Archive for the ‘Twoje geny i pożywienie: wczoraj, dziś i jutro’ Category

W górę Nilu

Wszystkie te dowody ukazują potęgę śledzenia historii ludzkości za po­mocą genetyki. Analizy DNA znalezionego w mitochondriach plemion afrykańskich wzdłuż Nilu są zgodne z wzorcem migracji na północ do Dolnego Egiptu. Te dowody zapisane w DNA ugruntowują teorię po­chodzenia człowieka z Afryki i potwierdzają główną myśl tej książki, że w czasach prehistorycznych człowiek żył w bogatym i biologicz­nie zróżnicowanym środowisku podzwrotnikowej Afryki. Dalsze ba­dania nad DNA pokazują, że większość zmian genetycznych u ludzi zaszła przed migracją człowieka z kontynentu afrykańskiego. DNA plemion z Afryki zawiera 85% odchyleń, jakie dziś obserwujemy we współczesnych populacjach na całym świecie. Jeśli badamy DNA do­wolnej grupy na świecie, zauważamy ten sam stopień zmian pomiędzy DNA jej osobników. Zatem różnice w naszym osobistym DNA, które umożliwiają nam rozkład różnych związków chemicznych w naszym środowisku lub czynią nas podatnymi na choroby przewlekłe, są prasta­rymi genami, które już były bardzo zróżnicowane u ludzi rozwijających się w rajskim ogrodzie gdzieś w Afryce. Badania te pokazują także, że geny, które określają optymalną dla nas dietę, ukształtowały się niezależnie od rasy i odzwierciedlają zróżnicowaną biologicznie dietę spożywaną przez ludzi w Afryce miliony lat temu.

Wielcy kapłani i g enetyczne świadectwo istnienia wymarłego plemienia

  • Wielcy kapłani i armie najeźdźców

Badając obszary odchyleń w sekwencji DNA na chromosomach Y, moż­liwe jest śledzenie migracji mężczyzn, patrząc zaś na DNA mitochondriów, możemy odrębnie śledzić migrację kobiet. Badania genetyczne chromosomu Y potwierdziły charakterystyczną tożsamość Kohenów, żydowskiego plemienia, z którego pochodzili duchowni w czasach świątyni w Jerozolimie. Ich tradycje są wciąż przekazywane z ojca na syna. Choć dzisiaj właściwie nie ma duchowieństwa w synagogach, mężczyźni ci recytują modlitwy w imieniu całego zgromadzenia. Wśród innych grup Żydów z wielu krajów na całym świecie potomkowie Kohenów mają takie same wyjątkowe geny na swych chromosomach Y. W tym samym czasie badania DNA mitochondriów w różnych krajach świata wykazały, że kobiety były zdobywane i brane do niewoli przez armie najeźdźców, co doprowadziło do domieszania większej ilości materiału genetycznego kobiet niż mężczyzn. W różnych częściach świata mężczyźni podbitych plemion byli zabijani, a ich chromoso­my Y nie były przekazywane następnym pokoleniom, DNA mitochondrialne ich żon zaś przetrwało.

  • Genetyczne świadectwo istnienia wymarłego plemienia w Afryce

Grupy takie jak Żydzi aszkenazyjscy z Europy Wschodniej, którzy wywędrowali daleko od swojego miejsca pochodzenia na Bliskim Wschodzie, mają DNA mitochondrialne bardziej podobne genetycz­nie do innych populacji z Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej niż do ludzi zamieszkujących Europę Wschodnią. Dowody genetyczne potwierdzają także ustny przekaz, że Lemba, posługujący się językiem Bantu lud z Afryki Południowej, wywodzi się od Żydów, którzy wy­emigrowali z Bliskiego Wschodu do Jemenu 2700 lat temu i do Afryki Południowej 2000 do 2400 lat temu. Ponad 50% chromosomów Y w po­pulacji Lemba zawiera geny, które są powszechne w populacji Żydów, ale brak ich u ich afrykańskich sąsiadów.

