Evolutionär medicin

Bakterien Mycobacterium tuberculosis kan utvecklas för att undergräva det skydd som immunförsvaret erbjuder

Evolutionsmedicin eller darwinistisk medicin är tillämpningen av modern evolutionsteori för att förstå hälsa och sjukdom . Modern biomedicinsk forskning och praktik har fokuserat på de molekylära och fysiologiska mekanismerna bakom hälsa och sjukdom, medan evolutionär medicin fokuserar på frågan om varför evolutionen har format dessa mekanismer på ett sätt som kan göra oss mottagliga för sjukdomar. Det evolutionära tillvägagångssättet har drivit fram viktiga framsteg i förståelsen av cancer , autoimmuna sjukdomar och anatomi . Medicinska skolor har varit långsammare med att integrera evolutionära tillvägagångssätt på grund av begränsningar för vad som kan läggas till befintliga medicinska läroplaner. International Society for Evolution, Medicine and Public Health samordnar insatserna för att utveckla området. Det äger Oxford University Press-tidskriften Evolution, Medicine and Public Health och The Evolution and Medicine Review .

Kärnprinciper

Genom att använda Delphi-metoden kom 56 experter från en mängd olika discipliner, inklusive antropologi, medicin och biologi, överens om 14 kärnprinciper som är inneboende för utbildning och praktik av evolutionär medicin. Dessa 14 principer kan ytterligare grupperas i fem allmänna kategorier: frågeinramning, evolution I och II (där II involverar en högre nivå av komplexitet), evolutionära avvägningar, orsaker till sårbarhet och kultur. Ytterligare information om dessa principer finns i tabellen nedan.

Grundprinciper för evolutionär medicin
Ämne	Kärnprincip
Typer av förklaringar (frågeställningar)	Både närliggande (mekanistiska) och ultimata (evolutionära) förklaringar behövs för att ge en fullständig biologisk förståelse av egenskaper, inklusive de som ökar sårbarheten för sjukdomar.
Evolutionära processer (evolution I)	Alla evolutionära processer, inklusive naturligt urval, genetisk drift , mutation, migration och icke-slumpmässig parning, är viktiga för att förstå egenskaper och sjukdomar.
Reproduktiv framgång (evolution I)	Naturligt urval maximerar reproduktiv framgång, ibland på bekostnad av hälsa och livslängd.
Sexuellt urval (evolution I)	Sexuellt urval formar egenskaper som resulterar i olika hälsorisker mellan könen.
Begränsningar (evolution I)	Flera begränsningar hämmar det naturliga urvalets förmåga att forma egenskaper som är hypotetiskt optimala för hälsan.
Avvägningar (evolutionära avvägningar)	Evolutionära förändringar i en egenskap som förbättrar konditionen kan kopplas till förändringar i andra egenskaper som minskar konditionen.
Life History Theory (evolutionära avvägningar)	Livshistoriska egenskaper, såsom ålder vid första reproduktion, reproduktiv livslängd och åldershastighet, formas av evolutionen och har konsekvenser för hälsa och sjukdom.
Nivåer av urval (evolution II)	Sårbarheter för sjukdomar kan uppstå när selektion har motsatta effekter på olika nivåer (t.ex. genetiska element, celler, organismer, släktingar och andra nivåer).
Fylogeni (evolution II)	Att spåra fylogenetiska samband för arter, populationer, egenskaper eller patogener kan ge insikter om hälsa och sjukdom.
Samevolution (evolution II)	Samevolution mellan arter kan påverka hälsa och sjukdom (t.ex. evolutionära kapprustning och ömsesidiga relationer som de som ses i mikrobiomet).
Plasticitet (evolution II)	Miljöfaktorer kan förskjuta utvecklingsbanor på sätt som påverkar hälsan och plasticiteten hos dessa banor kan vara produkten av utvecklade adaptiva mekanismer.
Försvar (skäl till sårbarhet)	Många tecken och symtom på sjukdom (t.ex. feber) är användbara försvar, som kan vara patologiska om de är oreglerade.
Missmatch (orsaker till sårbarhet)	Sjukdomsriskerna kan förändras för organismer som lever i miljöer som skiljer sig från de där deras förfäder utvecklades.
Kulturella metoder (kultur)	Kulturella metoder kan påverka utvecklingen av människor och andra arter (inklusive patogener), på sätt som kan påverka hälsa och sjukdomar (t.ex. antibiotikaanvändning, födelsemetoder, kost, etc.).

Mänskliga anpassningar

Anpassning fungerar inom begränsningar, gör kompromisser och avvägningar och sker i samband med olika former av konkurrens.

