Przewidywanie pogody

Umiejętność uczenia się i pamięć każdej jednostki mogą być subtelnie kształtowane przez sposób odżywiania się matki podczas ciąży. Jeśli samicom szczura w konkretnym okresie końcowego etapu ciąży dodawać do pożywienia cholinę, ich mło­de po osiągnięciu dorosłości charakteryzować się będą lepszą pamięcią długotrwałą. Rozwijające się szczury potrzebują choliny do zbudowania obwodu neuronowego w mózgu, zwią­zanego z zapamiętywaniem. Oczywiście brak choliny w diecie matki może wywołać u jej potomstwa skutki patologiczne, któ­re potem są korygowane odpowiednimi uzupełnieniami. Sko­ro jednak pamięć długotrwała jest tak istotna z perspektywy przetrwania, dlaczego jest ona uzależniona od kaprysów ży­wieniowych matki?

Nasuwa się interesująca, lecz oparta jedynie na domysłach hipoteza. Być może nie narodzone szczury otrzymują od matki swoistą ?prognozę pogody”, przygotowującą je na warunki, w których przyjdzie im żyć. Jeśli brak choliny w diecie matki jest dla młodych szczurów zwiastunem surowego otoczenia ? a co za tym idzie krótszego życia – zapobieganie dalszym stra­tom przez skrócenie dorastania do okresu reprodukcyjnego może się okazać dla nich korzystne. Gdy wykształcenie pa­mięci długotrwałej jest kosztowne, można ją ? w tych warun­kach – ?złożyć w ofierze”. I odwrotnie: jeśli sposób odżywiania matki świadczy o przyjaźniejszym świecie i czekającym jej potomstwo dłuższym życiu, pamięć długotrwała może okazać się luksusem, w który warto inwestować. A jak to wygląda u człowieka?

Badania epidemiologa Davida Barkera, który przeprowa­dzał serie obserwacji wybranych osób od pierwszego do ostat­niego dnia ich życia, pozwalają przypuszczać, że i w rozwoju człowieka występują pewne wskazówki środowiskowe, przy­gotowujące go na konkretny rodzaj środowiska11. Badania oparte były w części na dużej grupie mężczyzn urodzonych w angielskim hrabstwie Hertfordshire w latach 1911-1930. Naukowcy stwierdzili, że mężczyźni o najniższej wadze urodzeniowej, a także najniższej wadze w pierwszym roku życia byli najbardziej narażeni na śmierć z powodu choroby wieńco­wej. Ryzyko śmierci wywołanej chorobą wieńcową wynosiło w wypadku dzieci najcięższych pięćdziesiąt procent średniego ryzyka dla całej grupy, a dla dzieci najlżejszych pięćdziesiąt procent powyżej średniej dla ogółu (innymi słowy, trzy razy więcej niż dla najcięższych dzieci). U osób, które w dzieciń­stwie były małe, większe było też w wieku dorosłym prawdo­podobieństwo udaru oraz zachorowania na cukrzycę.

Jak mógł powstać związek między wagą urodzeniową jed­nostki a jej zdrowiem fizycznym dziesiątki lat później? Dowo­dy wskazują na powiązania z odżywianiem matki: u kobiet, które podczas ciąży miały uboższą dietę, występowało mniej­sze łożysko, a czterdzieści lat później ich dzieci miały wyższe ciśnienie krwi (czynnik ryzyka w przypadku choroby wieńco­wej i udaru). Związki ze sposobem odżywiania się matki nie ograniczały się jednak tylko do okresu ciąży. U matek prze­prowadzono pomiary miednic. Okazało się, że kobiety z mały­mi miednicami rodziły mniejsze dzieci, u których w wieku do­rosłym większe było ryzyko śmierci w wyniku udaru. Można zatem było wnioskować, że uboga dieta matki w dzieciństwie wpływała na budowę jej miednicy, co ograniczało rozwój jej dziecka w czasie ciąży, a to z kolei zwiększało ryzyko, że za­padnie ono w dorosłości na chorobę wieńcową bądź dozna udaru.

