Sigurno ste do sada prisustvovali raspravi o tome koja je hrana najbolja za nas, jesmo li biljojedi ili mesojedi po svojoj prirodi, treba li da se hranimo kao naši preci, da jedemo namirnice koje su sa našeg podneblja ili pak da koristimo blagodeti široke dostupnosti hrane tokom cele godine.
Mnogo je pitanja koja čekaju odgovor, a mnogo je i saznanja koja možemo pratiti kroz vreme i razvoj čovečenastva. Pre svih trendova, dijeta, režima, bila je biologija. A kada biologiju sagledavamo kroz vremensku prizmu promena onda to zovemo evolucijom.
Vežite se, ukrcavamo se u vremensku mašinu!
Evolucija se često zasniva na pozitivnoj prirodnoj selekciji, odnosno na procesu u kojem poželjna osobina povećava svoju prisutnost u populaciji. Pored procesa pozitivne selekcije, postoje i slučajne mutacije i događaji koje zovemo rekombinacije, koji mogu izazvati genetske pomake. Na primer, pojedinci sa genetskom prednošću da u odrasom dobu mogu da svare laktozu i imaju sa mlekom važan dodatni izvor ishrane su bili favorzovani, jer je to u prošlosti značilo da su ove jedinke bile uspešnije u reprodukciji, jer su imale veći broj preživele dece, koja tada takođe nose istu povoljnu varijantu gena. Izjava „Ništa u biologiji nema smisla osim u svetlu evolucije“ implicira da je evolucija, barem u prošlosti, bila i za ljude dominantan pokretač razvoja bilo koje vrste biološkog procesa i njegovog prilagođavanja promenama životne sredine.
Migracije Homo Sapiensa
Pre oko 2 miliona godina preci danšnjih ljudi koji su živeli u Africi izgubili su većinu dlaka na telu, kako bi efikasnijim znojenjem poboljšali svoju izdržljivost. Njihova početna bleda koža razvila je intenzivnu pigmentaciju, kako bi se zaštitila od opekotina od sunca i raka izazvanog UV zračenjem. Intenzitet pigmentacije kože, očiju i kose može se objasniti promenama u više gena koje su imale snažan adaptibilan kapacitet. Na primer, bleda koža evropskih populacija se objašnjava prvenstveno promenama povezanim sa genima OCA2 i SLC24A. Smanjena pigmentacija kože može povećati efikasnost UV-B-indukovane proizvodnje vitamina D3, što je važno za populacije koje žive na višim geografskim širinama.
Anatomski moderni ljudi (Homo sapiens) evoluirali su u istočnoj Africi pre nekih 250.000 godina i prvo se raširili po celom afričkom kontinentu. Pre oko 75.000 godina, njihova podgrupa je migrirala prvo u Aziju, a zatim dalje u Okeaniju, Evropu i Ameriku. Broj savremenih ljudi koji su u to vreme napustili Afriku i dobili pretke svih homo sapiensa na drugim kontinentima bio je daleko manji od onih koji su ostali u Africi.
Uporni dolazak Homo sapiensa u Evropu bio je pre oko 42.000 godina. I u Evropi i u Aziji savremeni ljudi su se susreli sa neandertalskim i denisovskim homininima, koje su nadmašili ukrštanjem. Neke varijacije gena neandertalca takođe pokazuju korisne efekte, na primer, one koje jačaju imuni sistem. U Evropi su lovci-sakupljači prvo živeli na jugozapadu kontinenta bez leda i pre 11–12.000 godina, nakon završetka ledenog doba, neki od njih su pratili migraciju životinjskih krda u severnu Evropu. Ovi takozvani anatolski farmeri upoznali su lovce-sakupljače sa konceptom poljoprivrede i na taj način započeli neolitsku revoluciju.
Poljoprivrdu karakteriše odustajanje od nomadskog načina života i pripitomljavanje niza biljnih i životinjskih vrsta. Pre nekih 5000 godina, u Evropu je stigao drugi talas migranata koji su bili stočari iz Jamnaje koji su potekli iz evroazijske stepe, uveli su točak, konja i svoje indoevropske jezike nametnuli evropskom stanovništvu i naselili se prvenstveno u severnoj Evropi. Obe grupe migranata su imale svetliju kožu od lovaca-sakupljača odnosno svetla boja kože današnjih Evropljana postala je česta tek u poslednjih 5000 godina. Neolitska revolucija izazvala je brzo povećanje broja stanovnika u Evropi, kao što je upotreba mlečnih proizvoda kao izvora hrane za odrasle i uspon poljoprivrede.
Evolucija ljudske ishrane
Do pre nekih 10.000 godina svi pripadnici naše vrste bili su lovci i sakupljači, odnosno jeli su divlje životinje i biljke sa procenjenim odnosom od 20%/80%. Ova prvenstveno biljna ishrana imala je prilično nisku energetsku gustinu, srednji sadržaj vlakana i malo masti. Štaviše, paleolitska ishrana nije sadržala šećer i imala je malo soli, ali je imala visoku gustinu mikronutrijenata i antioksidativni kapacitet. Pošto je ovaj period trajao nekih 240.000 godina, odnosno oko 10.000 generacija, vreme za prilagođavanje ovoj vrsti hrane, može se smatrati referencom na koju se prilagodila biohemija našeg tela.