Chromosomy Y tatusia i mitochondria mamusi

Niektóre odchylenia w chromosomie Y, który znajduje się wyłącznie u mężczyzn, przysporzyły dalszego poparcia tezie doktor King i doktor Owen. Dodatkowe wsparcie pochodzi z odchyleń w DNA przenoszo­nych na subkomórkowych (mniejszych niż komórka) strukturach zwa­nych mitochondriami, które zawierają własne DNA i przekazywane są potomstwu przez zapis genetyczny matki. Przyjrzyjmy się temu bliżej.

Gdy komórka jajowa zostaje zapłodniona, przyjmuje DNA z jądra plemnika i to jest wkład ojca w budowanie genotypu dziecka. Udział matki pochodzi z cytoplazmy komórki jajowej, płynnej substancji otaczającej jądro, zawierającej mitochondria i inne ważne składniki komórki. Mitochondria działają jak mikroskopijne generatory energii, które napędzają aktywność komórkową. Uważa się, że mitochondria są rodzajem prymitywnej bakterii, która w czasie ewolucji w jakiś sposób została wchłonięta, z jej własnym DNA, przez pierwotne komórki. Ten dodatek obdarzył komórki możliwością produkowania energii dzięki spalaniu za pomocą tlenu zasobów paliwa, takich jak węglowodany i tłuszcze, oddając wodę i dwutlenek węgla jako produkty końcowe.

Synowie dziedziczą chromosom Y od swych ojców i chromosom X od matek. Chromosom Y odpowiada za płeć męską, bez niego dziecko będzie dziewczynką, dziedziczącą chromosom X od każdego rodzica.

Rodzaj ludzki

  • Rodzaj ludzki zasiedla ziemię

Gdy ludzie zasiedlili całą kulę ziemską, napotkali dużą różnorodność warunków środowiska i lokalnej żywności. Około 20 tys. lat temu lu­dzie z Afryki dotarli do Syberii, a zaledwie 12 tys. lat temu przeszli na Alaskę i kontynent północnoamerykański. W czasie gdy poszuki­wali sposobów utrzymania się przy życiu i dalszego rozwoju w tych odmiennych warunkach, ich ewolucja kulturalna postępowała w od­powiednim tempie. Ich geny prawdopodobnie musiały się zmieniać w jakimś zakresie, ale aż do momentu pojawienia się nowoczesnego rolnictwa i żywności przetworzonej pozostawały mniej więcej w har­monii ze swym otoczeniem i spożywanym pożywieniem.

  • Wielka, szczęśliwa rodzina?

Zanim ludzie rozpoczęli swą migrację z Afryki, żyli tam niczym w raj­skim ogrodzie – mocno zróżnicowanym biologicznie środowisku, któ­re kształtowało ludzkie DNA w taki sposób, by umożliwić gatunkowi jako całości przetrwanie i rozkwit. Artykuł niedawno opublikowany w czasopiśmie „Science” autorstwa doktor Kelly Owens i doktor Mary Claire King, obie z University of Washington w Seattle, wskazuje, iż z powodu naszego wspólnego pochodzenia z rajskiego ogrodu cała wiedza o rasie, mająca ogromny wpływ na światową politykę i stosun­ki międzyludzkie, jest błędna. Stwierdzają, że teza, iż historia ludzi to historia różnych gatunków, jest niepoprawna z biologicznego punktu widzenia. Według autorek artykułu, wszystkie istotne zmiany w kodzie genetycznym człowieka nastąpiły, zanim ludzie wyemigrowali z Afryki i przekształcili się w to, co dziś znamy jako różne rasy. W populacjach składających się z osobników mających ten sam kolor skóry i dziedzic­two, tak samo jak w etnicznym tyglu współczesnego amerykańskiego miasta, genom każdej osoby zawiera około 85% wszystkich możliwych odmian z ludzkiej puli genów.

