Chwała chorobie
Co wspólnego może mieć dżuma sprzed 660 lat z brunatną cukrzycą?
Dokładnie 660 lat temu, w październiku 1347 r., do sycylijskiego portu Mesyna zawinęło kilkanaście genueńskich statków. Przypłynęli nimi uciekinierzy z Kaffy, czyli obecnie ukraińskiej Teodozji nad Morzem Czarnym. Tę należącą do Genui faktorię handlową rok wcześniej zaatakowali Tatarzy. W pewnym momencie wśród oblegających wojsk wybuchła epidemia. Tatarzy wpadli wówczas na makabryczny pomysł: zwłoki zmarłych z powodu zarazy wystrzeliwali katapultami za mury atakowanego miasta. Był to prawdopodobnie pierwszy w historii przypadek zastosowania broni biologicznej.
Wraz z uciekinierami z Kaffy choroba dotarła do europejskich wybrzeży Morza Śródziemnego i rozprzestrzeniła się po całej Europie. Nazwana została „czarną śmiercią”, gdyż na skórze chorych pojawiały się ciemne plamy spowodowane obumieraniem tkanek. Szacuje się, że choroba zabiła jedną trzecią mieszkańców Europy, a w pewnych regionach kontynentu połowę populacji (niektóre szacunki mówią wręcz o 80 proc. zmarłych). Epidemia dotarła niemal wszędzie i nie oszczędziła nawet odizolowanych od świata klasztorów, uśmiercając między innymi wszystkich mnichów w zgromadzeniu augustianów pod Awinionem i franciszkanów w pobliżu Marsylii.
„Czarna śmierć” doprowadziła do poważnego kryzysu społeczno-gospodarczego w Europie, która do tej pory rozwijała się bardzo dynamicznie. Symbolem tego upadku może być piękna katedra w toskańskiej Sienie, która miała zostać rozbudowana i zapewne dziś byłaby największą świątynią chrześcijańską na świecie, gdyby nie zaraza. Dziś przypuszcza się, że była to epidemia dżumy – choroby wywoływanej przez bakterię Yersinia pestis. Atakuje ona szczury, od których można się zarazić poprzez ukąszenie pchły. Dżuma może również przybrać tzw. postać płucną i wtedy bakterie przenoszą się już bezpośrednio z człowieka na człowieka drogą kropelkową.
Sharon Moalem jest biologiem ewolucyjnym i neurogenetykiem w Mount Sinai School of Medicine w Nowym Jorku. Od dzieciństwa cierpi na dziedziczną chorobę zwaną hemochromatozą lub cukrzycą brunatną. Powoduje ona nadmierne wchłanianie żelaza z pożywienia. Zbyt wysoki poziom tego pierwiastka w organizmie prowadzi do uszkodzeń trzustki (czego skutkiem jest cukrzyca), serca, wątroby i stawów. Hemochromatozę leczy się regularnie upuszczając krew.
Czy cukrzyca ma coś wspólnego z dżumą? Moalem jest autorem książki „Survival of the Sickest: A medical maverick discovers why we need disease” (w wolnym tłumaczeniu: „Przetrwają chorzy: dlaczego potrzebujemy niektórych chorób”), która niedawno ukazała się w USA i Wielkiej Brytanii. Przedstawia w niej bardzo ciekawą teorię wyjaśniającą związek pomiędzy hemochromatozą a „czarną śmiercią”. Amerykański uczony uważa, że żyje dzięki brunatnej cukrzycy, która uchroniła jego przodków przed... epidemią dżumy.
Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym do życia. Stanowi składnik hemoglobiny – białka będącego barwnikiem czerwonych krwinek i odpowiedzialnego za transport tlenu. Z kolei bakteriom służy w procesach przemiany materii. To może wyjaśniać, dlaczego dżuma była szczególnie groźna dla dorosłych młodych mężczyzn. Mają oni wyższy poziom żelaza w organizmie niż małe dzieci, niezdolne jeszcze do właściwego pobierania go z pożywienia, i kobiety, które tracą ten pierwiastek na skutek menstruacji, porodów i karmienia piersią.