Odustajanje od navike lovaca i sakupljača i postajanje farmera počelo je u različitim regionima sveta još pre 10.000 godina. Ovu neolitsku revoluciju karakteriše upotreba pripitomljenih biljaka i životinja. Promenio je obrazac ishrane uvođenjem šećera i upotrebom soli za konzervaciju. Ishrana bogatija energijom dovela je do značajnog povećanja gustine naseljenosti. Međutim, neželjeni efekat života u bliskom kontaktu sa mnogim drugim pojedincima, kao i sa brojnim domaćim životinjskim vrstama, bio je povećan teret zaraznih bolesti, od kojih mnoge potiču upravo od životinja. To su bolesti koje lako prelaze sa životinja na ljude različitim putevima. Najpoznatije zoonoze su vama recimo pticiji i svinjski grip. Dakle, promena u ishrani kao i zarazne bolesti stvorile su evolucione pritiske koji su podstakli prilično brzu adaptaciju nekoliko ključnih gena.
Industrijska revolucija, koja je započela pre više od 250 godina, rezultirala je velikim brojem mašina i transportnih vozila, tako da su pojedinci morali da ulažu sve manje fizičke aktivnosti u svakodnevni rad. Paralelno, korišćena je rafinisana hrana, poput ulja i žitarica, tako da se smanjio sadržaj vlakana u ishrani i povećao opterećenje šećera i masti. Od pre nekih 50 godina, pominje se način ishrane koji karakteriše visok unos prethodno upakovane hrane, rafinisanih žitarica, crvenog mesa, prerađenog mesa, napitaka sa visokim sadržajem šećera, slatkiša, pržene hrane, putera i drugih mlečnih proizvoda sa visokim sadržajem masti kao zapadnjačka dijeta. Današnja ishrana ima glikemijsko opterećenje veće nego ikada u našoj istoriji, dok je paralelno zbog tehničkih revolucija u transportu i kompjuterizaciji fizička aktivnost dodatno opala. Zbog toga sve veći deo svetske populacije dobija pozitivan energetski bilans, što je glavni razlog svetske epidemije prekomerne težine i gojaznosti. Zajedno, naše prehrambene navike se menjaju u periodu od samo dve generacije drastičnije nego u bilo kom drugom periodu u istoriji naše vrste. Ovaj vremenski period je prekratak da bismo očekivali bilo kakve genetske adaptacije.
Genetska adaptacija na promene u ishrani
Evolucija naše vrste je u velikoj meri vođena promenom naše ishrane i životne sredine i omogućila nam je da napredujemo i preživimo. Na primer, mi smo jedina vrsta koja je izmislila, već pre nekih 780.000 godina, upotrebu vatre za kuvanje. Ovo je rezultiralo ishranom sa manjim opterećenjem mikroba koja je pored toga bila lakša za varenje. Na taj način, kuvanje je povećalo prinos energije iz ishrane i pokrenulo povećanje našeg mozga, koje u velikoj meri zavisi od glukoze. Pored toga, razvili smo receptore za slatki ukus, što nam omogućava da otkrijemo većinu energetski bogatih izvora hrane. Danas ovaj instinkt preživljavanja, nažalost, doprinosi prekomernoj težini i gojaznosti.
Ljudska ishrana danas se uglavnom sastoji od skroba različitih vrsta i oblika žitarica, krompira ili drugog koreenastog povrća. Skrob se može razgraditi do glukoze pomoću enzima amilaze (AMI). Porodicu AMI gena čini AMI1, koji se luči u ćelijama koje proizvode pljuvačku, kao i AMI2A i AMI2B koji se stvaraju u pankreasu. Broj kopija gena AMI1 porastao je u populacijama, kao što je Japan, gde se favorizuje ishrana bogata skrobom, kao što je pirinač, dok je u drugim populacijama, kao što su sibirski jakuti, koji prvenstveno jedu ribu i meso, broj kopija ostao nizak. Zanimljivo je da se nakon pripitomljavanja vuka pre nekih 30-40.000 godina, broj kopija gena AMI1 kod pasa takođe značajno povećao, kako bi bolje svarili ostatke ljudske hrane.
Klaster gena za alkohol dehidrogenazu (ADH) je još jedan primer pozitivne evolucione selekcije kod ljudi. Sa pronalaskom poljoprivrede postala je popularna proizvodnja i potrošnja fermentisanih alkoholnih pića. Kada su ljudi počeli da konzumiraju alkohol u većim količinama, postojao je evolutivni pritisak za više gena koji kodiraju enzime koji metaboliziraju etanol. Zanimljivo je da se današnje populacije značajno razlikuju po svojoj osetljivosti na alkoholna pića. Međutim, postoje dokazi da je prilagođavanje ljudi na konzumaciju alkohola već počelo mnogo ranije nego u doba neolita.