Dowody naukowe potwierdzają ich teorię. Powierzchowne cechy koloru skóry i rysy twarzy prawdopodobnie odzwierciedlają wpływy różnych klimatów na ukształtowany już genom ludzki. Najbardziej oczywiste różnice pomiędzy rasami to kolor skóry i włosów. Wydają się one różnić z powodu drobnych odchyleń w jednym typie receptorów hormonów. U osób o jasnej cerze występuje odchylenie w recepto­rze hormonu, który pobudza ciemnienie skóry (hormon melanotropowy). Wydaje się, że zwyczajny brak takiego odchylenia jest przyczy­ną, dla której skóra u Afrykanów jest raczej ciemna niż jasna. W pew­nym punkcie historii, z powodu mutacji genów, które kodują receptor hormonu melanotropowego, z rasy afrykańskiej wykształciła się rasa biała.

Krótka historia początków ludzkości na ziemi

Zycie na ziemi zaczęło się kilka miliardów lat temu, a dinozaury wy­ginęły mniej więcej 65 milionów lat temu. Około 4 milionów lat temu nasi praludzcy przodkowie zaczęli się poruszać w pozycji wyprosto­wanej, rozwinąwszy się na tyle, by odróżniać się od naszych naj­bliższych krewnych, goryli i szympansów. A dwa miliony lat temu istniały dwa, a być może trzy gatunki praczłowieka, z których jeden mniej więcej w tym czasie zaczął wytwarzać prymitywne narzędzia kamienne.

Około 1,7 miliona lat temu Homo erectus- wymarły przodek Homo sapiens, gatunku współczesnego człowieka – zamieszkiwał w Afry­ce, stosując zróżnicowaną dietę zawierającą mięso, rośliny i owady. Około miliona lat temu Homo erectus po raz pierwszy opuścił Afrykę, udając się na wschód, do dalekich zakątków Azji. Wykopaliska archeologiczne ujawniły pozostałości po Homo erectus w Chinach, na Jawie i w Europie.

Człowiek współczesny, czyli Homo sapiens, pojawił się na scenie zaledwie około 500 tys. lat temu – to jak mrugnięcie oka na linii czasu ewolucji naszej planety. Pomiędzy 130 tys. a 40 tys. lat temu w Europie powstał inny gatunek, który nie był zupełnie taki jak Homo erectus czy Homo sapiens. Ten gatunek, dziś powszechnie nazywany Neandertalczykiem, był prawdopodobnie odrębnym gatunkiem, który nie mógł z powodzeniem rozmnażać się z Homo sapiens. Neandertalczyk znik­nął 30 tys. lat temu, ustępując miejsca człowiekowi współczesnemu migrującemu z Afryki i osiedlającemu się w całej Eurazji. Większość naukowców uważa, że kluczowym krokiem, który przyspieszył ewo­lucję kulturalną, dając Homo sapiens przewagę nad wszystkimi po­przednimi człowiekowatymi, był rozwój mowy. Pomiędzy 100 tys. a 50 tys. lat temu rozwój krtani lub zmiana w strukturze mózgu mogły doprowadzić do rozwoju mowy, a wraz z nią słowa mówionego.

Pełny obraz

Jedzenie niczym z koryta, skrajne odchylenie w naszym sposobie od­żywiania, przyczyniło się do zaburzenia równowagi pomiędzy dietą i genami. Nie można na nie patrzeć oddzielnie, ale musi być rozpatry­wane w kontekście zbyt niskiej aktywności, ograniczonej i monoton­nej diety, zmniejszonego spożycia błonnika i wspomagających zdrowie substancji z żywności roślinnej oraz zwiększonego spożycia cukrów rafinowanych i dodawanych, przetworzonych olejów roślinnych. Rów­nowagi pomiędzy taką dietą a naszymi genami nie przywróci się przez zwykłe stosowanie preparatów multiwitaminowych. Choć w wielu społecznościach brak witamin wynika z monotonnej diety, pojawienie się w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku wzbogacanej żywności, na przykład mleka z dodatkiem witamin A i D oraz wzbogacone wita­minami płatki śniadaniowe sprawiły, że ewidentny niedobór witamin nie jest w amerykańskim społeczeństwie powszechny. Pewne geny, któ­re powstały w innej minionej epoce, zaprogramowały nasz organizm, by oczekiwał zupełnie innego zestawienia produktów roślinnych, któ­rego już nie zjadamy. Jak się okazuje, u osób genetycznie podatnych ten brak równowagi odgrywa istotną rolę i sprzyja rozwojowi chorób przewlekłych, w tym chorób serca i nowotworów.

