Informacja

Jaki jest ewolucyjny powód choroby hemolitycznej?

Jaki jest ewolucyjny powód choroby hemolitycznej?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

W dzisiejszych czasach dysponujemy metodami, które pozwalają przezwyciężyć chorobę hemolityczną noworodków lub zapobiec jej wystąpieniu. Konflikt Rh lub Kell, ale jak to możliwe, że jest obecny? Dlaczego nie zniknął z powodu doboru naturalnego?

Choroba hemolityczna występuje na przykład, gdy matka ma Rh-, a nienarodzone dziecko Rh+ po ojcu. Następnie, gdy krew dziecka dostanie się do układu krążenia matki, wytwarza ona przeciwciała anty-Rh+, które zaatakują i ostatecznie zabiją kolejne dziecko Rh+. Możemy więc założyć, że choroba hemolityczna jest genetycznie zależna i powoduje śmiertelne skutki.

Więc szukam jakiegokolwiek wyjaśnienia. Wiem, że nie może być, tylko pytam.


Choroba hemolityczna nie jest chorobą genetyczną. Jest to wada działania układu odpornościowego. Ogólnie rzecz biorąc, ogólne korzyści z posiadania obecnego układu odpornościowego są znacznie większe niż sporadyczne wady, takie jak choroba hemolityczna, dlatego nie jest on wybierany przeciwnie. Gdyby zamiast być rzadkim schorzeniem, byłby częstym schorzeniem, spodziewałbym się, że rzeczywiście będzie przeciwwybierany.


Dowody na biologiczne podstawy religii w ewolucji człowieka

Badacz z Auburn University połączył siły z National Institutes of Health, aby zbadać, w jaki sposób sieci mózgowe kształtują przekonania religijne jednostki, odkrywając, że interakcje mózgowe są różne między osobami religijnymi i niereligijnymi.

Gopikrishna Deshpande, adiunkt na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej w Samuel Ginn College of Engineering w Auburn oraz naukowcy z NIH opublikowali niedawno swoje wyniki w czasopiśmie „Brain Connectivity”.

Grupa odkryła różnice w interakcjach mózgowych, które obejmowały teorię umysłu lub ToM, sieć mózgową, która leży u podstaw zdolności do nawiązywania relacji między osobistymi przekonaniami, intencjami i pragnieniami innych osób. Stwierdzono, że osoby o silniejszej aktywności ToM były bardziej religijne. Deshpande twierdzi, że potwierdza to hipotezę, że rozwój zdolności ToM u ludzi podczas ewolucji mógł dać początek religii w ludzkich społeczeństwach.

„Wiara religijna jest unikalnym ludzkim atrybutem obserwowanym w różnych kulturach na świecie, nawet w tych, które ewoluowały niezależnie, takich jak Majowie w Ameryce Środkowej i aborygeni w Australii” – powiedział Deshpande, który jest również badaczem w Auburn's Magnetic Resonance Imaging Research Środek. „To doprowadziło naukowców do spekulacji, że musi istnieć biologiczna podstawa ewolucji religii w ludzkich społeczeństwach”.

Deshpande i naukowcy z NIH kontynuowali badanie opisane w Proceedings of the National Academy of Sciences, które wykorzystywało funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI) do skanowania mózgów zarówno osób deklarujących się jako religijnych, jak i niereligijnych. psychologiczne wymiary przekonań religijnych.

fMRI – który pozwala naukowcom wywnioskować określone obszary mózgu i sieci, które stają się aktywne, gdy dana osoba wykonuje określone zadanie umysłowe lub fizyczne – pokazał, że różne sieci mózgowe były aktywowane przez trzy wymiary psychologiczne, jednak stopień aktywacji nie różnił się w sprawach religijnych w porównaniu z niereligijnymi.


Zoonomia_or_the_laws_of_organic_life_by_e._darwin_wellcome_l0051104_0.jpg

1. Czym jest medycyna ewolucyjna?
Jakże nie mogę się doczekać dnia, kiedy nikt nie będzie musiał o to pytać! Medycyna ewolucyjna, czasami nazywana medycyną darwinowską, jest dziedziną na przecięciu ewolucji i medycyny. Ewolucja I Medycyna jest lepszym deskryptorem, ale to się nie przyjęło. Dziedzina wykorzystuje podstawowe nauki biologii ewolucyjnej, aby znaleźć sposoby zapobiegania chorobom i ich leczenia, a także wykorzystuje badania nad chorobami do rozwijania podstawowej biologii ewolucyjnej(2).

2. Czym nie jest medycyna ewolucyjna?
Medycyna ewolucyjna nie jest radykalna ani alternatywna. Nie jest to szczególny rodzaj praktyki medycznej. Nie zaleca żadnego konkretnego rodzaju diety, ćwiczeń ani leczenia. Nie formułuje bezpośrednich zaleceń klinicznych opartych wyłącznie na teorii (3). Jeśli twój lekarz twierdzi, że praktykuje medycynę ewolucyjną, upewnij się, że zalecenia dotyczące leczenia są oparte na kontrolowanych badaniach naukowych, jeśli pochodzą bezpośrednio z teorii, znajdź lepszego lekarza. Medycyna ewolucyjna jest standardową medycyną głównego nurtu, z odpowiednią ostrożnością przy formułowaniu zaleceń klinicznych.

3. Jak medycyna ewolucyjna zmienia nasze rozumienie choroby?
Medycyna ewolucyjna stawia fundamentalnie nowy rodzaj pytania o chorobę. Zamiast pytać tylko, jak działają ciała i dlaczego niektórzy ludzie chorują, medycyna ewolucyjna pyta również, dlaczego dobór naturalny pozostawił nas wszystkich z cechami, które czynią nas podatnymi na choroby (1). Dlaczego mamy zęby mądrości, wąskie tętnice wieńcowe, wąski kanał rodny i przewód pokarmowy, który przecina tchawicę? Ewolucja wyjaśnia, dlaczego mamy cechy, które sprawiają, że jesteśmy podatni na choroby, a także dlaczego tak wiele innych aspektów ciała działa tak dobrze. Na przykład zwykłe pytanie dotyczące bólu pleców dotyczy tego, dlaczego dotyka on niektórych osób. Medycyna ewolucyjna pyta również, dlaczego problemy z plecami były problemem dla wszystkich gatunków hominidów, odkąd po raz pierwszy chodziły na dwóch nogach.

4. Czy medycyna ewolucyjna zajmuje się głównie chorobami wywoływanymi przez nasze współczesne środowiska?
Większość chorób przewlekłych wynika z tego, że nasze ciała są słabo przygotowane do zachowania zdrowia w nowoczesnych środowiskach(4), ale to tylko jedno z kilku ewolucyjnych wyjaśnień, dlaczego chorujemy(5). Podatność na infekcje utrzymuje się, ponieważ patogeny ewoluują tak szybko. Nie wszystkie szkodliwe mutacje można wyeliminować, ponieważ istnieją granice możliwości doboru naturalnego. Inne luki w zabezpieczeniach wynikają z nieuniknionych kompromisów, w tym dużego, jakim jest maksymalizacja reprodukcji, nawet jeśli szkodzi to zdrowiu. Ponadto selekcja ukształtowała wiele mechanizmów obronnych, takich jak stan zapalny, którego użyteczność wiąże się ze znacznym kosztem uszkodzenia tkanek i cierpienia. Nie są to alternatywy dla standardowych wyjaśnień medycznych, są to uzupełniające się głębsze wyjaśnienia.

5. Czy medycyna ewolucyjna dotyczy tylko słabych punktów?
Nie, pytania o podatność to tylko część medycyny ewolucyjnej. Niektórzy naukowcy wykorzystują dowody DNA do śledzenia historii ewolucyjnej ludzi i patogenów. Niektórzy wykorzystują ewolucję, aby odkryć nowe sposoby zapobiegania oporności na antybiotyki i leki stosowane w chemioterapii raka. Inni badają, dlaczego selekcja nie może usunąć niektórych wariacji genetycznych, które powodują chorobę. Medycyna ewolucyjna obejmuje wszystkie aspekty biologii ewolucyjnej mające zastosowanie do wszystkich problemów medycyny i zdrowia publicznego.

6. Medycyna ewolucyjna pokazuje, jak pożyteczne są choroby, prawda?
Zło. Choroby nie są adaptacjami ukształtowanymi przez dobór. Nie ma nic pożytecznego w zapaleniu płuc, schizofrenii, epilepsji czy raku. Próba zrozumienia chorób jak adaptacji jest błędem, niestety równie powszechnym, co poważnym (6). Jednak wiele objawów choroby, takich jak ból, gorączka, wymioty, kaszel i zmęczenie, to adaptacje. Systemy regulujące takie mechanizmy obronne są, z ważnych powodów ewolucyjnych, podatne na awarie, które powodują przewlekły ból, zaburzenia lękowe i wiele innych chorób.

