Ewolucja i Medycyna

Pomimo upływu 150 lat od opublikowania przez Karola Darwina swojej pracy „O powstawaniu gatunków” lekarze ciągle często nie rozumieją i nie znają jej znaczenia. To tak jakby mechanik samochodowy uczył się o tym jak naprawić samochód, ale nie wiedział skąd się one biorą (fabryki, deski kreślarskie projektantów) ani po co w ogóle zostały stworzone (jako środek transportu). Tymczasem na świecie ewolucja stała jednym z fundamentów nauk medycznych (obok fizyki, chemii i biologii).



[caption id="attachment_304" align="alignright" width="300" caption="Popularny "mit" w ewolucji. Wiele osób ciągle wierzy, że człowiek pochodzi od małpy, podczas gdy tak naprawdę teoria ewolucji mówi, że współczesny człowiek i współczesne naczelne miały wspólnego przodka."][/caption]

W ciągu ostatniego stulecia medycyna uległa ogromnej transformacji. W stosunkowo krótkim czasie przekształciła się z owitej tajemnicą „sztuki” w nowoczesną naukę. Dzięki zastosowaniu najnowszych osiągnięć nauki lekarze potrafią dziś ratować życie ludzkie w stanach, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu  nie dawały chorym żadnych szans. Nagroda Nobla z 1945 przyznana za odkrycie antybiotyków była jednym z wielkich przełomów w medycynie. Odkrycie to umożliwiło walkę z chorobami, z którymi wcześniej ludzkość nie potrafiła sobie poradzić. Pojawiały się nawet głosy wieszczące koniec chorób zakaźnych. Rozwój fizyki i chemii umożliwiał postęp w innych podstawowych naukach w medycynie. W medycynie pojawiła się teoria (zgodna z Newtonowskim modelem świata fizycznego), która porównywała ciało człowieka do doskonale zaplanowanej i sprawnie działającej maszyny. Koncepcja ta umożliwiła poznanie nie tylko mechanizmów większości chorób, a także mechanizmów rządzących większością procesów zachodzących w ludzkich organizmach.

Zrozumienie zasady działania i zależności pomiędzy tkankami i narządami skutkował rozwinięciem nowych dziedzin medycyny (jak chociażby anestezjologia czy transplantologia). Postęp zachodzący w dziedzinach podstawowych (jak wspomniana fizyka i chemia) umożliwił opracowanie metod diagnostycznych jakich ludzkość wcześniej nie znała. Tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny czy techniki endoskopowe pozwalają nam zajrzeć do wnętrza organizmu, lepiej diagnozować i mniej inwazyjnie leczyć. Tomografia pozytronowa pozwala nam podglądać procesy zachodzące w naszych tkankach. Implanty pozwalają nam odtwarzać utracone kończyny i zmysły, a skomplikowane maszyny pozwalają zastąpić niesprawne „elementy” organizmu – lekarz może wymienić nam zastawkę w sercu podobnie jak mechanik wymienia niesprawne części w zepsutym samochodzie.

Studenci medycyny uczeni są dziś tego jak zbudowane jest ciało człowieka (anatomia) i jak ono działa (fizjologia). Okazuje się jednak, że rzadko kiedy dowiadują się o tym dlaczego działa właśnie w taki, a nie inny sposób (naturalna selekcja) oraz skąd się w ogóle wziął (ewolucja). Tymczasem biologia ewolucyjna jest fundamentalną nauką podstawową dla medycyny.Ostatnia dekada przyniosła liczne prace, książki i artykuły poświęcone zagadnieniom ewolucji w medycynie. Ewolucja jest takim samym fundamentem medycyny (nauką podstawową) jak biologia, fizyka czy chemia. Tradycyjny dla medycyny model badań naukowych skupiał się do tej pory głównie na mechanizmach zachodzących w organizmie człowieka (zarówno w czasie zdrowia jak i choroby). Jednakże rola biologii ewolucyjnej zaczyna dopiero torować sobie drogę do medycyny, głów studentów i serc lekarzy.

Biologia ewolucyjna jest bardziej rozpowszechniona w niektórych dziedzinach pokrewnych medycynie (np. w mikrobiologii, genetyce populacyjnej, w analizie drzew filogenetycznych). Jednak lekarze ciągle nie znają odpowiedzi na pytanie: dlaczego proces naturalnej selekcji pozostawił organizm człowieka wrażliwym na choroby. Zagadnienia takie jak niedopasowanie (mismatch), mechanizmy infekcji, zjawisko ograniczenia (constraint), zjawisko „coś za coś” (trade-off), reprodukcja zamiast zdrowia czy adaptacyjne mechanizmy obronne (adaptive defenses) są ciągle niezrozumiałe dla większości pracowników ochrony zdrowia i badaczy z zakresu nauk medycznych.

