У древних людей, адаптировавшихся к дыму костров и употреблению поджаренной пищи, и у долгоживущих курильщиков могут быть общие гены.
Гены, дающие людям устойчивость к токсинам, образующимся при сгорании топлива и содержащимся в сигаретном дыме, вероятно, те же, что помогали нашим предкам выживать в условиях воздействия древних ядовитых веществ. Статья об этом опубликована в издании The Quarterly Review of Biology.
«Авторы статьи, Бен Трамбл из Университета штата Аризона и Калеб Финч из Университета Южной Калифорнии, считают, что приспособление к болезнетворным микроорганизмам и токсинам, существовавшим в древности, в определенных ситуациях может обеспечивать нам защиту от современных вредных воздействий, например, от дыма сигарет и автомобильных выхлопов. Для этого они провели детальное изучение человеческого экспосома – совокупности взаимодействия генов и факторов окружающей среды, с которыми человек сталкивался в процессе эволюции. Каждый новый экологический фактор представлял собой уникальную угрозу для Homo sapiens и устранялся с помощью различных генов, связанных с иммунитетом.
Когда регионы Африки к югу от Сахары претерпели переход от лесов к саваннам, их древние человеческие обитатели постоянно вдыхали минеральную пыль и аэрозольные частицы, содержащиеся в отходах стадных животных. С появлением огня иммунной системе пришлось адаптироваться к воздействию токсинов, выделяющихся при сжигании древесины и приготовлении мяса. Впоследствии, с переходом от охоты и собирательства к сельскому хозяйству, люди стали подвергаться воздействию аллергенов и токсинов, производимых домашним скотом, а также из-за ненадлежащих санитарных условий в местах проживания.
Некоторые гены обеспечивают эволюционные преимущества на протяжении длительных периодов времени и в условиях меняющейся среды. Так, устойчивость древних людей к дыму костров и продуктам неполного сгорания пищи была обусловлена геном AHR, который отвечает за выработку рецепторов ароматических углеводов. По мнению исследователей, «AHR играет ключевую роль в процессе детоксикации организма при воздействии современного бытового дыма. Мы полагаем, что генетическая адаптация к древним загрязнителям воздуха могла оказать значительное влияние на смягчение последствий современных воздействий и, возможно, является важным фактором, объясняющим долгожительство некоторых пожилых курильщиков».
Со временем многие другие гены, играющие важную роль в нейтрализации токсинов, утратили свои преимущества или стали чрезмерно зависимыми от внешних факторов. Это произошло и с геном APOE, который отвечает за синтез аполипопротеина А – вещества, необходимого для липидного и холестеринового обмена. Древнейшая форма этого белка, существовавшая у наших предков, способствовала высокой выживаемости в условиях, характеризующихся повышенным риском инфекционных заболеваний. Однако она также оказывает негативное воздействие на процессы старения артерий и головного мозга, что приводит к развитию болезни Альцгеймера и напрямую связано с уменьшением продолжительности жизни.
Новые варианты APOE не оказывают столь негативного воздействия на сосуды, однако и не поддерживают адаптацию организма к инфекциям. Изначальный вариант APOE продолжает существовать в человеческой популяции и может вновь стать важным, если глобальное потепление приведет к усилению эпидемий.
Раскрытие значения подобных генетических адаптаций имеет решающее значение для решения будущих задач в области здравоохранения. Ученые полагают, что исследование этих механизмов позволит выявить, как изменятся здоровье и продолжительность жизни людей в условиях глобального потепления.
Ранее ученые определили гены, связанные со снижением и потерей слуха у пожилых людей, а также назвали гены, вовлеченные в развитие шизофрении.