7. Czy medycyna ewolucyjna jest przydatna?
To na pewno! Niektóre zastosowania są stosunkowo bezpośrednie — lekarze, którzy rozumieją, w jaki sposób mechanizmy regulacyjne kształtujące selekcję mogą podejmować lepsze decyzje o tym, kiedy bezpiecznie jest stosować leki blokujące gorączkę i kaszel(2,3). Jednak, podobnie jak genetyka i mikrobiologia, ewolucja jest podstawową nauką, która dostarcza głównie nowego zrozumienia, które prowadzi do nowych metod leczenia(1,7,8). Modele ewolucyjne, które analizują ewolucyjną konkurencję między komórkami w nowotworze złośliwym, doprowadziły do ​​nowych strategii chemioterapii, które znacznie wydłużają życie myszy z rakiem(9). Modele oporności na antybiotyki sugerują, że „bierz każdą tabletkę w butelce” może być złą radą(10). Musimy dowiedzieć się, co w naszym nowoczesnym środowisku powoduje nową epidemię chorób autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca, stwardnienie rozsiane i choroba Leśniowskiego-Crohna(11).

8. Czy większość lekarzy nie wie już wszystkiego o ewolucji?
Nie, większość lekarzy prawdopodobnie nie zdałaby egzaminu śródsemestralnego na wstępnych zajęciach z ewolucji(13,14). Nawet liderzy medyczni często mają rażące nieporozumienia. Słynny genetyk zasugerował kiedyś na wielkim spotkaniu Darwina, że ​​dobór utrzymuje mutacje dla dobra gatunku, pomysł ten był uznawany za błąd przez 50 lat. Przekonanie, że długi związek z gospodarzem sprawia, że ​​wirusy stają się łagodniejsze, pozostaje powszechne wśród lekarzy, dziesiątki lat po tym, jak Paul Ewald i inni wskazali, że selekcja maksymalizuje transmisję patogenów, nawet jeśli to zabija żywiciela. Inżynierowie uczą się zasad termodynamiki, aby nie popełniać błędów, takich jak próba budowy maszyn perpetuum mobile. Lekarze nigdy nie poznają zasad biologii ewolucyjnej, więc w medycynie utrzymują się poważne nieporozumienia(15).

9. Dlaczego szkoły medyczne nie nauczają ewolucji w taki sam sposób, w jaki nauczają innych nauk?
Większość uczelni medycznych nie ma biologów ewolucyjnych na wydziale, niewielu lekarzy, którzy wiedzą dużo o ewolucji, a niektórzy uważają, że ciała są wytworami inteligentnego projektu. Nawet podstawowa idea, że ​​wyjaśnienia ewolucyjne są potrzebne do uzupełnienia opisów mechanizmów, jest nieznana większości lekarzy. Niektórzy demonstrują swoją naiwność metod testowania hipotez ewolucyjnych, wypowiadając frazę „takie historie”, jakby to była miażdżąca krytyka. Niektórzy faktycznie uczą „takich historii”. To haniebna jest ewolucja programu medycznego w XIX wieku.

10. Ile czasu zajmie medycynie i zdrowiu publicznemu pełne wykorzystanie biologii ewolucyjnej?

Postęp jest teraz szybki(16). Międzynarodowe Towarzystwo Ewolucji, Medycyny i Zdrowia Publicznego stworzyło sieć ewolucyjnie zaawansowanych naukowców, pedagogów i klinicystów oraz nowe zasoby edukacyjne, w tym EvMedEd.org. Dostępnych jest kilka nowych podręczników (8,17,18) wraz z nowym czasopismem, Ewolucja, medycyna i zdrowie publiczne, oraz Przegląd ewolucji i medycyny. Pytania dotyczące ewolucji dodane niedawno do egzaminów wstępnych do szkół medycznych zachęcają do zapisywania się na kursy ewolucyjne. Studenci, którzy ukończyli studia licencjackie z medycyny ewolucyjnej, przybywają do szkoły medycznej z nowymi pytaniami. Wyrosną na dziekanów uczelni medycznych. Kiedy to zrobią, biologia ewolucyjna zostanie wreszcie powszechnie uznana za podstawową naukę podstawową w medycynie.

Cytowana literatura

1. Nesse RM, Williams GC. Dlaczego chorujemy: nowa nauka medycyny darwinowskiej. 1. Zabytkowe Książki. New York: Vintage Books 1996. xi, 290 s.

2. Nesse RM, Stearns SC. Wielka szansa: zastosowania ewolucyjne w medycynie i zdrowiu publicznym. Aplikacja Evol. 20081(1):28–48.

3. Nesse RM. Dziesięć pytań do ewolucyjnych badań podatności na choroby. Aplikacja Evol [Internet]. 20114(2):264–77. Dostępne na: http://dx.doi.org/10.1111/j.1752-4571.20100.00181.x

4. Gluckman PD, Hanson M. Mismatch: dlaczego nasz świat nie pasuje już do naszego ciała. Nowy Jork: Oxford University Press, USA 2006.

5. Nesse RM. Nieprzystosowanie i dobór naturalny. Q Rev Biol [Internet]. 2005 Mar80(1):62–70. Dostępne na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15884737

6. Nesse RM. Dziesięć pytań do ewolucyjnych badań podatności na choroby. Aplikacja Evol [Internet]. 20114(2):264–77. Dostępne na: http://dx.doi.org/10.1111/j.1752-4571.20100.00181.x

7. Stearns SC. Medycyna ewolucyjna: jej zakres, zainteresowania i potencjał. Proc Biol Sci [Internet]. 2012 listopad 7279(1746): 4305–21. Dostępne na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22933370

8. Stearns SC, Medzhitov R. Medycyna ewolucyjna. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc., Publishers 2016.

9. Gatenby RA, Silva AS, Gillies RJ, Frieden BR. Terapia adaptacyjna. Cancer Res [Internet]. 2009 [cytowano 3 czerwca 2016] 69(11):4894–903. Dostępne na: http://cancerres.aacrjournals.org/content/69/11/4894.short

10. Przeczytaj AF, Dzień T, Huijben S. Ewolucja lekooporności i ciekawa ortodoksja agresywnej chemioterapii. Proc Natl Acad Sci. 2011108(Suplement 2):10871–7.

11. Blaser MJ. Brakujące drobnoustroje: jak nadużywanie antybiotyków napędza nasze współczesne plagi [Internet]. Macmillan 2014 [cyt. za 3 czerwca 2016]. Dostępne na: https://books.google.com/books?hl=pl&lr=lang_en&id=iB5OAwAAQBAJ&oi=fnd&p.

12. Nesse RM. Dobór naturalny i regulacja obrony: analiza wykrywania sygnału zasady detektora dymu. Evol Hum Behav. 200526:88-105.

13. Nesse RM, Schiffman JD. Biologia ewolucyjna w programie nauczania Szkoły Medycznej. Biologia. 200353(6):585–7.

14. Hidaka BH, Asghar A, Aktipis CA, Nesse RM, Wolpaw TM, Skursky NK, et al. Stan edukacji w zakresie medycyny ewolucyjnej w północnoamerykańskich uczelniach medycznych. BMC Med Educ [Internet]. 2015 [cytowano 1 lutego 2016 r.]15(1):1. Dostępne pod adresem: http://bmcmededuc.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12909-015-0322-5

15. Antolin MF, Jenkins KP, Bergstrom CT, Crespi BJ, De S, Hancock A i in. Ewolucja i medycyna w kształceniu licencjackim: recepta dla wszystkich studentów biologii. Ewolucja [Internet]. 2012 czerwiec66 (6): 1991-2006. Dostępne na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22671563

16. Nesse RM, Bergstrom CT, Ellison PT, Flier JS, Gluckman P, Govindaraju DR, et al. Uczynienie biologii ewolucyjnej podstawową nauką medycyny. Proc Natl Acad Sci USA [Internet]. 2010 styczeń 26107 Suplement 1:1800-7. Dostępne na: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0906224106

17. Perlmana RL. Ewolucja i medycyna. Pierwsza edycja. Oxford, Wielka Brytania: Oxford University Press 2013. 162 s.

18. Gluckman P, Beedle A, Hanson M. Zasady medycyny ewolucyjnej. Oksford, Wielka Brytania: Oxford University Press 2009.

19. Kruger DJ, Nesse RM. Ewolucyjne ramy historii życia dla zrozumienia różnic płci we wskaźnikach śmiertelności ludzi. Hum Nat. 200617(1):74–97.


Rokowanie Rokowanie

Jeśli potrzebujesz porady medycznej, możesz poszukać lekarzy lub innych pracowników służby zdrowia, którzy mają doświadczenie z tą chorobą. Tych specjalistów można znaleźć za pośrednictwem organizacji rzeczniczych, badań klinicznych lub artykułów publikowanych w czasopismach medycznych. Możesz również skontaktować się z ośrodkiem uniwersyteckim lub wyższym w Twojej okolicy, ponieważ ośrodki te mają tendencję do przyjmowania bardziej złożonych przypadków i dysponują najnowszą technologią i terapiami.

