Направи дарение на училище!

Автор: Мария Кръстева

Мария Кръстева е родена през 1974 г. в гр. Мездра. Завършва с отличие Езиковата Гимназия във Враца. През 1992 г. печели първо място на Национална младежка научно-техническа конференция в гр. Шумен и става стипендиант на фондация „Еврика”. Дипломира се като молекулярен биолог в СУ ”Св. Кл. Охридски” през 1998 г., а през 2007 г. придобива научно-образователната степен „доктор по генетика”. В продължение на 18 години изучава молекулярно-генетичните механизми на различни болести при човека. Има над 20 научни публикации в тази област. За период от 2 години е хоноруван преподавател към катедра „Генетика” на Биологическия Факултет на СУ. Научен консултант е на двама дипломанти и на двама докторанти на самостоятелна подготовка. През 2015 г. завършва магистратура по психология към ВТУ „Св. Св. Кирил и Методий”. Обучава се по метода Психо-биология при Мари-Жинет Ро от Канада. Преминава курс по хипноза и хипнотерапия към БАХХ. Посещава курсове по семейно и детско консултиране. Участва в редица семинари и тренинги за развитие потенциала на личността.

От историческа гледна точка, още от най-древни времена, болестта е възприемана като един вид наказание за човека. Старите асирийци употребяват думата „шерту”, с която означават „яростта на боговете”, разсърдени за извършен от хората грях. Ако отворим тълковния речник, ще прочетем „болестта е нарушение на нормалната дейност на организма”. Като синоними на „болест” се използват: „страдание”, „болка”, „слабост”, „недъг”, „порок”, „зло”.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Какво знаем за болестта? На какво се дължат болестите?

За болестта знаем и много, и малко. Съвременната медицина бележи огромен напредък и все по-големи достижения. Те са причината във всеки един момент да бъде удължаван и подобряван животът на хиляди хора по света. Медицинската наука напредва все повече и повече, методите за диагностика стават все по-обективни и по-надеждни, а лекарствата – все по-ефикасни. Нито медицината, нито науката като цяло, имат единен отговор за това какво всъщност е болестта. Много от болестите се описват като изменения на молекулярно, биохимично, физиологично и телесно ниво, без да се изяснява първопричината за болестната симптоматика.

Научните теории се базират на концепцията, че болестта е един вид несъвършенство на природата. Тя се причинява от някакъв дефект, дължащ се на:

–           Слаба имунна система;

–           Мутация в наследствения материал;

–           Хранителен дефицит;

–           Неправилен двигателен режим;

–           Метаболитно разстройство;

–           Хормонално или друго нарушение.

На човека се гледа като на сложна биохимична „машина“, а на болния човек – като на повредена сложна биохимична „машина“, нуждаеща се от „ремонтна дейност“. Болестта се счита за неизправност, грешка в системата, несработване на нормалните механизми и процеси. Дефектите, с които могат да бъдат свързвани болестите, се изявяват в специфична клинична симптоматика и в случай, че ефектът им не бъде неутрализиран – в деструктивни промени в организма.

Доколко обаче е правилна перспективата, от която гледаме на нещата? И дали новите изследвания в науката няма да ни принудят да преосмислим досегашната си визия и да потърсим и други възможни обяснения?

Да вземем за пример генетичните заболявания. Ако се отвори един съвременен учебник по генетика, вероятно първото нещо, което ще разберете е, че почти няма заболяване, което да не е генетично. Освен типично наследствените синдроми, с които се раждат около 3% от децата, генетичен компонент се отчита и при редица заболявания със сложна, многофакторна природа, между които са: диабетът, инфарктът на миокарда, злокачествените заболявания и др. Генетични фактори се смятат за ангажирани и в превръщането на болестите в хронични, както и във възстановителния процес при заболявания с типично екзогенни (външни) причини, като травмата и инфекциите. Въз основа на това в медицинската генетика се работи в две главни насоки. От една страна се търсят генетични изменения, специфични за болните от дадено заболяване и по наличието на съответното изменение, на следващ етап се прави диагностика (за определени заболявания), профилактика и терапия (в случай, че е налична).