Ignorancja lub nieznajomość podstawowych zasad ewolucji i brak umiejętności zastosowania ich w praktyce przez lekarzy i naukowców staje się coraz większym problemem. W chwili obecnej przegrywamy walkę z bakteriami, pomimo wieszczonego jeszcze stosunkowo niedawno zwycięstwa ludzkości nad chorobami zakaźnymi. Współczesne drobnoustroje skutecznie pokonały naszą podstawową broń – antybiotyki. Sytuacja nie wygląda też dobrze jeśli chodzi o szczepionki. W ostatnich czasach wraca nie tylko gruźlica, ale także krztusiec czy ospa wietrzna. Co gorsza – uderzają one z niezwykłą siłą tam, gdzie się tego najmniej spodziewamy (więcej na ten temat w dalszych częściach opracowania). Wielu młodych lekarzy nie potrafi rozpoznać tych chorób, nie tylko dlatego, że nie mieli z nimi kontaktu, ale przede wszystkich dlatego, że ich przebieg u osób dorosłych jest inny niż u dzieci (a to właśnie w podręcznikach do pediatrii opisywane są ich charakterystyczne objawy). Bez zrozumienia ewolucji patogenów i ludzi kolejne przegrane bitwy w wojnie z chorobami zakaźnymi będą dla nas coraz bardziej dotkliwe.

Lekarz, który rozumie mechanizmy rządzące procesem ewolucji wie, że organizm człowieka nie jest zaprojektowaną maszyną. Wykształcone przez miliony lat w procesie naturalnej selekcji mechanizmy nie są doskonałe, a wiele z nich powstało kosztem innych. Lekarz znający mechanizmy ewolucji zrozumie także, że naturalna selekcja faworyzuje reprodukcję – a nie zdrowie czy prawidłowe funkcjonowanie wszystkich narządów.

Zastosowanie wiedzy z zakresu biologii ewolucyjnej w naukach medycznych pozwala na pełne zrozumienie przyczyn wielu schorzeń, zagadnień związanych z opornością na leki, zagadnień genetyki populacyjnej, zaburzeń psychicznych, chorób cywilizacyjnych czy zdrowia publicznego; wyjaśnia przyczyny starzenia się organizmu, rozwoju chorób nowotworowych czy chorób cywilizacyjnych (w tym związanych z odżywianiem się i aktywnością fizyczną w dzisiejszych warunkach).

Przykład państw zachodnich, gdzie edukacja z zakresu ewolucji staje się standardem nauczania w szkołach medycznych, pokazuje, że przynosi to wymierne korzyści – nie tylko poprzez zmianę sposobu w jaki lekarze praktykują medycynę, ale także poprzez otwieranie nowych kierunków badań w dziedzinach takich jak genetyka, onkologia, choroby zakaźne czy zdrowie publiczne. Czas, aby edukację w zakresie ewolucji wdrażać także na polskich uczelniach medycznych.

Najlepiej od zaraz – aby nie zwiększać dystansu, który dzieli nas od krajów zaawansowanych.

Literatura:

1. Williams G; Nesse RM. Why we get sick: the new science of Darwinian medicine. New York: 1996, Vintage Books.


2. Nesse et al., RM; Bergstrom, CT; Ellison, PT; Flier, JS; Gluckman, P; Govindaraju, DR; Niethammer, D; Omenn, GS et al. "Evolution in health and medicine Sackler colloquium: Making evolutionary biology a basic science for medicine.". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) 2009, 107 Suppl 1: 1800–7.


3. Weiner H. "Notes on an evolutionary medicine". Psychosom Med, 1998, 60 (4): 510–20.


4. Williams GC. "Pleiotropy, Natural Selection, and the Evolution of Senescence". Evolution (Society for the Study of Evolution), 1957, 11 (4): 398–411.


5. Nesse RM. "Evolution: medicine’s most basic science". Lancet, 2008, 372 (Suppl 1): S21–7.


6. Ewald PW. "Evolutionary biology and the treatment of signs and symptoms of infectious disease". J. Theor. Biol. 1980, 86 (1): 169–76.


7. Williams TN. "Human red blood cell polymorphisms and malaria". Curr. Opin. Microbiol. 2006, 9 (4): 388–94.


8. Nesse RM. "Is depression an adaptation?". Arch. Gen. Psychiatry, 2000, 57 (1): 14–20.


9. Eaton SB, Strassman BI, Nesse RM, Neel JV, Ewald PW, Williams GC, Weder AB, Eaton SB 3rd, Lindeberg S, Konner MJ, Mysterud I, Cordain L. "Evolutionary health promotion". Prev Med 2002, 34 (2): 109–18.