Begränsningar

Anpassningar kan bara ske om de är utvecklingsbara . Vissa anpassningar som skulle förhindra ohälsa är därför inte möjliga.

DNA kan inte helt förhindras från att genomgå somatisk replikeringskorruption ; detta har inneburit att cancer , som orsakas av somatiska mutationer, inte (hittills) har eliminerats genom naturligt urval.
Människor kan inte biosyntetisera vitamin C , och riskerar därför skörbjugg , C-vitaminbristsjukdom, om intaget av vitaminet är otillräckligt.
Näthinneneuroner och deras axonproduktion har utvecklats till att vara inuti lagret av retinala pigmentceller . Detta skapar en begränsning för utvecklingen av det visuella systemet så att synnerven tvingas lämna näthinnan genom en punkt som kallas den optiska skivan . Detta skapar i sin tur en blind fläck . Ännu viktigare är att det gör synen sårbar för ökat tryck i ögat ( glaukom ) eftersom detta koppar och skadar synnerven vid denna tidpunkt, vilket resulterar i nedsatt syn.

Andra begränsningar uppstår som en biprodukt av adaptiva innovationer.

Avvägningar och konflikter

En begränsning vid urval är att olika anpassningar kan komma i konflikt, vilket kräver en kompromiss mellan dem för att säkerställa en optimal kostnads-nytto-avvägning.

Löpeffektivitet hos kvinnor och födelsekanalens storlek
Encefalisering och tarmstorlek
Hudpigmenteringsskydd från UV och hudens syntes av D - vitamin
Tal och dess användning av en nedsänkt struphuvud och ökad risk för kvävning

Konkurrenseffekter

Det finns olika former av konkurrens och dessa kan forma processerna för genetisk förändring.

kompisval och sjukdomskänslighet
genomisk konflikt mellan mor och foster som resulterar i havandeskapsförgiftning

Livsstil

Människor utvecklades till att leva som enkla jägare-samlare i små stamband, medan samtida människor har ett mer komplext liv. Denna förändring kan göra dagens människor mottagliga för livsstilssjukdomar .

Diet

I motsats till dieten av tidiga jägare-samlare innehåller den moderna västerländska kosten ofta stora mängder fett, salt och enkla kolhydrater, såsom raffinerat socker och mjöl.

Mellan olika länder varierar förekomsten av tjocktarmscancer kraftigt, och omfattningen av exponering för en västerländsk kost kan vara en faktor för cancerförekomsten.

Förväntad livslängd

Exempel på åldranderelaterade sjukdomar är åderförkalkning och hjärt- och kärlsjukdomar , cancer , artrit , grå starr , osteoporos , typ 2-diabetes , högt blodtryck och Alzheimers sjukdom . Förekomsten av alla dessa sjukdomar ökar snabbt med åldrandet (ökar exponentiellt med åldern, vid cancer).

Åldersspecifika SEER - incidensfrekvenser, 2003-2007

Av de cirka 150 000 människor som dör varje dag över hela världen dör ungefär två tredjedelar – 100 000 per dag – av åldersrelaterade orsaker. I industrialiserade länder är andelen mycket högre och når 90 %.

Träning

Många samtida människor ägnar sig åt lite fysisk träning jämfört med den fysiskt aktiva livsstilen hos förfäders jägare-samlare . Långa perioder av inaktivitet kan bara ha inträffat hos tidiga människor efter sjukdom eller skada, så en modern stillasittande livsstil kan kontinuerligt få kroppen att utlösa livsbevarande metabola och stressrelaterade reaktioner som inflammation, och vissa tror att detta orsakar kroniska sjukdomar .

Renlighet

Samtida människor i utvecklade länder är för det mesta fria från parasiter , särskilt intestinala . Detta beror till stor del på frekvent tvättning av kläder och kropp, och förbättrad sanitet. Även om sådan hygien kan vara mycket viktig när det gäller att upprätthålla en god hälsa, kan det vara problematiskt för en korrekt utveckling av immunförsvaret. Hygienhypotesen är att människor utvecklats till att vara beroende av vissa mikroorganismer som hjälper till att etablera immunsystemet, och moderna hygienpraxis kan förhindra nödvändig exponering för dessa mikroorganismer. "Mikroorganismer och makroorganismer som helminter från lera, djur och avföring spelar en avgörande roll för att driva immunregleringen" (Rook, 2012). Essentiella mikroorganismer spelar en avgörande roll för att bygga upp och träna immunfunktioner som bekämpar och stöter bort vissa sjukdomar och skyddar mot överdriven inflammation, som har varit inblandad i flera sjukdomar. Nya studier har till exempel funnit bevis som stöder inflammation som en bidragande faktor vid Alzheimers sjukdom.