Може би първото нещо, което се научава в курса по молекулярна генетика в университета е, че поддържането на ДНК в неизменен вид е от жизнено важно значение за всяка клетка на бозайниците. Клетките са изложени на действието на различни фактори от средата, които на случаен принцип могат да предизвикат повреди в ДНК и така да застрашат нормалната клетъчна физиология. Когато ДНК е повредена и генетичният код не може да бъде разчетен правилно, в тази клетка се случва нещо много значимо – възниква мутация. Тя може да предизвика или най-малкото да създаде предпоставка за развитие на дадено заболяване. Затова съвсем не е изненадващо, че в клетките има еволюирали сложни системи за поправка на повредите в ДНК, които работят с изумителна прецизност. Тези системи се „грижат“ ДНК да бъде съхранена във вида, в който е. За огромната нужда от това свидетелства фактът, че ако в дадена клетка настъпят твърде много грешки и те не могат да бъдат поправени, съдбата ѝ се преобръща и тръгва в друга посока: задвижва се програма за (само)унищожение (т.нар. програмирана клетъчна смърт). Биологичният смисъл на това е организмът да се освободи от потенциално опасни клетки с дефектен геном. Затова повредите в ДНК трябва на всяка цена да бъдат поправени, а неизменността ѝ – обезпечена.

Дали наистина е така обаче? Можем ли със сигурност да твърдим, че мутациите са причината за болестта? И винаги ли ДНК трябва да остане неизменна?

Действително при много от човешките болести са открити изменения в даден ген или в група от гени. Например, при таласемиите са описани различни дефекти в структурата и експресията на глобиновите гени, които водят до намален синтез или до пълна липса на техните белтъчни продукти. При мускулната дистрофия са намерени мутации в дистрофиновия ген. Разликата в клиничната симптоматика зависи от функционалния ефект на мутациите и това до каква степен е загубена функцията. При злокачествените заболявания са установени генетични изменения от най-различен тип, които засягат голям брой гени. Тези гени, наречени туморно-супресорни гени и протоонкогени, изпълняват ключови функции в контрола върху клетъчния цикъл и клетъчната пролиферация. Фактът, че съответното генетичното изменение присъства при определен брой пациенти, се приема като достатъчно доказателство за това, че то (изменението) е причината за болестта. В действителност обаче причинно-следствените връзки не са установени. Доказателства се привеждат единствено за това, че едното се свързва по някакъв начин с другото, без да има категорични данни за посоката и естеството на връзката. „Корелация” не е еквивалентно на „причина”. Интерпретацията за мутациите като за дефект и причина за болестите идва дедуктивно, като следствие от общата концепция за болестта като грешка и неизправност. Всъщност терминът „мутация“ означава „изменение“, „промяна“ (а не „дефект”) и една значителна част от мутациите са благоприятни или най-малкото неутрални, и са свързани с адаптацията на организмите към промените в заобикалящата ги среда. Такива са например мутациите, осигуряващи резистентността на бактериите към антибиотици, устойчивостта на плевелите към пестициди, на растенията към засушаване и т.н. Такива мутации дават на организма по-големи възможности за приспособяване и правят възможен еволюционния процес. Освен това, дали една мутация е благоприятна или не, зависи от условията на живот. Тя може да дава адаптивно предимство на организма при едни условия и да оказва негативен ефект при други.

Едно скорошно изследване е проведено от интердисциплинарен екип. Той включва генетици, молекулярни биолози, лекари и физици. Установено е, че в процеса на генериране на мутации в хромозомите е възможно да участват неподозирани до момента механизми. Нетрадиционният изследователски подход на тези автори показва, че хромозомите са изненадващо сходни по своята структура и функция с електрическите трансформатори. Структурните компоненти на хромозомите съответстват на компонентите на трансформаторите: генератори, проводници, кондензатори, превключватели и др., като тези сходства са доста необичайни и трудно могат да бъдат интерпретирани. Това обаче променя представата за хромозомите като за статично средство за съхранение и пренос на генетичния материал и ги превръща в „устройства“, способни да създават електричен ток и подвижни заряди. Според авторите, електричният ток на хромозомите вероятно играе важна роля не само в процесите на генна регулация и разделяне на хромозомите, но и при формиране на скъсвания, инверсии, транслокации, фузии и други хромозомни аномалии, с които могат да бъдат свързани различни заболявания и синдроми.

