English Deutsch
Новости
Мир антропологии

Гены и традиции питания. Часть II

« 1 2

Бобы, война и малярия: чувствительность к оксидантам

Ген глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы G6PD

В начале 1950-х во время корейской войны американским солдатам в обязательном порядке выдавался примахин. Это лекарство должно было защитить солдат от малярии, но у части из них прием препарата вызывал тяжелое побочное действие - острую гемолитическую анемию. Внезапно развивавшееся заболевание крови приводило даже к гибели. Предпринятое расследование показало, что смертность от «примахиновой анемии» различалась у представителей разных этнических групп. Особенно высокой (до 10-15%) она была среди солдат, предки которых имели средиземноморское происхождение (выходцы из северной  Африки, Италии, Испании, Ближнего Востока). Вскоре были открыты причины примахиновой анемии. Она возникала у людей с наследственным дефицитом фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PD) (Carson et al. 1956). Этот фермент играет важную роль в обмене углеводов, и, как выяснилось, его дефицит препятствует размножению возбудителя малярии.

В клетках  эритроцитов окисление глюкозы под действием этого фермента приводит к образованию веществ, необходимых для стабилизации клеточной мембраны и защиты ее от действия окислителей.

Фермент G6PD  участвует в гексоз-монофосфатном пути, единственном процессе, генерирующем НАДФ в зрелых эритроцитах, в которых отсутствует цикл Кребса. Этот фермент катализирует окисление глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконат. В этой реакции образуется восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН), который в дальнейшем используется для восстановления глутатиона (при участии глутатионредуктазы), а также частично метгемоглобина в гемоглобин. Восстановленный глутатион  защищает гемоглобин и тиоловые ферменты, поддерживающие нормальную проницаемость мембран эритроцитов, от окислительного действия различных веществ, в том числе и лекарственных препаратов. При недостаточности G6PD  прием некоторых лекарственных средств (примахин, сульфаниламиды и др.) ведет к массивному разрушению эритроцитов (гемолитические кризы) вследствие падения содержания в них восстановленного глутатиона и дестабилизации мембран. В культуре клеток эритроциты, дефицитные по G6PD, поддерживают  рост малярийного плазмодия в 3 раза хуже, чем нормальные клетки  (Roth et al. 1983)

При дефиците G6PD мембраны эритроцитов становятся чувствительны к действию оксидантов, в том числе таких лекарств, как примахин. Размножение малярийного плазмодия в эритроцитах также дестабилизирует их мембраны. Сочетание наследственного дефекта и инфекции приводит к гибели зараженных эритроцитов, и паразит не успевает развиться. В результате у людей с дефицитом фермента малярия протекает в более легкой форме.

Сейчас показано, что мутации в гене G6PD, ведущие к дефициту фермента,  возникали неоднократно и широко распространились в малярийных зонах под действием отбора на устойчивость к этой инфекции.

У носителей мутации повышена чувствительность не только к лекарственным препаратам, но и к оксидантам, содержащимся в пищевых продуктах. При употреблении в пищу зеленых конских бобов и даже при вдыхании пыльцы этих растений у людей с дефицитом G6PD развивается опасный  для жизни гемолитический криз, что  связано с высоким содержанием в бобах гликозидов- прооксидантов, дающих при расщеплении вещества  с сильным окислительным действием. Заболевание получило название фавизм от латинского названия бобов (Vica fava). Ген G6PD находится на X-хромосоме, и женщины – гетерозиготные носители аллеля дефицита фермента – редко страдают от фавизма, однако к малярии устойчивы. От фавизма страдают мужчины с дефицитом фермента, если они едят бобы или вдыхают их пыльцу.