Specifika förklaringar

Detta är en ofullständig lista: alla länkar här går till ett avsnitt som beskriver eller diskuterar dess evolutionära ursprung.

Relaterad till livsstadiet

Fettvävnad hos mänskliga spädbarn
Artrit och andra kroniska inflammatoriska sjukdomar
Åldrande
Alzheimers sjukdom
Barndom
Menarche
Klimakteriet
Menstruation
Morgonillamående

Övrig

Åderförkalkning
Artrit och andra kroniska inflammatoriska sjukdomar
Hosta]
Cystisk fibros
Tandocklusion
Diabetes typ II
Diarre
Essentiell hypertoni
Feber
Graviditetshypertoni
Gikt
Järnbrist (paradoxala fördelar)
Fetma
Fenylketonuri
Placebo
Osteoporos
Röda blodkroppars polymorfismstörningar
Sicklecellanemi
Sjukt beteende
Kvinnors reproduktiva cancer

Evolutionär psykologi

Som noterats i tabellen nedan baseras adaptionistiska hypoteser angående etiologin av psykologiska störningar ofta på analogier med evolutionära perspektiv på medicin och fysiologiska dysfunktioner (se särskilt Randy Nesse och George C. Williams bok Why We Get Sick ) . Evolutionspsykiatriker och psykologer föreslår att vissa psykiska störningar sannolikt har flera orsaker.

Möjliga orsaker till psykologiska "avvikelser" ur ett adaptionistiskt perspektiv Sammanfattning baserad på information i Buss (2011), Gaulin & McBurney (2004), Workman & Reader (2004)
Möjlig orsak	Fysiologisk dysfunktion	Psykologisk dysfunktion
Fungerande anpassning (adaptivt försvar)	Feber/kräkningar (funktionella svar på infektion eller intag av toxiner)	Mild depression eller ångest (funktionella svar på mild förlust eller stress)
Biprodukt av en anpassning(ar)	Tarmgas (biprodukt från rötning av fiber)	Sexuella fetischer (?) (möjlig biprodukt av normala sexuella upphetsningsanpassningar som har "präglats" på ovanliga föremål eller situationer)
Anpassningar med flera effekter	Gen för malariaresistens, i homozygot form, orsakar sicklecellanemi	Anpassning(er) för höga nivåer av kreativitet kan också predisponera schizofreni eller bipolär sjukdom (anpassningar med både positiva och negativa effekter, kanske beroende av alternativa utvecklingsbanor)
Felaktig anpassning	Allergier (överreaktiva immunologiska svar)	Autism (möjlig funktionsfel i modulen teori om sinne )
Frekvensberoende morfer	De två könen / Olika blod- och immunsystemtyper	Personlighetsdrag och personlighetsstörningar (kan representera alternativa beteendestrategier beroende på frekvensen av strategin i befolkningen)
Missmatch mellan förfäders och nuvarande miljöer	Modern kostrelaterad typ 2-diabetes	Mer frekvent modern interaktion med främlingar (jämfört med familj och nära vänner) kan predisponera större förekomst av depression och ångest
Svansar med normal (klockformad) kurva	Mycket kort eller hög höjd	Svansar av fördelningen av personlighetsdrag (t.ex. extremt introvert eller extrovert)

Se flera ämnesområden och tillhörande referenser nedan.

Agorafobi
Ångest
Depression
Drogmissbruk
Schizofreni
Olycka

Historia

Charles Darwin

Charles Darwin diskuterade inte konsekvenserna av sitt arbete för medicin, även om biologer snabbt uppskattade bakterieteorin om sjukdomar och dess implikationer för att förstå utvecklingen av patogener , såväl som en organisms behov av att försvara sig mot dem.

Medicin ignorerade i sin tur evolutionen och fokuserade istället (som gjort i de hårda vetenskaperna ) på närliggande mekaniska orsaker .

medicinen har modellerat sig själv efter en mekanisk fysik, som härrör från Galileo, Newton och Descartes.... Som ett resultat av att anta denna modell är medicin mekanistisk, materialistisk, reduktionistisk, linjär-kausal och deterministisk (kan göra exakta förutsägelser) i dess koncept. Den söker förklaringar till sjukdomar, eller deras symtom, tecken och orsak i enstaka, materialistiska – dvs anatomiska eller strukturella (t.ex. i gener och deras produkter) – förändringar i kroppen, orsakade direkt (linjärt), till exempel av infektiösa , giftiga eller traumatiska ämnen. ^{sid. 510}

George C. Williams var den första att tillämpa evolutionsteorin på hälsa i samband med åldrande . Också på 1950-talet John Bowlby problemet med störd barnutveckling ur ett evolutionärt perspektiv på anknytning .

