Еволюционни теории за затлъстяването

Търсенето на причината, довела до превръщане на затлъстяването в световна епидемия, се е превърнало в цел номер едно за хиляди учени в целия свят. Някои от тях са се заели с разкриване на физиологичните механизми, а други с биохимичните процеси, отговорни за натрупването на абнормно количество мастна тъкан. Фактът, че под въздействието на относително еднакви външни фактори не всички хора развиват затлъстяване, е привлякъл вниманието дори на генните инженери.

Нашият генотип се е формирал хилядолетия наред с течение на еволюцията, затова е логично предразположеността ни към затлъстяване да е еволюционно зависим процес. В настоящата статия ще бъдат разгледани двете най-популярни еволюционни теории за затлъстяването.

Теория на пестеливите гени (The thrifty genes theory)

През далечната 1962 г. вече било известно, че затлъстяването е генетично предопределен процес, отключван от заобикалящата ни среда. Липсвало обаче обяснениe защо човек е развил генотип, който да застрашава доброто му здраве и дори живота му.

Обяснение на този феномен имал американският генен инженер Джеймс Нийл със своята „Теория на пестеливите гени”.  Повече от 2 млн. години (до началото на неолита) нашите предци са се прехранвали основно със събиране на семена, корени, плодове на растения, трупове на животни и отчасти с лов. През целия този период храната е била труднодостъпна и са оцелявали само индивидите, способни напълно да усвояват хранителните вещества и да натрупват значителни енергийни запаси. По този начин била осъществена селекция на гени, предразполагащи към отлагане на значително количество мазнини – "пестеливи гени". Според хипотезата на Нийл подобен "пестелив" генотип е бил от жизненоважно значение за нашите далечни предци и не е представлявал заплаха за здравето на хората дори през следващите епохи, когато хранителните продукти далеч не са били широко достъпни, а набавянето им изисквало значителни физически усилия.

В съвременния свят обаче, когато очакваният период на глад и лишения никога не идва, този наследствен материал ни прави лоша услуга. Днес сме затрупани с всевъзможни кулинарни изкушения, които можем да имаме само с едно протягане на ръката или след вдигане на телефонната слушалка. Ежедневната ни физическа активност е сведена до минимум благодарение на индустриалното развитие и на технологичния напредък. Тези фактори, комбинирани с генотип, осигуряващ максимално усвояване на хранителните вещества и натрупване на значителни енергийни запаси под формата на мастна тъкан, Нийл счита за основната причина, довела до толкова мащабното разпространение на затлъстяването, наблюдавано в наши дни (1).

Теорията на пестеливите гени звучи напълно логично и е приемана безпрекословно през последните пет десетилетия. Напоследък обаче някои нейни пропуски излизат на преден план и достоверността й е поставена под въпрос. Интересен в този контекст е фактът, че периодите на глад са изключително рядко срещано демографско явление (веднъж на повече от 100 години), като появата им е свързана най-вече с наличието на военни конфликти, а не с невъзможността на човека да си осигури дневната порция хранителни вещества. От наличните данни за по-близкото минало може да се види, че в периодите на глад смъртността сред населението е била сравнително ниска (около 5%) и е засягала предимно деца и възрастни хора. Смъртността сред индивидите в пострепродуктивна възраст няма отношение към генетичната селекция, освен това е трудно да се докаже, че засегнати са били само слабите деца, защото тогава затлъстяването е било по-скоро изключение в тази възрастова група.  В допълнение - ако теорията на Нийл е вярна, би трябвало между два периода на глад нашите предци да надебеляват – само така те биха имали каквото и да било предимство. Подобна информация за жалост липсва, дори обратно – наблюдения върху номадски племена, все още водещи подобен начин на живот, показват, че дори при пълна липса на глад те рядко имат ИТМ > 19 кг/м2 (2).

От всичко казано дотук личи, че дълго приеманата и използвана като основа за изграждането на различни хипотези относно генетичното онаследяване на затлъстяването теория на Джеймс Нийл вероятно не е абсолютно вярна и трудно би могла да бъде изцяло научно защитена. В такъв случай би трябвало да съществува алтернативно, може би по-достоверно обяснение на генетичното предразположение към затлъстяване. Именно такова бе предложено неотдавна от британския професор Джон Спийкман.

Избавяне от хищничеството (The predation release hypothesis)

През 2007 г. Спийкман лансира изцяло нов еволюционен сценарий, обясняващ превръщането на затлъстяването в съвременна епидемия, в който изтъква избавянето на човешкия род от хищничеството, както и някои генетични промени като основни фактори. Според него нашите предци са притежавали изключително прецизна система за регулиране на телесното тегло, независима от външни въздействия - например промяна в количеството налични хранителни продукти. Съществували две граници на регулация – горна и долна.

Долната граница била детерминирана от жизненоважното значение на мастната тъкан за нормалното функциониране на човешкия организъм. Т.е. телесното тегло на нашите човекоподобни роднини никога или почти никога не падало под определена граница, защото това би означавало липса на енергийни запаси за период, по-дълъг от 2-3 дни и гладна смърт. От друга страна - прекалено ниското телесно тегло би увеличило риска от развитие на инфекциозни заболявания поради понижените съпротивителни сили на организма.