Logiczny zatem byłby wniosek, że osoby cierpiące na hemochromatozę są idealnym celem ataku dla bakterii. A jednak tak się nie dzieje. Hemochromatoza, choć powoduje podwyższenie poziomu żelaza w organizmie, sprawia jednocześnie, że praktycznie zostają go pozbawione makrofagi. Są to duże komórki układu odpornościowego pochłaniające bakterie, wirusy i martwe komórki. Niektóre szczepy bakterii, między innymi Yersinia pestis, dostają się do wnętrza makrofagów i wykorzystują je na podobieństwo „koni trojańskich”, pozwalających zaatakować cały organizm. Jednak znacznie trudniej im tego dokonać, jeśli w makrofagach nie znajdą potrzebnego do życia żelaza.
Jeśli rzeczywiście hemochromatoza ratowała ludzi przed dżumą, to odpowiedzialne za nią geny powinny być rozprzestrzenione w populacji europejskiej. I tak rzeczywiście jest – twierdzi Sharon Moalem. W 1996 r. udało się zidentyfikować zmutowany gen wywołujący tę chorobę. Zakodowany jest w nim przepis na budowę białka o nazwie HFE, pomagającego regulować wchłanianie żelaza w przewodzie pokarmowym.
Szacuje się, że dwie kopie zmutowanego genu (cięższa postać hemochromatozy) ma w swoim DNA jeden na dwustu mieszkańców Europy. Ale w niektórych regionach kontynentu jedną kopię (znacznie lżejsza postać choroby) ma aż jedna na trzy osoby. Najwięcej ludzi ze zmutowanym genem żyje w północno-zachodniej Europie. Zdaniem Moalema może mieć to historyczne uzasadnienie. Na tych terenach zimy były sroższe, więc ludzie częściej przebywali razem w zamkniętych budynkach, co sprzyjało rozprzestrzenianiu się dżumy.
Ale hemochromatoza mogła chronić nie tylko przed dżumą. Zespół uczonych z University of Cincinnati wykazał niedawno, że ludzie mający zmutowany gen HFE są również bardziej odporni na bakterię Mycobacterium tuberculosis, wywołującą gruźlicę i również wykorzystującą makrofagi. Szacuje się, że w latach 1600–1900 gruźlica spowodowała śmierć 20 proc. mieszkańców Europy.
Hemochromatoza jest przykładem tylko jednej z chorób o podłożu genetycznym, które mogły przynieść naszemu gatunkowi więcej pożytku niż szkód. Można wśród nich z pewnością wymienić anemię sierpowatą, która dzięki zmianie kształtu czerwonych krwinek chroni organizm przed malarią. Podobny efekt wywołuje mniej znana choroba: fawizm. W jej przypadku na skutek spożywania surowego bobu uszkodzeniu ulegają czerwone krwinki, ale dzięki temu trudniej jest zarazić się malarią. Z kolei mukowiscydoza, objawiająca się produkcją zbyt lepkiego śluzu (co powoduje m.in. częste zapalenia oskrzeli i płuc), mogła kiedyś chronić przed cholerą, durem brzusznym i gruźlicą.
Natomiast rozpowszechniona wśród mieszkańców północnej Europy jest mutacja genu apoE4 podwyższająca we krwi poziom cholesterolu, który pod wpływem słońca jest przekształcany w witaminę D (niezbędną do prawidłowego funkcjonowania organizmu). Na północnych rubieżach Europy, gdzie jest mniej światła słonecznego, więcej cholesterolu w organizmie oznaczało zwiększoną produkcję witaminy D.
Okazuje się zatem, że natura działa czasami tak, jakby kierowała się zasadą mniejszego zła.