Jeśli nie możesz znaleźć specjalisty w swojej okolicy, spróbuj skontaktować się ze specjalistami krajowymi lub międzynarodowymi. Mogą być w stanie skierować Cię do kogoś, kogo znają, poprzez konferencje lub wysiłki badawcze. Niektórzy specjaliści mogą chcieć skonsultować się z Tobą lub lokalnymi lekarzami przez telefon lub e-mail, jeśli nie możesz do nich dojechać w celu uzyskania opieki.

Więcej wskazówek znajdziesz w naszym poradniku Jak znaleźć specjalistę od chorób. Zachęcamy również do zapoznania się z pozostałą częścią tej strony, aby znaleźć zasoby, które mogą pomóc w znalezieniu specjalistów.


Jaki jest ewolucyjny powód choroby hemolitycznej? - Biologia

Pląsawica Huntingtona: ewolucja i choroba genetyczna

Jak to możliwe, że tak wyniszczająca choroba genetyczna jest tak powszechna w niektórych populacjach? Czy dobór naturalny nie powinien usuwać defektów genetycznych z ludzkich populacji? Badania genetyki ewolucyjnej tej choroby sugerują, że istnieją dwa główne powody utrzymywania się Huntingtona w ludzkich populacjach: mutacja połączona ze słabą selekcją.

Diagram po lewej pokazuje, jak allel Huntingtona jest przekazywany. Ponieważ jest to dominujący allel, osoby mające tylko jednego rodzica z pląsawicą Huntingtona mają 50-50 szans na rozwój choroby.

Mutacja
W 1993 roku wspólna grupa badawcza odkryła winowajcę odpowiedzialnego za Huntingtona: odcinek DNA, który powtarza się w kółko, CAGCAGCAGCAG. i tak dalej. Choroba rozwija się u osób posiadających zbyt wiele CAG w genie Huntingtona (ponad około 35 powtórzeń). W większości przypadków osoby dotknięte chorobą Huntingtona odziedziczyły po rodzicach allel wywołujący chorobę. Inni mogą nie mieć rodzinnej historii choroby, ale mogą mieć nowe mutacje powodujące chorobę Huntingtona.

Jeśli mutacja kończy się wprowadzeniem dodatkowych CAG do genu Huntingtona, mogą powstać nowe allele Huntingtona. Oczywiście możliwe jest również, że mutacja usunie CAG. Jednak badania sugerują, że w przypadku Huntingtona mutacja jest stronnicza, dodanie CAG jest bardziej prawdopodobne niż utrata CAG.

Wybór
Jakby tego było mało, Huntington należy do klasy chorób genetycznych, które w dużej mierze wymykają się doborowi naturalnemu. Huntington jest często „niewidoczny” dla doboru naturalnego z bardzo prostego powodu: generalnie nie dotyka ludzi, dopóki: po rozmnażali się. W ten sposób allele Huntingtona o późnym początku mogą uniknąć doboru naturalnego, „przekraść się” do następnego pokolenia, pomimo jego szkodliwych skutków. Przypadki choroby Huntingtona o wczesnym początku są rzadkie, stanowią wyjątek i zdecydowanie przeciw.

Dr Nancy Wexler (pokazana przy prawidłowych genologiach śledzących) od lat 70. bada niezwykle wysoką częstotliwość Huntingtona w jeziorze Maracaibo. Odkryła, że ​​wysoką częstość występowania tej choroby można wyjaśnić zdarzeniem ewolucyjnym zwanym efektem założycielskim. Około 200 lat temu samotna kobieta, która miała allel Huntingtona, urodziła dziesięcioro dzieci —, a dziś wielu mieszkańców jeziora Maracaibo wywodzi swoje pochodzenie (i gen wywołujący chorobę) z powrotem do tej linii. Zwykły przypadek historii, wysoki wskaźnik urodzeń i słaba selekcja są odpowiedzialne za genetyczne obciążenie tej populacji.

Rozwiązania?


Porównanie wzorców prążków w teście genetycznym może powiedzieć badaczom, czy dana osoba jest nosicielem allelu, który może powodować chorobę Huntingtona.
Obecnie lekarze nie mają żadnych lekarstw na chorobę Huntingtona – nie ma cudownej pigułki, która zatrzymałaby postęp choroby. Jednak zrozumienie historii ewolucyjnej choroby – nawracającej mutacji, którą często „przeocza” dobór naturalny – wskazuje na sposób na zmniejszenie częstości występowania choroby w dłuższej perspektywie: umożliwienie ludziom bardziej świadomego rozrodu. wybory.

Dzisiaj testy genetyczne mogą zidentyfikować osoby, które są nosicielami allelu Huntingtona na długo przed wystąpieniem choroby i przed podjęciem przez nich decyzji reprodukcyjnych. Test genetyczny, który identyfikuje allel Huntingtona, działa jak odciski palców DNA. Próbka DNA jest kopiowana i cięta na kawałki. Kawałki są następnie rozprowadzane na żelu (patrz po prawej). Wzór prążków może powiedzieć badaczom, czy dana osoba nosi allel, który może powodować chorobę Huntingtona.

Posiadanie tych informacji może pozwolić ludziom na podejmowanie bardziej świadomych decyzji reprodukcyjnych. Na przykład nad jeziorem Maracaibo naukowcy i pracownicy służby zdrowia próbowali udostępnić antykoncepcję miejscowej ludności, aby mogli dokonywać wyborów reprodukcyjnych w oparciu o historię choroby w ich rodzinie. Ale cokolwiek ludzie w końcu zdecydują się zrobić z tą wiedzą, głębokie zrozumienie choroby nie byłoby możliwe bez historycznej perspektywy oferowanej przez ewolucję.

Zdjęcie rodziny wenezuelskiej © 1983 Steve Uzzell Zdjęcie Dr. Wexler © 1986 Steve Uzzell


NIEADAPTACYJNA EWOLUCJA WYWOŁANA RELAKSUJĄCĄ SELEKCJĄ NATURALNĄ

Podstawowym uzasadnieniem dla twierdzenia, że ​​ewolucja człowieka zatrzymała się, jest to, że kultura ludzka rozluźniła lub nawet całkowicie wyeliminowała dobór naturalny w odniesieniu do pewnych cech. To, czego na ogół nie docenia się, to fakt, że rozluźnienie doboru jednej cechy może w rzeczywistości prowadzić do jej ewolucji poprzez dobór naturalny na innych cechach. Zbyt często cechy są traktowane pojedynczo, tak jakby każda cecha mogła ewoluować niezależnie od wszystkich innych cech. Jednak rzeczywistość biologiczna jest taka, że ​​cechy są skorelowane poprzez procesy rozwojowe, plejotropowe efekty genetyczne i powiązania fizjologiczne. W konsekwencji powszechne jest, że ewolucja jednej cechy wywołuje skorelowaną ewolucję innej cechy. Jeśli natura tych nieodłącznych korelacji jest znana lub oszacowana, to jednym z testów doboru naturalnego zestawu cech jest to, że naruszają one te nieodłączne korelacje w czasie ewolucyjnym. Jeśli jedna cecha ewoluuje w wyniku doboru naturalnego, ale druga cecha nie jest już wybierana, oczekuje się, że selekcja na podstawie pierwszej cechy spowoduje zmianę ewolucyjną drugiej cechy w sposób zgodny z nieodłącznymi korelacjami.

Na przykład nie ma kontrowersji, że ludzka linia genetyczna została silnie wybrana ze względu na zwiększenie rozmiaru mózgu w ciągu ostatnich 2 milionów lat,38 i że jedną z głównych sił napędowych tej ewolucji rozmiaru mózgu jest coraz większe wykorzystanie wyuczonej kultury jako sposób radzenia sobie ze środowiskiem i interakcjami społecznymi. Wraz ze wzrostem kulturowego wyrafinowania linii ludzkiej, być może rzeczywiście ograniczyło to lub wyeliminowało selekcję niektórych cech. Na przykład większość zwierząt przystosowuje się do swojej diety poprzez zęby i szczęki, ale ludzie coraz częściej używali narzędzi i ognia do przygotowywania jedzenia, zmniejszając w ten sposób znaczenie ewolucji szczęki i zębów jako sposobu adaptacji do środowiska żywieniowego.