Фавизм описан в начале 1940 гг. Симптомами болезни являются озноб и резкая слабость, реже головная боль, сонливость, рвота, желтуха, возникающие после употребления в пищу бобов или вдыхания их пыльцы. В тяжелых случаях возможна гибель больного. На территории СССР эта болезнь встречалась в Средней Азии и Казахстане (средняя частота индивидов с дефицитом G6PD  - 2.4%) и в кавказских республиках (средняя частота  индивидов с дефицитом G6PD  7.6%),  наиболее часто – в Азербайджане (частота дефицита G6PD  у азербайджанцев достигает  18% в некоторых регионах, у татов и удинов  - более 20%)  (Рычков и др. 2000: 206).    По указанию Совета Министров Азербайджанской СССР в 60-х годах было запрещено выращивание конских бобов в южной зоне республики, что привело к значительному снижению частоты фавизма. Так, в Ленкоранском, Астаринском и Масаллинском  районах 1965 году было зафиксировано 44 случая заболевания, в 1966 г. – 32, а в 1967 – всего 2 случая (Джавадов 1975: 25). Интересно отметить, что бобы культивируются как раз в тех районах, в которых распространена малярия  и в которых распространен фавизм, причем едят бобы весной или в начале лета, как раз в самое «комариное» время (Katz 1987).

Эпидемиологические данные показали, что распространенная в Африке форма дефицита G6PD ассоциирована со снижением риска тяжелой малярии в 2 раза, причем как у мужчин, имеющих дефектный ген в своей единственной Х-хромосоме, так и у гетерозиготных женщин, носителей одного нормального и одного дефектного гена (Ruwando et al. 1995).

Согласно популяционно-генетическим оценкам, защитные мутации в гене G6PD распространились 8-10 тысяч лет назад или ранее (Verrelli et al. 2002). С некоторыми их проявлениями, вероятно, люди были знакомы уже в античное время.

Как пишет историк культуры Альфред Эндрю, конские бобы были частью древнего ритуала в Италии и Греции, их предлагали божествам на специальной церемонии в конце весны или начале лета. Но жрецам Юпитера было запрещено трогать бобы или даже произносить их название. Пифагор рекомендовал воздерживаться от употребления бобов или даже не заходить на поле, где бобы выращивают. Во времена Пифагора и Плиния верили, что в бобах  помещаются души умерших, и Пифагор сравнивал поедание бобов с каннибализмом: "Равно преступлено есть бобы и голову кого-либо из родителей" (Andrews 1949).

Этноботаник Гэри Набхан (Nabhan 2004: 89) считает, что действие прооксидантов бобов может потенциироваться или ослабляться  приправами, добавляемыми в блюдо при приготовлении. Прооксидантное действие гликозидов бобов способны усиливать розмарин, гвоздика, корица, мускатный орех, чеснок, лук, базилик. Ослаблять его могут вещества-антиоксиданты:  оливковое масло, ягоды, овощи и зелень, содержащие аскорбиновую кислоту, флавоноиды, каротиноиды и др.  Если эта гипотеза верна, то сезонные изменения в употреблении приправ могут менять защитное действие бобов в отношении малярии и опасность этого блюда при фавизме.

Непереносимость пшеницы и других злаков

Гены не установлены

Народы Европы различаются по частоте встречаемости заболевания  целиакия, связанного с   непереносимостью глутена – белка, содержащегося в зернах ржи, пшеницы и других злаков (Trier 1991).  У детей, страдающих этим заболеванием, употребление в пищу хлеба и других глутен-содержащих продуктов  приводит к нарушению процессов всасывания в кишечнике и,  вследствие этого,  к множественным нарушениям развития и умственной отсталости. Считается, что в развитии заболевания вносят вклад как средовые, так и генетические факторы, хотя гены предрасположенности к целиакии пока не найдены (Trier 1991, Dube et al. 2005; Cronin, Shanahan 2001).. При исключении из питания глутен-содержащих продуктов развитие ребенка происходит нормально.  Частота непереносимости глутена среди населения разных регионов Европы составляет от 1:300 до  1:2000.  Предполагается, что  заболевание ассоциировано с некоторыми аллелями генов основного комплекса гистосовместимости HLA, кодирующими антигены, расположенные на мембранах клеток.