От изключителен интерес е и наблюдението, че в стресова среда някои микроорганизми използват репликационни ензими, които са склонни да толерират грешки при удвояването на ДНК. Биологичният смисъл на това е да се създаде по-широка база за възникване на нови мутации, поне някои от които да бъдат адаптивни при изменената среда. Следователно при стресови условия организмът реагира на молекулно ниво, така че да позволи възникването на мутации. В една силно стресова ситуация се оказва най-важно да се осигури продължаването на живота в следващия момент, без да се отчитат последствията в дългосрочен план.

Неизменността на ДНК не се цели на всяка цена. Описани са обратими промени, засягащи генетичната цялост, като част от нормалните клетъчни функции. Заговори се дори за контрол над повредите и поправката на ДНК. Изглежда, че е възможно многоклетъчните организми „нарочно“ да създават повреди в определени участъци на ДНК, за да обезпечат нормалната генна регулация.

Други изследвания от последните години дават още неоспорими доказателства за това, че ДНК съвсем не е статична молекула. Тя е изключително динамична – изменяща се в отговор на промените в средата. Създаде се една нова дисциплина (учените я нарекоха епигенетика), която ни принуди коренно да променим виждането си за това, че “нещата” с физическо изражение са задължително детерминистични. Не само телата ни, а и нашите молекули също са много пластични. Изобщо, цялата биология на организма непрекъснато се приспособява към условията на живот. Като имаме предвид на колко разнообразни стимули е изложен съвременният човек във всеки един момент от ежедневието си (от съставките в храната, УВ лъчите и другите форми на радиация, замърсителите във въздуха, почвата и водата, до силните травматични преживявания или трупания с години психо-емоционален стрес), можем да си представим колко интензивни и динамични са епигенетичните процеси, които протичат в телата ни.

Епигенетичните изменения представляват модификации в ДНК. Те променят начина, по който гените се включват и изключват, без да променят самия генетичен материал. Малки химични групи могат да бъдат добавени в различни райони на ДНК. Тя на свой ред е опакована с белтъци, които също могат да носят малки химични групи. Като се добавят (или отнемат) тези малки групи към ДНК или свързаните с нея белтъци, това може да промени генната експресия, като се промени „достъпността” на ДНК молекулата. Когато тези промени настъпват в критичен период от развитието, те могат да продължат да оказват влияние и на много по-късен етап от живота ни, а също и на този на децата ни.

Да вземем за пример Холандския глад, който продължава от ноември 1944 г. до късната пролет на 1945 г. Това е тежък период за Западна Европа след опустошителна 4-годишна война. Германската блокада води до катастрофален глад за холандското население и то трябва да оцелява само с около 30% от нормалния дневен калориен прием. Хората ядат трева и луковици, в отчаян опит да оцелеят. Оцелелите представляват добре дефинирана група. Те всички преживяват един и същи период на недохранване. Това дава възможност на епидемиолозите да проведат изследвания върху дълготрайните ефекти от преживения стрес при тези хора и тяхното потомство.

Резултатите са неочаквани. Един от изследваните аспекти е ефектът от гладуването върху теглото на новородените, които са заченати или износени по време на гладния период. Оказва се, че ако майката се храни добре през първите месеци от бременността и гладува само през последните месеци, бебето се ражда с ниско тегло. И обратно, ако майката гладува през първите месеци и после се храни нормално, бебето е по-вероятно да се роди с нормално тегло. Тези бебета са проследени и това, което установяват е много изненадващо. Децата, родени малки (чиито майки гладуват само през последните месеци от бременността), остават с по-ниско тегло през целия си живот и процентът на затлъстяване при тях е по-нисък спрямо този на общата популация. Въпреки че в продължение на дълги години след преживения стрес, те имали свободен достъп до храна, техните тела никога не преодолели периода на недохранване. Децата, чиито майки гладуват само в ранна бременност (и които се родили с нормално тегло), имат по-високи нива на затлъстяване спрямо общата популация. Изглежда така, сякаш те също не преодоляват ефектите от периода на гладуване на техните майки. Някои от тези ефекти присъстват дори в децата на тези хора, т.е. внуците на жените, които са изложени на гладуване.