Ackerman i Cheverud39 przetestowali hipotezy o wyselekcjonowanej i neutralnej ewolucji ludzkich zębów i szczęk, porównując różne pomiary skamieniałości hominidów z oczekiwanymi korelacjami między względną wielkością mózgu, wielkością zębów i wielkością szczęki, jak wywnioskowano na podstawie współczesnych ludzi, szympansów i goryli, które wszystkie mają niezwykle podobne korelacje rozwojowe dla tych cech. Wyniki przedstawiono na rysunku 1 . U podstawy tej figury znajduje się czaszka smukłego australopiteka, a wywodzące się z tej formy przodków są dwie linie rodowe. Linia po lewej reprezentuje silnych australopiteków, a linia po prawej to ta, która doprowadziła do współczesnych ludzi. Strzałki wskazujące linie są zacienione, aby wskazać siłę oszacowanego zaznaczenia na twarzy (głównie pomiary zębów i szczęk), tak że im ciemniejsze zacienienie, tym intensywniejsze zaznaczenie. Jak widać, silna linia rodowa australopiteków została poddana bardzo intensywnej selekcji naturalnej na ich twarzach, co wskazuje, że przystosowały się one przede wszystkim do środowiska żywieniowego poprzez adaptacyjną ewolucję zębów i szczęk. W przeciwieństwie do tego, w linii prowadzącej do współczesnych ludzi, intensywność selekcji na twarzy z czasem maleje, a 1,5 miliona lat temu nie ma już wykrywalnej selekcji na ludzkich zębach i szczękach. Ackerman i Cheverud39 zinterpretowali to jako zgodne z hipotezą, że ewolucja kulturowa w ludzkim rodowodzie rzeczywiście wyeliminowała dobór naturalny na ludzkich zębach i szczękach. Jednak to nie nie oznacza, że ​​ludzkie zęby i szczęki nie ewoluowały przez ostatnie 1,5 miliona lat. W ciągu ostatnich 1,5 miliona lat nastąpił duży wzrost wielkości mózgu w ludzkiej linii rodowej spowodowany doborem naturalnym, a biorąc pod uwagę ograniczenia rozwojowe wspólne dla ludzi, szympansów i goryli, ludzkie szczęki i zęby będą nadal ewoluować jako skorelowany efekt ewolucji wielkości mózgu. W szczególności przewidywano, że szczęki i zęby staną się stosunkowo mniejsze w stosunku do rozmiaru naszego ciała, jako skorelowana reakcja na zwiększenie rozmiaru mózgu, przy czym szczęka staje się stosunkowo mniejsza niż zęby. Stąd eliminacja doboru naturalnego bezpośrednio na zębach i szczękach nie wyeliminowała ewolucji tych cech z powodu doboru naturalnego w celu zwiększenia rozmiaru mózgu. Rezultatem tej skorelowanej ewolucji jest to, że ludzie mają małą, płaską twarz w porównaniu z szympansami i gorylami, a nasze szczęki są zwykle za małe dla naszych zębów, co daje początek nowoczesnemu zawodowi ortodoncji.

Dobór naturalny cech twarzy i różnorodność we wczesnej ewolucji człowieka przedstawiono w kontekście czasowym. Dwie strzałki wskazują na silny rodowód australopiteków po lewej i rodowód prowadzący do współczesnych ludzi po prawej. Im ciemniejsze cieniowanie, tym intensywniejszy dobór rysów twarzy. Przedruk z Ackermann i Cheverud39 za zgodą. Prawa autorskie (2004) Narodowa Akademia Nauk, USA.


Diagnostyka różnicowa (inne przyczyny anemii) u psów

Niezwykle ważne jest potwierdzenie rozpoznania IMHA, ponieważ istnieje wiele innych przyczyn anemii niż IMHA. Zarówno leczenie, jak i prognozy dotyczące tych innych przyczyn są często zupełnie inne niż w przypadku IMHA. Inne potencjalne przyczyny anemii to:

  • Strata krwi. Krwawienie prowadzi do anemii, a miejsce krwawienia nie zawsze jest oczywiste. Na przykład zwierzę może stracić ogromną ilość krwi przez przewód pokarmowy, a jedynym dowodem krwawienia są ciemne, smoliste stolce.
  • Zmniejszona produkcja czerwonych krwinek. Szpik kostny jest odpowiedzialny za ciągłe dostarczanie nowych czerwonych krwinek. Czasami ta produkcja nowych komórek jest opóźniona, albo z powodu choroby w szpiku kostnym, albo z powodu innych chorób, które wpływają na sygnały lub materiały potrzebne do produkcji nowych krwinek czerwonych. Przykłady chorób w szpiku mogą obejmować raka, toksyczne uszkodzenie szpiku i infekcję szpiku. Przykłady innych chorób, które mogą wpływać na wytwarzanie nowych czerwonych krwinek, obejmują niewydolność nerek, niedobór żelaza lub przewlekłe infekcje w dowolnym miejscu organizmu.
  • Niedokrwistość hemolityczna nie zawsze jest spowodowana atakiem układu odpornościowego. Możliwe są inne przyczyny niedokrwistości hemolitycznej.
    Zakażenie czerwonych krwinek może prowadzić do anemii hemolitycznej. Przykłady takich infekcji obejmują babeszjozę lub hemobartonellozę.
  • Niektóre toksyny mogą prowadzić do anemii hemolitycznej. Metaliczny cynk i niektóre produkty spożywcze (takie jak cebula i czosnek) są przykładami takich toksyn.
  • Mechaniczne zniszczenie czerwonych krwinek prowadzi do anemii hemolitycznej. Przykładem może być skręcona śledziona, ciężka postać robaczycy serca, w której skupisko robaków zatyka główne naczynia krwionośne, lub rozległe tworzenie się drobnych skrzepów krwi (rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe).
  • Niektóre choroby dziedziczne powodują powstawanie nieprawidłowych krwinek czerwonych. Te nieprawidłowe komórki są bardziej podatne na zniszczenie, co potencjalnie prowadzi do anemii hemolitycznej.

Systematyczne podejście do medycyny ewolucyjnej

Nesse wraz z Williamsem (Nesse i Williams 1995), a później Stephenem Stearnsem (Nesse i Stearns 2008) postawili podstawowe pytanie: dlaczego selekcja i związane z nią procesy sprawiły, że organizm ludzki jest podatny na choroby? Zidentyfikowali kilka głównych ścieżek wyjaśniających, które na najbardziej zintegrowanym poziomie można podsumować trzema czynnikami: niezdolnością doboru, z powodu jej z natury powolnej natury, do radzenia sobie z szybko ewoluującymi patogenami lub nowymi środowiskami, ograniczeniami doboru naturalnego i minusy kompromisów i potencjalne konsekwencje selekcji mające na celu poprawę kondycji, a nie zdrowia. Gluckman i współpracownicy (Gluckman et al. 2009) rozszerzyli tę kategoryzację, aby uwzględnić nakładanie się procesów ewolucyjnych i genetyki populacji, i jest to klasyfikacja, którą będziemy tutaj stosować (Tabela 1).

Tabela 1

Ścieżki pośredniczące w wpływie procesów ewolucyjnych na podatność na choroby

1Niedopasowanie: narażenie na ewolucyjnie niedopasowane lub nowe środowisko
2Czynniki historii życia
3Nadmierne mechanizmy obronne: niewłaściwe wdrożenie procesów, które ewoluowały jako adaptacja
4Rozważania koewolucyjne: przegranie ewolucyjnego wyścigu zbrojeń przeciwko drobnoustrojom
5Ograniczenia narzucone przez naszą ewolucyjną historię
6Dobór płciowy i jego konsekwencje
7Równoważąca selekcja utrzymująca allel, który zwiększa ryzyko choroby
8Historia demograficzna i jej skutki

Niezgodność

Może pojawić się zwiększone ryzyko choroby, ponieważ dana osoba została narażona na środowisko, które wykracza poza jej wyewoluowaną zdolność do adaptacji, jest całkowicie nowe lub stanowi wyzwanie. Na najprostszym poziomie cukrzycę typu 2 można wyobrazić sobie jako odpowiedź osoby na środowisko żywieniowe, które zapewnia jej ładunek metaboliczny przekraczający jego zdolność do radzenia sobie. Chociaż istnieją czynniki rozwojowe i genetyczne, które wpływają na adaptacyjną zdolność metaboliczną osobnika, ostatecznie to właśnie ekspozycja na żywność o wysokim indeksie glikemicznym i bardzo różną mieszankę spożycia makroskładników odżywczych uważa się za podstawę epidemii cukrzycy. Nawet w populacjach takich jak Indian Pima, w przypadku których uważa się, że czynniki genetyczne mają kluczowe znaczenie dla wysokiej zachorowalności na cukrzycę typu 2, utrzymywanie wyższego wydatku energetycznego i bardziej podstawowego odżywiania w wioskach, w których utrzymuje się tradycyjny, oparty na zasadzie, styl życia jest kojarzone z mniejszą zachorowalnością na cukrzycę (Schulz et al. 2006).

Za kolejny przykład niedopasowania można uznać szkorbut. Tylko niektóre naczelne, w tym ludzie, utraciły zdolność syntezy witaminy C (Chatterjee i wsp. 1975). Zakłada się, że enzym odpowiedzialny za jego syntezę, oksydaza L-gulonolaktonu, przeszedł neutralną mutację u owocożernego przodka i tylko przy ekspozycji na środowiska bez dostępu do świeżych owoców, takie jak ekstremalny głód i żaglowce, nasza niezdolność do sprawiają, że witamina C jest odsłonięta.

