Rak to cena za większy mózg

Analiza DNA człowieka i szympansa dowodzi, że – przynajmniej genetycznie – nasze gatunki są bardzo zbliżone. Szympans, czy to się komuś podoba czy nie, pozostaje naszym ewolucyjnym kuzynem. Dzieli nas niecałe 2 proc. zbadanego DNA. Ale różnice biologiczne są ogromne. Jedną z tych różnic jest podatność na raka. Szympansy chorują na nowotwory rzadziej niż ludzie.

Pomysł rozwikłania tej zagadki ogłosił w majowym numerze „Medical Hypotheses” John McDonald z Wydziału Biologii Georgia Institute of Technology. Jego zdaniem częstsze zachorowania ludzi na nowotwory to efekt zmian ewolucyjnych. Z jednej strony dały nam one mózgi większe i sprawniejsze niż małpie. Z drugiej – sprowadziły zagrożenie śmiertelną chorobą.

[srodtytul]Zapisane w genach[/srodtytul]

„Wcześniejsze badania dowiodły, że istnieją ogromne różnice między ekspresją genów w mózgach ludzi i szympansów. Inna jest m.in. ekspresja genów odpowiadających za zaprogramowaną śmierć neuronów – w ludzkim mózgu przebiega ona wolniej” napisał McDonald wraz z zespołem w „Medical Hypotheses”.

Cóż to takiego zaprogramowana śmierć komórek (czyli apoptoza)? Dzięki temu mechanizmowi organizm pozbywa się zużytych lub uszkodzonych elementów. Odbywa się to bez wpływu bodźców zewnętrznych – komórka popełnia samobójstwo.

Apoptozą mogą sterować niektóre geny. Ich aktywność (ekspresja) jest jednak inna w mózgach ludzi i szympansów. „Ta sama prawidłowość daje się zauważyć również w innych tkankach ludzkich, gdy porównać je z małpimi. Apoptoza u człowieka przebiega wolniej niż u szympansów” – pisze McDonald.

Jego zespół przebadał aktywność tych genów w kilku różnych tkankach, m.in. w mózgu, wątrobie, jądrach i nerkach. Podejrzenia naukowców się potwierdziły: organizm człowieka nie usuwa uszkodzonych, zmutowanych komórek tak skutecznie, jak czynią to małpy.

[srodtytul]Komórki nie chcą umierać[/srodtytul]

Naukowcy sądzą, że wolniejsza, mniej skuteczna apoptoza pomogła ludziom wykształcić większy mózg. Elementem tej układanki było także większe tempo powstawania neuronów.

Ale jest też druga strona medalu. Hamowanie apoptozy to również jedna z charakterystycznych cech nowotworów. Rak potrafi zablokować ścieżki, którymi przekazywane są polecenia uruchomienia procesu samobójczej śmierci. Zmutowane komórki dzielą się w sposób niekontrolowany, a do tego są niemal nieśmiertelne.

– Mamy większe mózgi niż szympansy i wielu naukowców skupiło się na tym, że prawdopodobnie produkujemy neurony w przyspieszonym tempie – przyznaje McDonald w rozmowie z LiveScience. – Ale uważam, że ważne jest także to, że tych neuronów nie niszczymy.

[wyimek]W przypadku niektórych chorób „efektem ubocznym” jest mniejsze ryzyko pojawienia się nowotworu [/wyimek]

– Trudno wyjaśnić, dlaczego wykształciliśmy mniej skuteczny system sterowania apoptozą – mówi amerykański naukowiec. – I właśnie dlatego wyszliśmy z hipotezą, że aby zwiększyć objętość mózgu konieczne było ograniczenie tego procesu. I nawet jeśli mniej apoptozy oznacza więcej raka, to ewolucyjnie nie było to tak ważne. Większość nowotworów i tak pojawia się po osiągnięciu wieku reprodukcyjnego.

– To na razie tylko hipoteza, więc pytanie, czy jest to prawda, czy nie, pozostaje otwarte – podkreśla prof. Stephen Hubbell, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, komentujący pomysł swojego kolegi. – Byłoby ciekawe, gdyby się okazało, że ekspresja genów u ludzi i małp wpływa na ryzyko zachorowania.

Badania zespołu Johna McDonalda wymagają jeszcze potwierdzenia. Na razie analizowano tylko ekspresję genów. Kolejnym etapem ma być ustalenie, czy rzeczywiście tempo komórkowej śmierci różni się istotnie u ludzi i małp.

[srodtytul]Gdy choroba chroni[/srodtytul]

Dodatkowym argumentem, który może potwierdzać hipotezę amerykańskiego biologa, jest to, że w przypadku niektórych chorób wpływających na funkcjonowanie mózgu „efektem ubocznym” jest zmniejszone ryzyko pojawienia się raka.

Tak jest m.in. w przypadku choroby Parkinsona. Lekarze zauważyli, że parkinson redukuje ryzyko pojawienia się większości typów nowotworów o dwie trzecie. Prawdopodobnie rolę odgrywają tu geny sterujące śmiercią komórek.

Również osoby cierpiące na zespół Downa rzadziej chorują na raka. Śmiertelność z powodu nowotworów u tych ludzi jest blisko dziesięć razy niższa niż średnia. W tym przypadku – jak niedawno ustalili naukowcy – decydują geny hamujące wzrost naczyń krwionośnych odżywiających tkanki.

[ramka][srodtytul]Ludzie i szympansy – bliscy krewni[/srodtytul]

Nasze drogi rozeszły się 6 – 7 mln lat temu, a mimo to dystans genetyczny między nami (1,24 proc. DNA) jest mniejszy niż między dwoma gatunkami gibonów (2,2 proc.). Po odrzuceniu genetycznych śmieci okazało się, że różni nas zaledwie 0,6 proc. aktywnej struktury DNA. „Pod tym względem i pod wieloma innymi jesteśmy po prostu jeszcze jednym gatunkiem szympansa” – pisze Jared Diamond w książce „Trzeci szympans”.

Potwierdzają to kolejne obserwacje. Szympansy potrafią posługiwać się ponad 40 rodzajami narzędzi, takimi jak młotki, haczyki czy oszczepy. Za pomocą tych ostatnich prowadzą polowania z nagonką, w których myśliwi odgrywają ściśle określone role: przynęty, naganiacza bądź atakującego. Mają ustaloną hierarchię, tworzą grupy opierające się na sojuszach politycznych. Spory rozwiązują nie tylko siłą – potrafią wylewnie się godzić, obdarzając się całusami i uściskami. W podobny sposób pocieszają poszkodowanych kuzynów, co świadczy o ich rozwiniętej empatii. Istnieje nawet szympansia odmiana prostytucji: samce wymieniają mięso upolowanych zwierząt na usługi seksualne samic.