Dlaczego kobiety mają więcej tkanki tłuszczowej niż mężczyźni?

Dlaczego tak się dzieje, że kobiety mają więcej tkanki tłuszczowej przy danej masie ciała niż mężczyźni, nawet jeśli zjadają mniej pożywienia? Kobiety z reguły posiadają mniej tkanki mięśniowej niż mężczyźni tego samego wzrostu. Mięśnie spalają około 31 kalorii na kilogram dzien­nie, tkanka tłuszczowa zaś bardzo niewiele. Typowa kobieta spotka­na w mojej klinice spala 1200 do 1400 kalorii dziennie w spoczynku, jej mąż zaś, będąc w spoczynku, spala 2000 do 2200 kalorii dziennie. Mimo że zjada mniej kalorii niż jej mąż, wciąż przybiera na wadze i bardzo ciężko jej zapanować nad tkanką tłuszczową.

U kobiet rozrost komórek tłuszczowych w pewnych częściach jest odpowiedzią na działanie żeńskich hormonów. Tkanka tłuszczowa jest ważnym organem w czasie ciąży i karmienia piersią. W przetrwa­łych kulturach myśliwych-zbieraczy kobiety karmiły swe dzieci pier­sią od roku do dwóch lat. Każdego dnia produkcja pokarmu pochła­niała około 500 kalorii. By móc zapewnić taką liczbę kalorii, kobiety musiały mieć zapasy tłuszczu na biodrach i udach. Mężczyźni do pew­nego wieku nie tyją poniżej talii, chyba że wzrośnie u nich stężenie hormonów żeńskich.

Jednak ta równowaga tłuszczowa u kobiet zmienia się w ciągu ży­cia. Z początkiem okresu dojrzałości tłuszcz odkłada się na biodrach i udach. U różnych kobiet trwa to różną ilość czasu. U niektórych ko­biet tkanka tłuszczowa nie gromadzi się aż do pierwszej ciąży. Gdy zbliża się menopauza, tłuszcz przemieszcza się i zwiększa się ilość tkanki tłuszczowej piersi.

Takie przemieszczenie tłuszczu jest zaprogramowaną w naszych genach zmianą, która pojawia się wraz z menopauzą. Menopauza jest zjawiskiem wyłącznie ludzkim, a teraz, gdy średnia długość życia ko­biety tak bardzo wzrosła, genetyka menopauzy i starzenia się musi być uwzględniona u kobiet, które chcą zachować równowagę genów i diety.

U mężczyzn gospodarka hormonalna także zmienia się z wiekiem, co zostało nazwane andropauzą. Gdy mężczyzna się starzeje, jego masa mięśniowa się zmniejsza, stężenie męskich hormonów spada, a stężenie hormonów żeńskich może lekko wzrosnąć. W reakcji na zwiększone stężenie żeńskich hormonów poniżej pasa zaczyna się odkładać tkanka tłuszczowa.

Komórki tłuszczowe a twój punkt regulacji

Komórki tłuszczowe organizmu nie są bierne; one również przesyłają sygnały zwrotne do mózgu, by obniżyć spożycie żywności i zwiększyć aktywność fizyczną. Tu właśnie idea genetycznego punktu regulacji nabiera naukowej wiarygodności. W danych warunkach genetyka określa ilość tkanki tłuszczowej i jej rozmieszczenie w danym orga­nizmie. Podczas II wojny światowej w Danii para bliźniąt została roz­dzielona i wychowana w różnych domach. Wiele lat później bliźnięta spotkały się i sfotografowały. Pomimo że były wychowane w różnych środowiskach, ich masa ciała, tkanka tłuszczowa i jej rozmieszczenie w ich organizmach były niezwykle podobne.