Krótkowzroczność, czyli krótkowzroczność, jest spowodowana nieprawidłowym rozrostem gałki ocznej w jej wymiarze strzałkowym, co prowadzi do skupienia światła przed siatkówką. Wzrost gałki ocznej następuje w dzieciństwie i jest regulowany przez czynniki wzrostu wywoływane przez ekspozycję na światło, tak że na wzrost może wpływać dominująca ogniskowa widzenia. Ćwiczenia w pomieszczeniach z bliskiej odległości, takie jak czytanie, mogą skutkować tendencją rosnącego dziecka do skupiania wzroku tylko na odległości strony, i rzeczywiście, zauważono związek między występowaniem krótkowzroczności a wzrostem wykształcenia (Milinski 1999). Chociaż w niektórych populacjach może występować genetyczna predyspozycja do krótkowzroczności, ekspozycja dzieci w tych populacjach na zewnątrz prowadzi do mniejszej częstości występowania tego schorzenia (Dirani i wsp. 2009). Tak więc krótkowzroczność może być postrzegana jako niedopasowanie środowiska, w którym ewoluowaliśmy – na zewnątrz w naturalnym świetle – do współczesnego życia, głównie w pomieszczeniach.

Robin Dunbar, na podstawie powiązania między wielkością kory nowej a wielkością grupy u różnych gatunków naczelnych, wysnuł wniosek, że ludzie ewoluowali, by żyć w grupach społecznych liczących 100 funtów (Dunbar 2003). Rzeczywiście istnieje wiele dowodów na poparcie tej tezy. Ale ludzie żyją obecnie w znacznie większych grupach niż w grupach paleolitycznych, które opierają się głównie na komunikacji werbalnej, a nawet elektronicznej, z mniejszym naciskiem na wiążący efekt mowy ciała. Jeśli dodamy do tego złożoność współczesnego społeczeństwa i jego struktur w porównaniu ze strukturami paleolitu lub nawet współczesnych organizacji społecznych łowiecko-zbierackich, rozsądne jest spekulowanie, że niektóre formy chorób psychicznych po prostu odzwierciedlają jednostki żyjące w środowisku społecznym poza ich rozwinięta zdolność do radzenia sobie. Jest to żyzny obszar do badań (Brüne 2008).

Wraz z rozwojem hodowli zwierząt i rolnictwa oraz związanym z tym przejściem na bardziej skoncentrowany sposób życia po wynalezieniu rolnictwa, ludzie stali się znacznie bardziej narażeni na pasożytnicze obciążenia od siebie nawzajem i bliskość zwierząt. Wybuchy pandemii grypy na ogół wynikają z tego związku. Inne wzorce zakaźne odzwierciedlają zmieniające się środowiska: historyczne rozmieszczenie malarii jest bezpośrednio związane z wzorcami bagien i użytkowania gruntów. Podobnie, zwiększone nawadnianie w następstwie rozwoju kanałów w Afryce doprowadziło do znacznego wzrostu schistosomatozy (Steinmann et al. 2006). Konsekwencje rozwoju antybiotyków omówiono później.

Czynniki historii życia

Ta kategoria łączy kilka powiązanych koncepcji ewolucyjnych, które wyjaśniają, w jaki sposób ewoluująca strategia przebiegu życia człowieka i zmieniony sposób życia doprowadziły do ​​zwiększonej podatności na choroby. There is necessarily some overlap with the other pathways discussed in this paper, and it includes multiple possible mechanisms such as life history trade-offs and antagonistic pleiotropy however, we find it a useful heuristic for considering a number of evolutionary explanations.

In life history, there are two basic kinds of trade-off that may arise as a result of adaptive developmental responses to environmental influences. The first occurs when such responses are made to confer immediate advantage, such as the early metamorphosis of the tadpole of the spadefoot toad in response to pond desiccation, which promotes immediate survival but results in smaller adult size that is more susceptible to predation. The second type of trade-off arises from responses that result in an advantage that is manifest later, such as the presence of predators inducing the young of the water flea to develop defensive armor in adulthood, the trade-off being a decrease in resources for reproduction. In humans, where intrauterine growth restriction may be viewed as an immediate adaptive response of the fetus for surviving maternal ill-health or placental dysfunction, the fetus may also make anticipatory responses to more subtle nutritional or hormonal cues to adapt its developmental trajectory to the type of environment in which, according to its prediction, it will live postnatally. These ideas, and the adaptive nature of developmental plasticity, have been expounded extensively (Gluckman et al. 2005a,b, 2007, 2010).

Anticipation is common across taxa, but becomes more obvious in a long-lived species such as the human. Whereas the strategy of bet-hedging is used by species with very high reproductive outputs (Beaumont et al. 2009), mammals with their relatively low reproductive outputs and high maternal investment rely on predictive adaptation to enhance offspring fitness. Situations when different strategies between mother and offspring will emerge have been modeled (Marshall and Uller 2007). Humans are at one extreme, and the situations in which maternal fitness will dominate as in some other species do not occur in humans. Even in famine, fecundity is maintained to a degree. Prediction need not be accurate to be selected (Lachmann and Jablonka 1996), and biases may exist in prediction. Because the consequences of predicting a high-nutrition environment and ending up in a low-nutrition environment are worse than the converse, there is a bias towards predicting a lower nutrition environment and, consequently, towards human susceptibility to disease in modern obesogenic environments. This argument is supported by the observation that under conditions of severe undernutrition, children of lower birth weight are more likely to develop the more benign syndrome of marasmus than those of higher birth weight, who develop kwashiorkor (Jahoor et al. 2006). We argue that the marasmic children are better adapted to low nutrition by virtue of their lower birth weight and thus tolerate undernutrition better. This hypothesis is supported by the finding that the marasmic children as adults have a bias in their appetite towards carbohydrate and possibly fat consumption (T. Forrester, unpublished data), analogous to the preference observed in rats that have been prenatally undernourished.

In considering life course factors, it is important to recognize that a cue acting in early life may have different effects from cues acting later. For example, in rats, prenatal undernutrition shortens life while postnatal undernutrition prolongs life (Jennings et al. 1999). Similar biphasic effects are seen for the influence of nutrition and possibly stress on the age of puberty (Sloboda et al. 2009).

There is increasing evidence for the role of developmental plasticity in influencing the susceptibility to developing disease in a particular environment. It has been shown that longevity was affected by the season of birth in the Gambia, an environment in which the weight gain of pregnant women drops from 1500 g/month in the harvest season to just 400 g/month in the hungry season (Moore et al. 1999). Offspring born in the hungry season had the same infant and juvenile mortalities as the children born in times of plenty, but after the age of 20 they started to show an increase in mortality such that their average life expectancy was 15 years shorter. David Barker (Hales and Barker 1992) and many others showed that size at birth, which can be taken as a proxy measure of intrauterine conditions, was associated with altered risks of metabolic and cardiovascular disease, mood disorders, and osteoporosis in later life.

Elsewhere, we have extensively reviewed this area of research, known as the �velopmental origins of health and disease’, or DOHaD (Gluckman et al. 2010). We view this phenomenon as a classic example of developmental plasticity operating to ensure survival to reproduce but resulting in antagonistic pleiotropic disadvantages in later life. It is argued that constraint of fetal growth, lower maternal nutrition (Gale et al. 2006), or maternal stress (Meaney 2001) signal to the fetus that the postnatal world will be threatening. The developmentally plastic fetus may make responses incurring either immediate or delayed trade-offs and adjust its physiological development accordingly. A threatening world implies less nutritional security, and thus, an appropriate phenotype is based on a nutritional adaptive capacity to a plane that is lower than that of fetuses who anticipate a more benign world. Thus, the fetus exposed to a low-nutrition environment may or may not be smaller (depending on the severity of the limitation), but either way as an adult it may reach the threshold of metabolic load to which it can respond healthily, leading to diabetes and other metabolic conditions at a lower nutritional level than an individual who, early in life, shifted to a developmental trajectory more appropriate for a higher nutrition environment (Gluckman et al. 2010). Evidence to support this hypothesis includes epidemiological studies on humans prenatally exposed to famine, who have a higher risk of coronary heart disease and obesity in adulthood (Painter et al. 2005). Experimental studies have also shown that rats that experienced fetal undernutrition have higher body fat and are more sedentary compared to their counterparts that received adequate fetal nutrition (Vickers et al. 2000, 2003). They subsequently develop a constellation of symptoms similar to the human metabolic syndrome, such as obesity and hypertension, in adulthood, and these effects are exacerbated by a high-fat postnatal diet. However, if leptin, a satiety hormone made by fat, is administered to these rats neonatally thus artificially shifting their perception of their environment from low to high nutrition, neonatal weight gain, caloric intake, locomotor activity, and fat mass in these infant animals are normalized for the rest of their lives despite exposure to a high-fat diet (Vickers et al. 2005).