Glavni primer genetske adaptacije vođene ishranom izaziva perzistentnost laktaze, odnosno sposobnost varenja mlečnog šećera (laktoze) tokom celog života, a ne samo kao malo dete koje se doji. Opstanak enzima laktaze je veoma zastupljena u Evropi, dok je u osnovi nema u jugoistočnoj Aziji. Laktoza je glavni izvor energije ugljenih hidrata za bebe. Podrazumevano stanje kod starije dece i odraslih je značajno smanjena ekspresija LCT gena nakon prestanka dojenja, kako bi se izbegla konkurencija novorođenčadi za majčino mleko. Kada osobe razviju preteranu osetljivost na konzumaciju laktozu, često dobijaju crevne simptome, kao što su nadimanje, grčevi, dijareja i mučnina, zbog čega izbegavaju da piju mleko.
Mleko je savršen izvor ugljenih hidrata, masti i kalcijuma. Kada je u prošlosti nakon odvikavanja od majčinog mleka izostajao unos zaštitnih antitela, smrtnost dece od zaraznih bolesti bila je veoma visoka. Nasuprot tome, kada su deca razvila toeranciju prema laktozi, mogla su da koriste mleko domaćih životinja kao pouzdan izvor ishrane i imala su značajnu prednost u preživljavanju. Stoga su takve varijante gena bile pod snažnom pozitivnom evolutivnom selekcijom naročito u Evropskoj populaciji.
Evolucija humanog imuniteta
Zajedno sa nedostatkom hranljivih materija, infekcija različitim patogenima je najizazovniji događaj za ljudski opstanak. Tokom neolitske revolucije ljudi su značajno promenili svoje stanište živeći zajedno sa pripitomljenim životinjama, kao što su svinje i piletina, koje su rezervoari patogenih mikroba poput bakterija, virusa i parazita. Tako se u poređenju sa društvima lovaca i sakupljača drastično povećao teret zaraznih bolesti poljoprivrednika. Ovi patogeni su predstavljali snažan izazov za imuni sistem i služili su kao selektivni pritisci u ljudskoj evoluciji. Na primer, pandemije takozvane „crne smrti“, koje je izazvala bakterija Yersinia pestis, ubile su u 14. veku oko 50% evropske populacije i dovele do značajne selekcije varijacija gena povezanih sa imunitetom preživelih.
Da bi se obezbedio opstanak naše vrste, dovoljno veliki broj jedinki mora da dostigne reproduktivnu dob i uzrast za brigu o deci. Dakle, evolucija je oblikovala naš imuni sistem na način da efikasno reaguje na akutne infekcije kod mladih ljudi. Na primer, varijante gena koji kodiraju receptore na membranama ćelija u urođenom i adaptivnom imunitetu su pozitivno odabrane. Ovo utiče ne samo na borbu protiv mikroba, već i na kontrolu zarastanja rana, popravku tkiva, eliminaciju dotrajalih ćelija i ćelija raka, kao i na formiranje zdravog mikrobioma creva.
Infekcija intracelularnom bakterijom Micobacterium tuberculosis je dobar primer koevolucije domaćin-patogen. Prvi slučajevi tuberkuloze javili su se kod ljudi pre nekih 70.000 godina i bolest se proširila širom sveta kroz ljudske migracije. Danas samo manje od 10% inficiranih osoba razvije aktivni oblik tuberkuloze. Ovo ukazuje da se Micobacterium tuberculosis dobro prilagodila svom domaćinu i da u većini slučajeva ne šteti pojedincu mnogo. Ipak, svake godine više od milion ljudi umre od tuberkuloze. Međutim, većina ovih žrtava je imunokompromitovana, na primer, zbog starosti, HIV-1 infekcije ili drugih oštećenja. Pre nekih 100 godina tipično lečenje tuberkuloze bilo je izlaganje UV-B svetlosnim zracima, što povećava endogenu proizvodnju vitamina D3 koji značajno učestvuje u imunitetu.
Ishrana i imuntet danas
Danas je imunitet ugrožen na razne druge načine, pre svega otuđivanjem od prirode i onog istinski biološkog u nama. Susrećemo se sa mnogim izazovima koje biologija ne može da prati, pa se s tim u vezi pojavljuju epidemije različitih stanja poput gojaznosti, poremećaja rada hormona, insulinske rezistencije, smanjenja plodnosti, kardiovaskularnih bolesti koja su naizgled normalizovana, jer su toliko učestala. Mi živimo u “upalnom dobu“, u periodu kada bukti na hiljde malih požara u nama koje možemo ugasiti naizgled tako jednostavnim stvarima koje se čine banalnim, a kada pokušamo da ih uključimo u svoj život shvatimo koliko je komplikovano, baš zbog tog udaljavanja od prirode koje smo nerasidivi deo. Nesmnjivo živimo u eri zapanjačke dijete. Iz ovog teksta vidite da je za velike prome potrebno vreme, ali za male još uvek nije kasno.