Горната граница от своя страна била предопределена от наличието на огромен брой хищници. В периода на ранната човешка еволюция (6 до 2 млн. години преди новата ера) популациите от едри хищници били изключително големи. В същото време нашите прароднини били доста по-дребни на ръст от модерния човек, което ги превръщало в лесна плячка. На този етап вероятно едиственото спасение за тях било бягството. В такъв случай увеличеното телесно тегло би означавало значително намаляване на тяхната подвижност и сигурна смърт. Затова се предполага, че на този етап от развитието на човешкия род телесното тегло било контролирано в тесни граници.

В следващия етап от нашето еволюционно развитие (2 – 1.8 млн. години преди новата ера) настъпили някои събития с огромно значение. Първото и може би най-важно от тях било развитието на социално поведение. Предците ни започнали да се събират на малки групи, за да се предпазват от хищниците и да увеличат шансовете си за оцеляване. Подобен тип поведение се наблюдава дори в наши дни сред някои примати (напр. Chlorocebus pygerythrus), изградили сложна система за сигнализиране на наближаваща опасност. Тази стъпка на развитие на социални отношения и обединяване на силите сама по себе си значително намалила риска от хищнически набези.

През следващите еволюционни етапи бил открит огънят и започнало изработване на първите примитивни оръжия. Усъвършенстването им и специализирането в тяхното използване заедно с развитието на социални структури постепенно издигнали човека до върха на хранителната верига и премахнали почти изцяло заплахата от хищници. Според Спийкман именно това избавяне от хищничеството е най-значимото еволюционно явление, предопределило неконтролируемото развитие на затлъстяването в наши дни, защото премахнало дразнител, поддържащ горната граница за регулация на телесното тегло. Същевременно обаче опасността от развитие на различни заболявания е запазила долната регулаторна граница, ето защо сценарият на Спийкман предполага, че с течение на времето долната и горната граници ще се отдалечават все повече една от друга. Според настоящата хипотеза генетичната предразположеност към затлъстяване не е следствие от процесите на естествен подбор (Теория на пестеливите гени), а е резултат от липса на ограничение, което да предотврати настъпването на генетични изменения (3).

Джон Спийкман защитава емпирично своята хипотеза, използвайки като модел диви животни – метод, често използван за паралел с човекоподобните ни предци. Изследвания върху полски мишки (Clethrionomys glareolus) показват, че те могат изключително прецизно да регулират телесното си тегло. Консумацията на богата на мазнини храна например не оказва ефект върху теглото на тези гризачи. Те ограничават хранителния си прием и увеличават двигателната си активност, така че теглото им остава константно. Обратно, при липса на достатъчно храна те понижават физическата си активност, за да ограничат загубите до минимум, а след връщане към нормалния режим започват да се хранят значително повече, но само докато достигнат базовото си тегло. Защо обаче на тези животни им е необходима толкова тясна регулация на телесното тегло?
Полските мишки са малки бозайници, тежащи около 20 г, при които дори минимална загуба на телесно тегло драстично би намалила шансовете за оцеляване по време на период на търсене на храна. От друга страна, натрупване на 2-3 г допълнителна мастна тъкан би им осигурило енергиен резерв от около 27 ккал, достатъчен за обезпечаване на енерийните им нужди за период от около 24 часа, дори при ниска температура на околната среда.

Натрупването на по-голям резерв обаче би било крайно нерентабилно за тези гризачи, тъй като ще ограничи тяхната подвижност и избора от скривалища. Както добре знаем, полските мишки заемат ниско стъпало в хранителната верига и имат голям брой естествени врагове. Ограничената подвижност и невъзможност за укриване автоматично ги обричат на смърт.  Това твърдение е подкрепено от редица факти. Полски мишки, живеещи на територии, населени от техните естествени врагове, поддържат по-ниско телесно тегло от тези, които не са изложени на риск. След премахване на хищниците от техните обитания при гризачите се наблюдава прогресивно увеличаване на теглото. Освен това изследвания, проведени в изкуствена среда, показват, че при наличието на биологичен материал от хищници полските мишки не наддават телесно тегло за разлика от такива, отглеждани без дразнители.

Паралелът между далечните ни прародители и дивите животни, живеещи в наши дни, може да бъде приет като потвърждение на лансираната от Джон Спийкман хипотеза, тъй като дребните гризачи не са успели да се избавят от своите естествени врагове в процеса на еволюцията и по този начин са запазили способността си за регулиране на телесното тегло непокътната. За разлика от тях ние, разумните хора, сме се изкачили до върха на хранителната верига благодарение на най-мощното оръжие, създавано някога – мозъка, и практически нямаме естествени врагове. Същевременно обаче сме превърнали собсвените си тела в най-големите ни врагове, а тяхното най-силно оръжие е станал нездравословният начин на живот, който водим.

В заключение – дали породена от процесите на естествен подбор или от липсата на механизъм, който да ограничи настъпващите генетични промени, наследствената страна на затлъстяването е факт. Преди да сме я изучили напълно и да можем да й повлияем, ни остава само една алтернатива – да не допускаме заобикалящата ни среда да "отключи" наследствената предразположеност към затлъстяване.

Казано по-просто – да се храним и да живеем по-здравословно.