Z pewnymi zaskakującymi zależnościami mamy także do czynienia między wczesnym rozwojem fizycznym a wzorami linii papilarnych u dorosłych. Osoby, które przy urodzeniu były szczuplejsze i krótsze, mają więcej wzorów wirowych na palcach prawej ręki niż te, które jako noworodki były grubsze i dłuższe. Wydaje się więc, że linie papilarne stanowią nie­omylną oznakę ograniczonego rozwoju płodowego, który z ko­lei ma związek z wysokim ciśnieniem krwi w dorosłości, zwięk­szającym ryzyko zapadnięcia na chorobę wieńcową.

Słaba kondycja oraz stan zdrowia matki kojarzone są z ogra­niczonym rozwojem płodowym, co ma konsekwencje dla póź­niejszego zdrowia potomka. Rodzi się więc pytanie, czy powią­zania te mają jakiś sens w kontekście adaptacji. Czy jest moż­liwe, że w złych warunkach otoczenia ciężarna w sposób niezamierzony informuje swoje nie narodzone dziecko, iż śro­dowisko, które na nie czeka, będzie najprawdopodobniej nie­przyjazne? (Pamiętajmy, że myślimy tutaj o sytuacji, która mogła się wydarzyć dziesiątki tysięcy lat temu, kiedy mecha­nizmy te dopiero kształtowały się u przodków człowieka.) Być może dzięki owej matczynej ?prognozie pogody dziecko przy­chodzi na świat ze zmianami przystosowawczymi, takimi jak niewielki wzrost czy zmodyfikowany metabolizm, dzięki któ­rym łatwiej będzie sobie radzić z niedoborem pożywienia. Ten hipotetyczny zestaw zmian przystosowawczych nazwany zo­stał oszczędnym fenotypem (thrifty phenotype)13. Być może osobniki z oszczędnym fenotypem, obdarzone niewielkim wzrostem i metabolizmem wyspecjalizowanym do radzenia sobie ze skromną dietą, będą miały problemy, jeśli zaczną się rozwijać w zasobnym, uprzemysłowionym społeczeństwie, do którego są słabo zaadaptowane. Być może. To tylko hipoteza.

Osoby dojrzewające w ubogim środowisku charakteryzują się najczęściej niskim wzrostem, wolniejszym metabolizmem i ograniczonym poziomem aktywności ruchowej. Takie reak­cje na wczesną deprywację ? tylko trzy z wielu szkodliwych konsekwencji ubóstwa ? uważa się zazwyczaj za patologię. Jednakże można je również postrzegać jako zestaw cech odpo­wiednich do otoczenia, w którym rozwija się jednostka, inny­mi słowy ? zestaw adaptacji do środowiska, w którym usta­wicznie brakuje pożywienia, a nie jako patologiczny produkt uboczny złej diety. Wolniejszy metabolizm, ograniczona aktyw­ność i mniejsze ciało przyczyniają się do redukcji zapotrzebo­wania na energię, co w sytuacji braku pożywienia może mieć kluczowe znaczenie.

Owe przypuszczenia mogą zostać uznane za nadużycie. Można się w nich dopatrzyć usprawiedliwienia dla bogatych, którzy spoglądając z samozadowoleniem na biednych, twier­dzą, że wszystko jest dla najlepszych na tym najlepszym z możliwych światów (jak by to powiedział doktor Pangloss Voltaire’a). Banałem byłoby oczywiście stwierdzenie, że każ­dy człowiek wykształca w wyniku rozwoju ciało, fizjologię, biochemię i zachowanie, które są najlepiej dostosowane do jego pozycji społecznej. Nie chodzi tu bowiem o to, że jakość życia bogatych i biednych jest taka sama, lecz raczej o to, że jeśli warunki środowiskowe są złe i najpewniej takie pozo­staną, u jednostek pojawia się rozwojowa reakcja o charak­terze adaptacyjnym. Mówiąc możliwie najprościej, są one za­projektowane tak, by ze złego położenia zrobić jak najlepszy użytek.