Генетическое наследие прошлого и болезни цивилизации

Очевидно, что пищевые традиции народа и генетические факторы взаимодействуют в процессе исторического развития. Наследственные особенности обмена веществ определяют способность усваивать те или иные продукты питания, либо, наоборот, непереносимость определенных компонентов пищи. В свою очередь, тип питания, ставший традиционным, мог действовать как фактор отбора и способствовать распространению в популяциях  наиболее адаптивных при таком питании вариантов генов. Исследование этой проблемы существенно не только для понимания закономерностей взаимодействия культурных и биологических особенностей человека в процессе его расселения и приспособления к различным условиям среды, но важно и для современной медицины.

На протяжении сотен тысяч лет человек, как и его ближайшие предки, вел образ жизни охотника-собирателя. С развитием земледелия и скотоводства изменился его образ жизни и питания.  С середины ХХ века, когда настала эра антибиотиков и всеобщей вакцинации, значительно увеличилась продолжительность жизни. Раньше жизни людей уносили преимущественно эпидемии и голод, сейчас на первые места вышли заболевания сердечно-сосудистой системы и рак. Резко возросла частота диабета, ожирения и других нарушений обмена веществ.  Исходные, предковые аллели не обеспечивают генетической защиты от таких заболеваний, и из нейтральных или полезных «внезапно» (на протяжении всего нескольких столетий) превратились в опасные, став фактором риска «болезней цивилизации». В результате изменений условий существования, преимущество стали обеспечивать другие, эволюционно более молодые аллели: они могут обладать протективным действием (Corbo, Scacchi 1999, Sharma 1998).  Это соответствует гипотезе об “экономичном” (“thrifty”) генотипе (Neel 1998). Гипотеза основана на предположении, что человек генетически адаптирован к образу жизни охотника-собирателя. В условиях низкохолестериновой, низкоуглеводной, низкокалорийной и бессолевой диеты, сочетавшейся с высокой физической активностью выгодны были “экономичные” гены, обеспечивавшие эффективное поглощение и утилизацию дефицитных питательных веществ. “Экономичные” аллели, бывшие адаптивными в прошлом, стали факторами риска “болезней цивилизации” при переходе к современным условиям жизни. Так, показано, что у европейцев и евроамериканцев носители упоминавшегося выше аллеля е4 гена APOE, ассоциированного с высоким уровнем холестерина, имеют повышенный риск развития ишемической болезни сердца. У бушменов и других охотников-собирателей Африки, а также у саамов и эскимосов, данный аллель встречается с высокой частотой (20-40%), но при ведении традиционного образа жизни не связан с заболеваниями, а  его носители имеют нормальный уровень холестерина (Corbo, Scacchi 1999).  "Экономичный" вариант гена ангиотенизногена AGT, участвующего в регуляции солевого обмена, является в европеоидных популяциях фактором риска  эссенциальной гипертензии  (Sharma 1998). "Рисковые" аллели найдены и для диабета. С позиций рассматриваемой гипотезы, генетическая адаптация людей  не успевает следовать за  изменениями экологических условий и жизненного стиля в постиндустриальном обществе. Для разработки рекомендаций по оптимальному питанию необходимо знать генетические  особенности индивидов и популяций и то, в адаптации к каким традициям питания эти особенности сложились. Проведения таких исследований возможно лишь при взаимодействии генетиков и этнологов.

 

Место первой публикации: Этнографическое обозрение (2009) № 3, 117-137.

« 1 2

Интересно

«Ничего нет более опасного, чем идея, если у Вас есть только одна идея».

Эмиль-Огюст Шартье, французский философ, Разго­вор о религии / Propossurla Religion, 1938. Предоставлено И.Л.Викентьевым.

Catalog gominid Antropogenez.RU