Pleiotropy describes how a single gene can influence several different physiological and phenotypic characteristics. Antagonistic pleiotropy refers to genes that confer an advantage in early life, but that result in ill effects later in life. We find utility in employing this term to encompass phenotypic traits that involve life course-associated trade-offs for example, because human fitness depends primarily on survival to reproductive age (Jones 2009), a potential adaptive advantage in early life may become disadvantageous later on and manifest as obesity, diabetes, and cardiovascular disease in middle age. High levels of insulin growth factor-1 (IGF-1) promote infant and childhood growth and presumably were selected for their consequent fitness advantage, but in later life are associated with higher rates of prostate and breast cancer.

Importantly, these mechanisms operate in all pregnancies and are a reflection of the role of developmental plasticity in ensuring adaptability to a changing environment on a timescale of change between that of selection (many generations) and homeostasis (minutes�ys). There is a growing body of experimental and clinical data showing that epigenetic processes are involved. Cues that induce plastic responses must be distinguished from those that disrupt the developmental program: clearly teratogens, such as thalidomide or the rubella virus, operate through the latter. For this reason, we would suggest that terms such as metabolic teratogenesis (Freinkel 1980) are not particularly helpful.

The human pregnancy is a co-adaptive compromise. The human fetus is born in a more altricial state than other closely related primates, because the human upright posture determines that the fetus must pass the pelvic canal that is narrower than in other primates (Rosenberg and Trevathan 1995). Brain growth must continue for a long period after birth to reach the disproportionately larger brain size of the hominin clade. Fetal growth in mammals is not solely genetically controlled, otherwise the outcome would be fetal obstruction in every case where pregnancy followed a female mating with a larger male. Indeed, human fetal growth can be shown to be largely determined by the maternal environment (Gluckman and Hanson 2004). In pregnancies where the egg has been donated, birth size is more closely related to the recipient than to the donor size (Brooks et al. 1995). The constraining mechanism on fetal growth is likely primarily a consequence of the utero-placental anatomy of mother and her ability to deliver nutrients to the placental bed. Further, the placenta, at least in sheep, is able to clear excessive concentrations of growth factors such as IGF-1 from the fetal circulation. Other studies, primarily in mice, raise the possibility of a role for parentally imprinted genes in regulating fetal growth. From studies of the IGF-2 system in mice, David Haig has developed the concept of maternal-fetal conflict to explain the evolution of imprinting (Haig 2010). However, imprinting appears in marsupials and possibly monotremes, and Eric Keverne and colleagues have made a good case for considering imprinting in terms of maternal-fetal co-adaptation rather than conflict (Curley et al. 2004).

Given the long life course of our species, this emergent field of developmental plasticity will become a major part of clinical medicine. As our understanding of epigenetic mechanisms including DNA methylation, histone modifications, and small noncoding RNAs grows, this area is likely to play a major role in clarifying disease causation and treatment. A major challenge for studies in contemporary evolution is the role of epigenetic inheritance. While epigenetic marks have long been established to transfer across mitosis, there is increasing evidence that some epigenetic marks transfer across meiosis. The most well-demonstrated mechanisms are via small RNAs in sperm that can transfer between generations inducing phenotypic effects on pigmentation and heart development in mammals (reviewed in Nadeau 2009). Transgenerational genetic effects on body weight and food intake have also been shown to be passed through the mouse paternal germline for at least two generations (Yazbek et al. in press), again implying the involvement of sperm in the molecular basis for such effects. There is inferential evidence of environmentally induced epigenetic inheritance in experimental animals. For example, the effects of glucocorticoid exposure in pregnant rats on their offspring's metabolic control extend to the F2 generation even when the intermediate F1-exposed fetus is male (Drake et al. 2005). Similarly, there is some inferential evidence in humans of male line-mediated environmental influences (Hitchins et al. 2007).

In addition to direct epigenetic inheritance, epigenetic marks may be induced in the F1 generation as a result of maternal effects as discussed in the DOHaD example earlier, or via grand-parental effects where the F1 generation is female. This is because the oocyte that will contribute genetic material to the F2 offspring is formed by the F1 female fetus while in the uterus of the F0 generation and is therefore exposed indirectly to the F0 environment. Similarly, male-line germ cells that will form spermatogonia are sequestered in the testis when the male is itself a fetus. Indeed, in the grandchildren of women who became pregnant in the severe Dutch famine of 1944�, where the exposed fetus was female, their children are more likely to be obese (Painter et al. 2005). A further form of indirect epigenetic inheritance may be seen in those cases where the environmental niche inducing the epigenetic change leading to the phenotype is recreated in each generation. The best demonstration is in rodents, where altered maternal care has been shown to induce epigenetic changes in the brain, resulting in behavioral changes and, in the next generation, the same pattern of maternal care (Weaver et al. 2004). Cross-fostering and pharmacological agents both reverse the epigenetic change and associated phenotype. The potential implications of direct and epigenetic inheritance, as well as maternal and grand-parental effects, are likely to be particularly important in human medicine, where we must focus on a single generation. This has theoretical implications for the use of traditional genotype–phenotype interactive models. Contemporary evolutionary studies need to develop models that focus on phenotype𠄾nvironment interaction. In these models, the phenotype at any point in time should be seen as a consequence of the cumulative effects of early environmental influences inducing epigenetic change, extending back to conception where the phenotype is determined by inherited genetic and epigenetic information.

Demographic change, acting through these developmental processes, may also play a role in the changing patterns of disease. First-born children are smaller because of the processes of maternal constraint (Gluckman and Hanson 2004), and they have higher risk of obesity (Reynolds et al. in press). Their smaller size reflects greater maternal constraint and has also been interpreted in life history terms (Metcalfe and Monaghan 2001). We have shown that they have a very different pattern of DNA methylation at birth (McLean et al. 2009), and falling family size may be a factor in changing patterns of chronic disease.

There are other dimensions to life course pathways to disease. The progressive loss of oocytes from the ovary is an inherent property and explains the decline in fertility in women from the beginning of the fourth decade of life. However, cultural changes mean that women can and do delay their pregnancies, and then, because of lower fertility in their later reproductive years, have a much greater requirement for medical intervention to treat infertility. Here is another example of how cultural developments have impacted on human biology this phenomenon has arisen because of the interaction between prolongation of life course resulting from technological developments in medicine and public health, and shifting of reproductive timing caused by the social changes associated with the development of contraceptive technologies.

Adolescence is an illustrative example of the changing nature of the human life course and the interaction with a changing social context. The age at menarche, the best documented sign of reproductive maturation, in Paleolithic times was probably around the ages of seven to 13 (Gluckman and Hanson 2006) full reproductive competence would have been achieved in concert with the psychosocial maturation required for function as an adult within society. The subsequent occurrence of agriculture and settlement, and the attendant negative outcomes of childhood disease and postnatal undernutrition, resulted in the delay of puberty onset, but again this would have been matched to the increased complexity of society. However, the age at menarche has fallen in Europe from a mean of 17 years around 1800 to about 12 years now (Gluckman and Hanson 2006). This decline can be attributed to better maternal and child health subsequent to the enlightenment support for population growth, improved sanitation and access to food in the postindustrial era, as well as public health and medicine from the late nineteenth century on. But whereas the age of puberty has fallen, the age at which an individual is treated as an adult appears to have risen dramatically in modern Western society. While in the nineteenth century individuals in their late teens were accepted as adults, this is now less likely. If the term adolescence is restricted to the period between the completion of biological maturation and acceptance as an adult in society, then adolescence has probably extended from one to 3 years in the nineteenth century to over a decade in the twenty-first century. Indeed, modern neuro-imaging techniques demonstrate that the brain shows ongoing maturation until well into the third decade, with the pathways influencing impulse control and higher levels of executive function being the last to mature (Lebel et al. 2008). There is, thus, a mismatch between biological and psychosocial maturation, reflected in a far greater morbidity in children who undergo earlier biological maturation, because of acting out behaviors and emotional disorders, including suicidal attempts (Michaud et al. 2006).

These observations raise several hypotheses. Is the delayed maturation of the brain evolutionarily old but has it only recently become of significance, because the higher functions are only needed for coping with the complexities of modern society? Have the complexities of modern society induced a longer period for skills to be learnt and the brain to mature, as has been suggested in the arguments related to the origins of the juvenile period in children? These two hypotheses could be tested by studies of brain maturation across different cultures. Or does the way in which we now rear children change the pattern of brain maturation? In most Western societies, we now control the children's environment much more rigorously than ever before, and the effect of this can be assessed by comparisons between different educational systems.

Excessive defence mechanisms

Many symptoms can be explained as demonstrations of evolved defence processes that have become inappropriate or excessive, and thus potentially harmful to the individual. For example, fever is an appropriate anti-bacterial response that activates some components of the immune system, but, if excessive, can harm the individual. Similarly, a depressed mood might be the appropriate response in some situations, but inappropriate depression of mood or excessive anxiety leads to dysfunction. Fear is an appropriate response to many situations, but if the level of fear induced is excessive or if it is inappropriately triggered, then a phobia may be manifest. Nesse has expanded on this class of mechanism extensively (Nesse 2005).

