от генотипа, тем он богаче. Если сравнить вирус, бактерию, аскариду, лягушку и человека, то богатство фенотипа в этом ряду растет.

Термин фенотип предложил датский ученый Вильгельм Иогансен в 1911 г., вместе с концепцией генотипа, чтобы различать наследственность организма от того, что получается в результате ее реализации. Идею о различии носителей наследственности от результата их действия можно проследить уже в работах Грегора Менделя (1865) и Августа Вейсмана. Последний различал (в многоклеточных организмах) репродуктивные клетки (гаметы) от соматических.

Некоторые характеристики фeнотипа напрямую определяются генотипом, например цвет глаз. Другие сильно зависят от взаимодействия организма с окружающей средой — например однояйцевые близнецы могут различаться по росту, весу и другим основным физическим характеристикам, несмотря на то, что несут одни и те же гены.

Однако всё это лишь фенотипические проявления, в большинстве своем не объяснимые генетически. Анджела Хэнкок и её коллеги исследовали 82 гена, определяющих обмен веществ в 54 популяциях по всему миру. Целью, как и в других подобных работах, было выявить точечные замены одного нуклеотида на другой, которые могут приводить к более чем кардинальным изменениям функции гена и кодируемого им белка. Кроме того, это позволяет установить степень родства, то есть насколько давно разделились определенные ветви.

Под пристальное внимание ученых попали гены рецепторов лептина, влияющие на аппетит и обмен энергии. Вариант «северной зимы» определяет более высокое поглощение кислорода, а следовательно, и продукцию тепла. Ранее его уже связывали с пониженным давлением, меньшим соотношением масса/рост, а следовательно, и с меньшим риском развития метаболического синдрома.

Другие гены холодоустойчивости оказались не столь полезны для здоровья.

Теплопродукция и теплоотдача. Источников тепла в нашем организме несколько, и их вклад в общую телопродукцию меняется в зависимости от окружающих условий. Тепло вырабатывает щитовидная железа и бурый жир, сосредоточенный в области лопаток. Немало тепловой энергии выделяется и при переваривании пищи и сбраживании балластных веществ «полезными» бактериями. Дополнительно тепло вырабатывается мышцами, что особенно важно – его количество может существенно меняться при необходимости.

Организм теряет тепло несколькими путями. Небольшое количество используется для согревания пищи и для испарения влаги через дыхательные пути. Большая часть тепла теряется с поверхности кожи путем конвекции, т. е. передачи тепла в окружающую воздушную среду. Теплоотдача путем конвекции зависит от наличия градиента температур между поверхностью тела и окружающего воздуха. Вторым механизмом теплоотдачи является излучение, которое можно представить как обмен электромагнитной энергии между организмом и окружающей средой. Третьим механизмом потери тепла является испарение. Оно приобретает важное значение в тех случаях, когда температура окружающей среды превышает температуру тела или когда температура срединных отделов организма повышается при различных нагрузках.

Основным механизмом регуляции теплоотдачи является изменение объема крови, поступающей в периферические сосуды. Богатое кровообращение в коже и подкожной жировой клетчатке способствует переносу тепла к поверхности тела, где происходит его выделение. Кроме того, теплоотдача повышается при потоотделении. Потовые экзокринные железы контролируются симпатической нервной системой, которая в свою очередь реагирует на холинергическую, стимуляцию. Потеря тепла с потом может быть огромной, в 1 ч может испаряться более 1 л жидкости. Уровень теплоотдачи при потоотделении также зависит от влажности окружающего воздуха. Чем больше влажность, тем меньше возможность по­тери тепла этим путем.

Когда возникает необходимость в сохранении тепла, возбуждение адренергической вегетативной нервной системы приводит к резкому уменьшению кровоснабжения периферических сосудов. Это вызывает сокращение сосудов и пре­вращает кожу и подкожную жировую клетчатку в изоляционные слои.

В эту более обширную группу попали гены, контролирующие продукцию тепла, обмен липидов и холестерина и использование глюкозы. Например, ген FABP2 связан с чуть повышенным уровнем сахара в крови. С одной стороны, это обеспечивает организм более стабильным источником энергии, а с другой повышает риск развития диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний.

Другая составляющая метаболического синдрома – повышенное давление, частично определяемое обменом натрия. Его «экономия» северянами вполне соответствует эволюционной логике: ион натрия – определяющий в потоотделении, а следовательно, и защите организма от перегрева. Для северных народов чрезмерное потоотделение не просто бы привело к потере влаги и тепла – за счет воды на коже нарушился бы защитный барьер, что повлекло бы за собой переохлаждение.

Это один из примеров того, как выработанные тысячелетиями приспособления становятся не просто ненужными, но и вредными. Повышение калорийности пищи, хорошая теплоизоляция и снижение физической активности сделали все эти уникальные достижения естественного отбора обузой.

 


Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы добавить комментарий представьтесь, пожалуйста.
ТОП-777: рейтинг сайтов, развивающих Человека