En viktig teoretisk utveckling var Nikolaas Tinbergens distinktion som ursprungligen gjordes inom etologin mellan evolutionära och närliggande mekanismer .

Randolph M. Nesse sammanfattar dess relevans för medicin:

alla biologiska egenskaper behöver två typer av förklaringar, både närliggande och evolutionära. Den närmaste förklaringen till en sjukdom beskriver vad som är fel i kroppsmekanismen hos individer som drabbats av den. En evolutionär förklaring är helt annorlunda. Istället för att förklara varför människor är olika, förklarar det varför vi alla är lika på ett sätt som gör oss sårbara för sjukdomar. Varför har vi alla visdomständer, en blindtarm och celler som kan dela sig okontrollerat?

Paul Ewalds uppsats 1980, "Evolutionär biologi och behandling av tecken och symtom på infektionssjukdomar", och den av Williams och Nesse 1991, "The Dawn of Darwinian Medicine" var nyckelutvecklingar. Den sistnämnda tidningen "drar ett gynnsamt mottagande", ^{sida x} och ledde till en bok, Why We Get Sick (publicerad som Evolution and healing i Storbritannien). 2008 startade en onlinetidskrift: Evolution and Medicine Review .

Se även

Vidare läsning

Böcker

Williams G, Nesse RM (1996). Varför vi blir sjuka: den nya vetenskapen om darwinistisk medicin . New York: Vintage Books. ISBN 978-0-679-74674-4 .
Stearns SC, Koella JK (2008). Evolution i hälsa och sjukdom (2nd ed.). Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-920745-9 .
McKenna JJ, Trevathan W, Smith EO (2008). Evolutionär medicin och hälsa: nya perspektiv (2:a uppl.). Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530706-1 .
O'Higgins P, Elton S (2008). Medicin och evolution: Aktuella tillämpningar, framtidsutsikter (Society for the Study of Human Biology Symposium Series (Sshb) . Boca Raton: CRC. ISBN 978-1-4200-5134-6 .
Ewald, PW (1996). Utveckling av infektionssjukdomar . Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-511139-2 .
Moalem S, Prince J (2007). De sjukastes överlevnad . New York: HarperLuxe. ISBN 978-0-06-088965-4 .

Onlineartiklar

Straub RH, Besedovsky HO (december 2003). "Integrerad evolutionär, immunologisk och neuroendokrin ram för patogenesen av kroniska handikappande inflammatoriska sjukdomar". FASEB Journal . 17 (15): 2176–83. doi : 10.1096/fj.03-0433hyp . PMID 14656978 . S2CID 24742889 .
Straub RH (maj 2012). "Evolutionär medicin och kroniskt inflammatoriskt tillstånd - kända och nya begrepp inom patofysiologi" . Journal of Molecular Medicine . 90 (5): 523–34. doi : 10.1007/s00109-012-0861-8 . PMC 3354326 . PMID 22271169 .
LeGrand EK, Brown CC (juli 2002). "Darwinistisk medicin: tillämpningar av evolutionär biologi för veterinärer" . The Canadian Veterinary Journal . 43 (7): 556–9. PMC 341948 . PMID 12125190 .
Nesse RM, Stearns SC (februari 2008). "Den stora möjligheten: Evolutionära tillämpningar för medicin och folkhälsa" (PDF) . Evolutionära applikationer . 1 (1): 28–48. doi : 10.1111/j.1752-4571.2007.00006.x . PMC 3352398 . PMID 25567489 . Arkiverad från originalet (PDF) 2009-01-16.
Naugler CT (september 2008). "Evolutionär medicin: uppdatering om relevansen för familjepraktik" . Kanadensisk familjeläkare . 54 (9): 1265–9. PMC 2553465 . PMID 18791103 .
Childs B, Wiener C, Valle D (2005). "En vetenskap om individen: konsekvenser för en medicinsk skolplan". Årlig översyn av genomik och mänsklig genetik . 6 (1): 313–30. doi : 10.1146/annurev.genom.6.080604.162345 . PMID 16124864 .
Stiehm ER (januari 2006). "Sjukdom kontra sjukdom: hur en sjukdom kan förbättra en annan" . Pediatrik . 117 (1): 184–91. doi : 10.1542/peds.2004-2773 . PMID 16396876 . S2CID 20493524 .

externa länkar