The long historical exposure of humans to microorganisms such as helminthic worms is the basis of the ‘hygiene hypothesis’, which argues that since humans have begun to be reared in more hygienic circumstances, the incidence of certain diseases has risen (Bresciani et al. 2005). While the hygiene hypothesis has generally been applied to asthma, it may also apply more broadly. Crohn's disease is an inflammatory disease of the bowel, which can be very debilitating. Recent evidence suggests its incidence has risen as gastrointestinal worm infection has fallen. Thus the disease might be caused by the defence mechanisms against gut parasites now targeting the gut wall. Indeed, there are promising clinical trials in which patients suffering from Crohn's disease are treated with either pig hookworms or their extracts (Croese et al. 2006). Another study of patients with multiple sclerosis found that those with worm infections developed symptoms significantly more slowly than those without (Correale and Farez 2007), and clinical trials are presently underway to determine whether treatment with worms has therapeutic value.

Co-evolutionary considerations and the evolutionary arms race

Humans live in symbiotic relationships with a large population of bacteria, particularly in their gastrointestinal tract. Increasingly, it is recognized that this extended symbiome needs to be considered in understanding human health. Alterations in the gut flora are associated not only with acute gastroenteritis but also with chronic disease. For example, there is growing evidence that the gut microbiome plays a role in determining metabolic homeostasis and the risk of diabetes mellitus type 2 and obesity (Tschöp et al. 2009). It is not clear whether the significance of the gut microbiome arises simply from its role in predigestion, from the potential it has to release inflammatory cytokines, or whether it might induce epigenetic changes in the human host.

A key to understanding the consequences of our relationships with the microbial world is in their fast generation times, leading to an evolution much more rapid than that of humans. This is best illustrated by antibiotic resistance. The interval between the commercial introduction of antibiotics and the appearance of resistance in human commensals and pathogens is often frighteningly short, on the order of 1𠄲 years. Broad use of antibiotics leads to rapid spread and high frequency of resistant strains, particularly in hospital and long-term care settings where rates of antibiotic use are the highest. Moreover, it can be difficult to get rid of resistance once it evolves. Compensatory mutations ameliorate the costs of resistance for bacteria (Schrag and Perrot 1996) and can create fitness valleys that prevent reversion to drug-sensitivity even after drug use is discontinued (Levin et al. 2000). The challenge for medicine is similar to that faced in agriculture, where insecticide use leads to insecticide resistance and herbicide use leads to herbicide resistance. Evolutionary theory has proven useful for suggesting approaches for more effectively deploying our antibiotic resources in ways that will minimize resistance evolution (Lipsitch et al. 2000). For example, despite early enthusiasm, results from trials of antibiotic cycling have been somewhat disappointing (Brown and Nathwani 2005). Evolutionary theory explains why (Bergstrom et al. 2004) and suggests alternative approaches that may be more effective.

Similarly, evolutionary models allow us to understand the process by which viral threats emerge. Phylogenetic analysis has helped us reconstruct the early spread of the human immunodeficiency virus around the globe (Korber et al. 2000), and the genetic origins of the H1N1 influenza pandemic (Smith et al. 2009). Models of sequence evolution can inform the process of designing each year's influenza vaccine (Russell et al. 2008). Mathematical models of disease emergence have likewise been useful in developing mitigation plans for potential pandemic strains of influenza (Ferguson et al. 2005).

Infections can also shape human evolution. While much in the historical record remains speculative and inferential, there are some contemporary, well-recorded examples. For example, kuru is a prion-caused neurodegenerative disease transmitted by cannibalistic funeral rites in New Guinea. Some mutations in the prion protein gene confer partial or even strong resistance to the disease. There is now evidence that these resistance genes only emerged in recent generations from a common ancestor some 10 generations ago and that that resistance gene is now well spread throughout the population at risk. This may in part explain the recent reduction in the incidence of kuru (Mead et al. 2009).

Evolutionary constraint and history

Many features of human anatomy associated with potential pathology represent the consequences of our evolutionary history. A well-known example is the appendix: while it evolved to improve digestion for the vegetarian diet of earlier members of our clade, it has no function in human digestion and infection in the appendiceal lumen leads to appendicitis. The appendix cannot become lost over evolutionary time, because it will first need to decrease in size and this inherently promotes the development of appendicitis (Nesse and Williams 1995). Other examples include the risk of detached retina, which arises because the mammalian lineage evolved with the vascular layer in front of the neural layer, in contrast to the cephalopod eye (Fernald 2000), and the risks of obstruction at birth resulting from the conflict between the shape of the female pelvis in a bipedal ape and the large human fetal brain size (Rosenberg and Trevathan 1995). In comparison with the chimpanzee, the human infant encounters a much narrower pelvis and must go through a series of rotations during delivery. Therefore, if the fetus is large and/or the mother is small, dystocia may result. Back pain and spinal problems can be understood in terms of the compromises made some 6 million years ago, when human ancestors adopted an upright posture (Anderson 1999), and our large head and truncal weight serve as risk factors for spinal disk injury. Scurvy, as discussed earlier, represents the result of a mutation that was presumably neutral when it first arose in a frugivorous ancestor.

Sexual selection and its consequences

Many anatomical features of humans, such as the loss of most of their body hair, may have their origin in sexual selection. Men at all ages have a higher mortality than women (Office for National Statistics 2006), and the life history explanation for this phenomenon has been extensively discussed (Kruger and Nesse 2006). Male mortality is particularly high in the early reproductive years and is associated with violence and other acting out behaviors. Such differences might be best understood in terms of mate-seeking behaviors, where the investment in competition for a mate leads to comparatively greater fitness pay-offs for men. Some sexually dimorphic characteristics also impose a burden on men: higher testosterone favors higher body mass and aggressive behavior, but is also thought to be an immunosuppressant, therefore increasing susceptibility to infectious disease (Muehlenbein and Bribiescas 2005). Other factors like higher somatic maintenance and faster aging in males are also thought to play a role.

There is an extensive evolutionary psychology literature that aims to explain much of human behavior in terms of mate-seeking behavior and sexual competition. Unfortunately, there has been much over-statement and popularization in this domain that has harmed the overall incorporation of evolutionary thought into medicine. However, while evolutionary psychology has its limitations, the role of sexual selection in the origin of both physical and behavioral traits should not be ignored.

Balancing selection

In population genetics, the examples of sickle cell anemia, the thalassemias, and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency have all been explained in terms of the heterozygote advantage providing resistance against malaria, whereas the homozygous form is associated with more severe disease (Luzzatto 2004). Recently, the possession of two variants in the APOL1 gene𠅊 characteristic common in Africans but absent in Europeans—was shown to be associated with an increased risk of renal disease (Genovese et al. 2010). The protein produced by these variants showed lytic activity against the trypanosome parasite that causes sleeping sickness, suggesting that the risk alleles were maintained to help confer a protective effect. The association of the variants with protection was dominant, while that with renal disease was recessive, pointing towards a heterozygous advantage model.

Speculation persists about other common alleles that are in apparent equilibrium within populations. For example, in European populations, the most common recessive disease is cystic fibrosis, a disorder of the chloride-secreting channel in epithelia such as the lung associated with excessively viscous secretions and subsequent wheezing and infections a carrier frequency of one in 25 has been seen in some populations (Massie et al. 2005). It has been suggested this frequency could not persist unless there was an advantage to being a heterozygote. Possible past selective pressures include typhoid, cholera and other diarrheal diseases, or perhaps tuberculosis, but no firm data exist. A recent study analyzing the genome in two human populations was able to identify genes associated with various functions, such as immunity and keratin production, that strongly demonstrated long-term balancing selection (Andres et al. 2009) such studies provide a step towards finding functional variants that may be of phenotypic and medical relevance.

Balancing selection has also been used to explain differences between allelic forms that confer different behaviors. For example, there are alternate alleles of the promoter for the vasopressin receptor that is associated with pair bonding, with one form being more common in individuals who have less stable relationships (Walum et al. 2008). While at the moment such observations are speculative and premature, as human genomic information becomes more widely incorporated into the understanding of human biology and behavior, such inferences and associations will become more frequent they raise ethical issues that will need to be confronted.

Historia demograficzna

There are many examples of founder effects and population effects affecting disease distribution. For example, blood group distribution in American-Indians is dominated by the O blood type, possibly reflecting a founder effect when humans crossed the Bering strait (Halverson and Bolnick 2008). The contemporary Finnish population also descended from a founder population that underwent a tight bottleneck during migration northwards across the Gulf of Finland. It is a highly homogeneous population that displays a distinct pattern of disease compared to the rest of Europe, such as being prone to multiple rare genetic diseases but also being much less likely to develop some other diseases like cystic fibrosis (Peltonen et al. 1999). A similar situation is seen in the French Canadians, whose ancestors underwent a series of regional founder effects, leading to a characteristic geographical distribution of genetic diseases (Laberge et al. 2005). There are clusters of individuals with rare diseases of genetic origin found in different locales: for example, Huntington's disease has a large Venezuelan cluster, while Laron dwarfism, caused by a mutation in the growth hormone receptor, is largely clustered in southern Ecuador. The distribution of leprosy strains maps to human migration (Monot et al. 2009).