Układ tkanki tłuszczowej i mięśni jest do pewnego stopnia genetycz­nie określony, ale ilość tłuszczu i mięśni zależy od rezultatów zachowań ludzi – od spożycia żywności i ćwiczeń. Szokujący jest fakt, że u jed­nego na dwóch Amerykanów nadwaga świadczy o braku równowagi pomiędzy genami i dietą w naszym społeczeństwie. Jest to wynikiem połączenia indywidualnych zachowań, predyspozycji genetycznych i czynników społeczno-ekonomicznych, które odmieniły nasze zaso­by żywności zarówno w sensie ilości pożywienia, jak i jego charakteru, w porównaniu z naturalnymi zasobami żywności sprzed tysięcy lat.

Czego możesz się nauczyć od szczura

Nasze laboratoryjne szczury także jedzą przy korycie – dosłownie. Daje­my im tyle karmy, ile mogą zjeść. Przed drugim rokiem życia są jedna­kowo otyłe, mają nowotwory i osłabiony układ odpornościowy. Gdy sto­sujemy u tych zwierząt dietę, zmniejszamy częstość występowania no­wotworów, wzmacniamy funkcje odpornościowe i wydłużamy długość życia. Gdy u takich szczurów stosujemy bezsmakową, monotonną die­tę, lepiej potrafią kontrolować masę ciała. Jedzą, gdy są głodne, i prze­stają, gdy są syte.

Jeśli stosujemy u szczurów tak zwaną „dietę stołówkową”, przygoto­waną z różnorodnych przekąsek, takich jak masło orzechowe, czeko­lada, ciastka i pepperoni, stają się tak otyłe jak zwierzęta z ciężkimi formami otyłości genetycznej. U ludzi zróżnicowanie również może powodować przejadanie się. W badaniach prowadzonych przez doktor Susan Roberts z Tufts Univerisity odkryto, iż zwiększenie różnorodno­ści w którejkolwiek kategorii żywności – z wyjątkiem warzyw i owo­ców – powoduje przybór masy ciała. Zwiększenie różnorodności wa­rzyw wiązało się z obniżeniem masy ciała, a zwiększenie różnorodności zjadanych owoców nie miało na nią wpływu.

Nasza genetyka jest wystarczająco podobna do szczurzej, by podsta­wowe zasady dotyczące równowagi energetycznej i spożycia żywności odnosiły się do obu gatunków. Zarówno ludzie, jak i myszy muszą się poddać pierwszemu prawu termodynamiki: energia przyjęta musi się równać energii oddanej i energii zmagazynowanej. Jeśli zjadamy więcej energii w pożywieniu, przy braku zwiększonej aktywności fi­zycznej, będzie ona zmagazynowana jako tłuszcz.

Przejadanie się a ryzyko cukrzycy, chorób serca i nowotworów

Jedzenie przy korycie ma znacznie więcej konsekwencji niż tylko zwięk­szenie masy ciała. Nadmierne spożycie wysokokalorycznych produk­tów wysyła twemu organizmowi sygnały, które uruchamiają podział komórek. Zwiększony podział komórek to pierwszy krok do tworzenia się narośli nowotworowych. Prowadzi też do zatykania tętnic i gro­madzenia dodatkowych kilogramów, które mogą predysponować cię do cukrzycy. Wzmożony podział komórek oznacza też większą pro­dukcję wolnych rodników i może prowadzić do uszkodzeń DNA i po­wstawania nowotworów. Dzieje się tak, szczególnie gdy dieta jest wysokokaloryczna, ale brak w niej przeciwutleniaczy. Gdy dostarczasz komórkom zbyt dużo kalorii bez związków fitochemicznych, które na­tura pierwotnie „spakowała” razem, przygotowujesz grunt do rozwoju nowotworów.

Oszacowano, że w ciągu kilku następnych dziesięcioleci u jednego na dwóch mężczyzn oraz jednej z trzech kobiet powyżej pięćdziesiątego roku życia wykryty zostanie nowotwór. Przy nowoczesnych metodach diagnostycznych większość z tych nowotworów będzie mała i uleczal­na. Więcej energii poświęci się na szukanie sposobów zapobiegania nowotworom niż na ich leczenie. Dowody wskazują, że gdy kobiety z rozpoznanym rakiem piersi obniżają masę ciała, ich rokowania są lepsze niż w wypadku kobiet, które tyją.