Rzecz jasna, wiele z długofalowych wpływów niskiej wagi urodzeniowej na zdrowie człowieka może być przede wszyst­kim skutkiem ubocznym warunków społeczno-ekonomicznych, które zahamowały jego rozwój. Ignorancja i brak fundu­szy utrudniają profilaktykę i leczenie chorób; przeludnienie, złe warunki pracy i ubóstwo są źródłami stresu oraz zwięk­szają ryzyko infekcji. Osoby o niskich dochodach źle się odży­wiają i żyją w niekorzystnych warunkach, które sprzyjają de­presji i poczuciu beznadziejności, prowadzącym w prostej linii do chorób. W krajach uprzemysłowionych biedni i bezrobot­ni chorują częściej i umierają wcześniej niż bogaci. Niemniej jednak warunki socjoekonomiczne nie są odpowiedzialne za wszystko, ponieważ związki między niską wagą urodzeniową a zdrowiem w późniejszym wieku występują także u dzieci z zamożnych rodzin.

Hipoteza oszczędnego fenotypu doprowadziła do ponownej analizy sytuacji osób, które zrządzeniem losu przyszły na świat w niezwykle surowym środowisku, na przykład w czasie wojny. W Holandii i Belgii pod koniec drugiej wojny światowej wojska niemieckie odcięły na sześć miesięcy dostawy żywno­ści. Dzieci kobiet, które cierpiały głód, szczególnie w ostatnim trymestrze ciąży, miały niską wagę urodzeniową. Po latach u osób tych stwierdzono ograniczoną zdolność radzenia sobie z wysokim poziomem cukru we krwi, tak jakby były przysto­sowane do życia w środowisku ubogim w cukier. Niekorzyst­ną konsekwencją braku cukru u tych osób było zwiększone ryzyko zachorowania na cukrzycę, jako że wzrastały one już w znacznie bogatszym, powojennym środowisku. Poza tym ko­biety, które w czasie wielkiego głodu były jeszcze w łonach matek (trzeci trymestr ciąży), same wydawały później na świat dzieci o wadze urodzeniowej poniżej normy. Ten efekt, który uwidacznia się w następnym pokoleniu, jest istotny, jeśli rozważać ogromne różnice w zapadalności na choroby serca mię­dzy sąsiadującymi ze sobą państwami.

Niemiecka blokada Leningradu (teraz ponownie Sankt Pe­tersburga) w czasie drugiej wojny światowej trwała od jesieni 1941 roku do końca stycznia roku 1944. Było to jedno z naj­cięższych oblężeń w historii. Niemcy, wkroczywszy na teren Związku Radzieckiego w czerwcu 1941, dotarli pod Leningrad i niemal zupełnie go otoczyli, odcinając prawie wszystkie linie zaopatrzeniowe. Głód i choroby, będące następstwem oblęże­nia, oraz niemiecki ostrzał w samym tylko 1942 roku pochło­nęły sześćset pięćdziesiąt tysięcy istnień ludzkich. Co się stało z ludźmi, którzy urodzili się podczas blokady?

Pięćdziesiąt lat później naukowcy porównali trzy grupy lu­dzi. W pierwszej znalazły się osoby, których matki podczas oblężenia były w ciąży i cierpiały skrajny głód; w drugiej oso­by, które urodziły się tuż przed rozpoczęciem blokady i same cierpiały głód; w trzeciej zaś osoby, które urodziły się w tym samym okresie, lecz na terenach nie objętych blokadą18. Nie znaleziono żadnych różnic w występowaniu choroby wieńco­wej bądź cukrzycy między tymi, którzy sami głodowali, a tymi, których ciężarne matki głodowały w czasie oblężenia. Wynik ten jest zgodny z hipotezą oszczędnego fenotypu, ponieważ po drugiej wojnie mieszkańcy Leningradu odżywiali się znacznie gorzej niż mieszkańcy Europy Zachodniej. Można więc twier­dzić, że prognoza odżywcza sporządzana podczas oblężenia przez matki dla nie narodzonych dzieci była absolutnie prawi­dłowa. Co więcej, chociaż niektóre osoby ze wszystkich grup wyrosły na ludzi otyłych, to te, których matki były w ciąży podczas blokady, miały wyższe ciśnienie krwi niż osoby z po­zostałych grup. To również wskazuje, że były one gorzej przy­stosowane do otoczenia znacznie różniącego się pod względem zasobów pokarmowych od warunków, jakie panowały w trak­cie ich życia płodowego.