Five to 14% of European Caucasians possess a deletion in the CCR5 gene, a mutation that is not found among Africans, American-Indians, and East Asians, indicating that the mutation probably arose after the ancestral founders of these populations had separated. The mutation results in a defective chemokine receptor, and its high frequency in Europeans appears to have been attributed to selective pressure caused by infectious disease (Duncan et al. 2005). While this mutation has been well established to confer a high level of resistance to infection by the human immunodeficiency virus, it also increases the risk of succumbing to encephalitogenic West Nile virus infections (Glass et al. 2006).


Research for Your Health

The NHLBI is part of the U.S. Department of Health and Human Services’ National Institutes of Health (NIH)—the Nation’s biomedical research agency that makes important scientific discovery to improve health and save lives. We are committed to advancing science and translating discoveries into clinical practice to promote the prevention and treatment of heart, lung, blood, and sleep disorders including hemolytic anemia. Learn about the current and future NHLBI efforts to improve health through research and scientific discovery.

Learn about the following ways the NHLBI continues to translate current research into improved health for people who have hemolytic anemia. Research on this topic is part of the NHLBI’s broader commitment to advancing blood disorders and blood safety through scientific discovery.

  • Program Helps Protect Blood Transfusion Recipients. The NHLBI’s Recipient Epidemiology and Donor Evaluation Study (REDS) program began in 1989 to protect the Nation’s blood supply and improve the benefits and reduce the risks of transfusions. Now in its third phase, called REDS-III, the program supports research in the United States and around the world.
  • Providing Access to NHLBI Biologic Specimens and Data. The Biologic Specimen and Data Repository Information Coordinating Center (BioLINCC) centralizes and integrates biospecimens and clinical data that were once stored in separate repositories. Researchers can find and request available resources on BioLINCC’s secure website, which maximizes the value of these resources and advances heart, lung, blood, and sleep research.
  • New Treatments for Hemolytic Anemia. NHLBI-sponsored clinical trials showed that eculizumab is an effective treatment for a rare and life-threatening type of hemolytic anemia called paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH). Eculizumab can reduce or stop the need for blood transfusions. NHLBI research helped eculizumab become the standard treatment for PNH.
  • Supporting Safe Manufacturing of Cell-Based Therapies. The NHLBI’s Production Assistance for Cellular Therapies (PACT) program supports translational research on cellular and genetic therapies by increasing the capacity to manufacture cell products that follow current Good Manufacturing Practices (cGMP) regulations. The PACT program aims to increase the supply and safety of genetically modified cells available for people who have blood disorders such as hemolytic anemia.
  • Accelerating Cures for All People Who Have Sickle Cell Disease. Our Cure Sickle Cell Initiative is a NHLBI-led collaborative research effort to develop genetic therapies for patients who have sickle cell disease. The goal is to have these genetic therapies ready to safely use in clinical research within 5 to 10 years. This patient-focused Initiative will bring together researchers, private sector researchers, patients, providers, advocacy groups, and others as it supports research, education, and community engagement activities.
  • Improving Care for Adolescents and Adults Who Have Sickle Cell Disease. While most U.S. children who have sickle cell disease survive to adulthood, the transition from pediatric to adult care is often challenging. By funding the Sickle Cell Disease Implementation Consortium, we are working to understand current barriers to care, test interventions to overcome those barriers, and develop a new sickle cell disease registry.
  • Network Accelerates Research on Blood and Bone Marrow Transplants. The NHLBI and NCI launched the Blood and Marrow Transplant Clinical Trials Network (BMT CTN) in 2001 to promote large multi-institutional clinical trials that seek to understand the best possible treatment approaches in blood and marrow transplantation. In the United States, about 20,000 patients receive blood or marrow transplants annually.

In support of our mission, we are committed to advancing hemolytic anemia research in part through the following ways.

  • We perform research. The NHLBI Division of Intramural Research and its Hematology Branch are actively engaged in research on conditions related to hemolytic anemia. Research in the Hematopoiesis and Bone Marrow Failure Laboratory spans the basic sciences, clinical trials, and epidemiology, focusing on blood cell production in healthy individuals and patients who have bone marrow failure.
  • We fund research. The research we fund today will help improve our future health. Our Division of Blood Diseases and Resources is a leader in research on the causes, prevention, and treatment of blood diseases, including hemolytic anemia and sickle cell disease. Search the NIH RePORTer to learn about research the NHLBI is funding on hemolytic anemia.
  • We stimulate high-impact research.The NHLBI Strategic Vision highlights ways we may support research on hemolytic anemia over the next decade.

Learn about exciting research areas the NHLBI is exploring about hemolytic anemia.

  • Preventing complications from hemolytic anemia. During hemolytic anemia, red blood cells release heme molecules into the blood. These heme molecules may become toxic because they are no longer bound by protective proteins. They may also collect in organs, such as the kidneys, and cause damage. NHLBI-supported researchers are looking into treatments that may be able to prevent this damage.
  • Supporting research on rare types of hemolytic anemia. We support research on new treatments for a rare type of autoimmune hemolytic anemia called cold agglutinin disease.
  • Understanding rare but life-threatening reactions to blood transfusions. Some people are more at risk of developing hemolytic reactions to a blood transfusion even when the blood type is matched. The NHLBI supports research to identify the cause, predict people who have a greater risk, and find treatments that prevent hemolytic anemia.

Finał biologii

Paprocie mają dobrze rozwiniętą tkankę naczyniową, korzenie i łodygi.

odczuwać spadek temperatury ciała

poczekaj, czy spadnie niżej

zwiększyć aktywność mięśni w celu wytworzenia ciepła

too much heat produced by the body

upward adjustment of the body temperature set point

inadequate cooling mechanisms in the body

Essential nutrients can be synthesized by the body.

Vitamins are required in small quantities for bodily function.

Some amino acids can be synthesized by the body, while others need to be obtained from diet.

Podczas wdechu powietrze przepływa z gardła do tchawicy.

Oskrzeliki rozgałęziają się w oskrzela.

Kanały pęcherzykowe łączą się z workami pęcherzykowymi.

Blood in the pulmonary vein is deoxygenated.

Blood in the inferior vena cava is deoxygenated.

Blood in the pulmonary artery is deoxygenated.

dostarcza tkankom ciała tlen

dostarcza tkankom ciała tlen i dwutlenek węgla

określa liczbę oddechów na minutę

nasal cavity, trachea, larynx, bronchi,
bronchioles, alveoli

jama nosowa, krtań, tchawica, oskrzela, oskrzeliki, pęcherzyki płucne

jama nosowa, krtań, tchawica, oskrzeliki, oskrzela, pęcherzyki płucne

Arteries have thicker wall layers to accommodate the changes in pressure from the heart.

Arteries have thinner wall layers and valves and move blood by the action of skeletal muscle.

Hypothyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.

Hyperthyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating and increased heart rate.

Hyperthyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.

regulate production of other hormones

stimulates production of red blood cells

causes the fight-or-flight response

thoracic cage and vertebral column

thoracic cage and pectoral girdle

Wszystkie wirusy są otoczone wirusową błoną.

Kapsomer składa się z małych podjednostek białkowych zwanych kapsydami.

DNA to materiał genetyczny wszystkich wirusów.

A virion contains DNA and RNA.

Viruses replicate
outside of the cell.

W procesie apoptozy komórka przeżywa.

Podczas przyłączania wirus przyczepia się w określonych miejscach na powierzchni komórki.

Kapsyd wirusa pomaga komórce gospodarza wytwarzać więcej kopii genomu wirusa.

wtórna odpowiedź immunologiczna

toczeń rumieniowaty układowy

The vas deferens carries sperm from the testes to the seminal vesicles.

The ejaculatory duct joins the urethra.

Both the prostate and the bulbourethral glands produce components of the semen.

LH and FSH are produced in the pituitary, and estrogen and progesterone are produced in the ovaries.

Estradiol i progesteron wydzielane z ciałka żółtego powodują pogrubienie endometrium.

Both progesterone and estrogen are produced by the follicles.

The carrying capacity of seals would decrease, as would
the seal population.

The carrying capacity of seals would decrease, but the seal population would remain the same.

The number of seal deaths would increase, but the number of births would also increase, so the population size would remain the same.



Uwagi:

  1. Aekerley

    Myślę, że popełniam błędy. Spróbujmy o tym omówić. Napisz do mnie w PM.

  2. Mainchin

    Nie masz racji. Mogę to udowodnić. Napisz w PM.

  3. Thurle

    Brawo, ten genialny pomysł jest potrzebny tak przy okazji

  4. Tygorisar

    Jestem pewien, że zostało już omówione, skorzystaj z wyszukiwania forum.

  5. Nara

    Masz abstrakcyjne myślenie



Napisać wiadomość