Hipoteza oszczędnego fenotypu oferuje nowe wyjaśnienie innej obserwacji, która długo nurtowała dietetyków. U miesz­kańców Francji choroby serca występują znacznie rzadziej niż u osób mieszkających w krajach północnej Europy. Same geny nie są tutaj wytłumaczeniem, ponieważ z chorobą mamy do czynienia w obliczu dużej migracji między państwami. Różni­ca ta jest szczególnie widoczna w zestawieniu Francji z Fin­landią. W obu krajach spożycie cholesterolu i tłuszczów nasy­conych jest na tym samym poziomie, niemniej śmiertelność wywołana chorobami serca od dziesięcioleci jest w Finlandii cztero-, pięciokrotnie wyższa niż we Francji. Mieszkańcy oko­lic Perigord w południowo-zachodniej Francji charakteryzują się wyjątkowo niską zapadalnością na choroby serca, mimo że ich dieta należy do najbogatszych w tłuszcze na świecie. Co chroni ich przed jej konsekwencjami?

Analiza składników pokarmowych oraz statystyk umieral­ności na skutek choroby wieńcowej przeprowadzona w czter­dziestu krajach dowodzi, że żywność pochodzenia roślinnego daje pewną ochronę przed szkodliwym oddziaływaniem tłusz­czów nasyconych i cholesterolu19. Inna popularna hipoteza mówi, że chorobom serca zapobiega wino (które Francuzi piją w sporych ilościach). Szczególnie w czerwonym winie wysokie jest stężenie przeciwutleniacza, flawonolu, który występuje również w takich roślinach jak pomidory. Hipoteza ta nie zo­stała jeszcze w pełni potwierdzona, natomiast hipoteza oszczędnego fenotypu sugeruje jeszcze coś. Być może złe pro­gnozy podczas ciąży przygotowują płód do życia w ubogim śro­dowisku, podczas gdy dobre prognozy pomagają mu radzić sobie później z dietą wysokotłuszczową. Efekt ten może trwać dwa pokolenia; rząd francuski natomiast zapewniał ciężarnym dodatki żywnościowe mniej więcej pięćdziesiąt lat wcześniej niż w jakimkolwiek innym kraju21. W miarę poprawiania się warunków żywieniowych w pozostałych częściach Europy pro­gnoza odżywcza ciężarnych matek coraz lepiej odpowiadać będzie rzeczywistości, a częstość występowania chorób serca powinna spaść do poziomu typowego dla Francji.

Jeśli hipoteza oszczędnego fenotypu jest prawdziwa, maso­wy eksperyment chiński, polegający na dopuszczeniu do po­siadania jednego tylko dziecka, może mieć szkodliwe skutki w postaci niedopasowania organizmu do otoczenia. Jedynacy, którzy rodzą się w następstwie polityki rządu chińskiego, są wyżsi, ciężsi i lepiej odżywieni. Jednak wiele z tych dzieci wy­dają na świat matki, które miały niską wagę urodzeniową i są wątłe. Jeśli więc hipoteza oszczędnego fenotypu jest słuszna, dzieci te mogą być bardziej narażone na choroby wywołane dobrobytem Z tych samych względów osoby urodzone w do­statnim otoczeniu mogą być bardziej zagrożone w sytuacji dłu­gotrwałego głodu niż te, których masa urodzeniowa była niż­sza. Być może też dzieci, które przyszły na świat w zasobnej rodzinie, znajdą się w niekorzystnej sytuacji, gdy w dorosłości mieć będą rygorystyczną dietę.