Може да се допусне, че драматичната промяна в средата (в случая недостигът на храна) предизвиква епигенетични промени във фетуса, които водят до метаболитни изменения. Тяхната биологична цел е той (фетусът) да продължи да се развива, колкото се може по-здравословно в стресовите условия на средата. И действително, изследвания върху профила на ДНК метилиране (най-често срещаната епигенетична модификация) при оцелелите от Холандския глад показват изменения в ключови гени, ангажирани в клетъчните метаболитни пътища. При жените, гладуващи в първите месеци на бременността, клетките се програмират епигенетично, така че да се обработва най-пълноценно и малкото налична храна и тя да се складира под формата на резерв (запас), който да обезпечи периодите на гладуване. При жените, които гладуват в последните месеци, епигенетичните промени са такива, че да се осигурят по-малки нужди от хранителни вещества за оцеляването (поради по-ниското тегло). Макар и да имат различен резултат, тъй като стресът настъпва през различен период от ембрионалното развитие, тези програми имат еднаква биологична цел и смисъл – да адаптират по-добре организма към стресовите условия. На практика и двете състояния се приемат за отклонения (наднорменото тегло в единия случай и ниското – в другия). Те могат да бъдат разглеждани като две форми на адаптация към един и същи стресов стимул, произхождащ от изменените условия за живот. Макар условията отдавна да са се върнали към обичайните и стимулите вече да не са актуални, тези адаптационни програми продължават да работят в тялото. Въпросът е защо? Защо не се изключват, когато стимулът изчезне? Какво ги кара да продължават да работят? Сякаш тялото не разбира, че вече е в безопасност и мозъкът реагира така, сякаш заплахата все още е факт.

Да разгледаме друг пример – психичната травма в ранното детство и свързаните с нея епигенетични промени. Събитията в ранното детство са изключително важни за целия живот на човека. Много трудно е да се преодолеят ефектите от ранния травматичен опит и той оставя дълги последствия върху психиката и здравето. Установено е, че децата, които преживяват насилие и неглижиране в детството, е по-вероятно да страдат от депресия като възрастни и имат и по-висок риск за развитие на шизофрения, хранителни разстройства, личностови разстройства, биполярно разстройство и генерализирана тревожност. Какви са молекулните събития, които стоят в основата на ранната психологична увреда? При хора с травматично детство се наблюдава повишение в нивата на кортизол в кръвта. Хормонът се отделя от надбъбречните жлези в отговор на стрес. Колкото сме по-стресирани, толкова повече кортизол произвеждаме. Кортизолът има важна роля в клетката като регулира метаболизма на въглехидратите, протеините и мазнините. Той осигурява бърза енергия за дейността на мозъка и мускулите, повишава имунитета и намалява чувствителността към болка. Биологичният смисъл на тези процеси е да подготвят тялото за борба със стресиращите обстоятелства.

Основен превключвател в контрола на кортизоловата система е хипокампусът. В отговор на стрес той се активира и отделя хормони, които стимулират хипофизата. Тя отговаря като освобождава друг хормон, който се улавя от клетките на надбъбречните жлези. В отговор те отделят кортизол. При нормални условия тази система се контролира от негативна обратна връзка, която ограничава активността на стрес отговора. Клетките на хипокампуса имат рецептори за кортизол. Когато кортизолът се свърже с тях, те се „успокояват“ и хипокамусът спира цялата система. Това ни пречи да бъдем свръх-стресирани. Ключов фактор за отслабване на стресовия отговор е експресията на кортизоловия рецептор в хипокампуса. При ниски нива на метилиране се наблюдава свръхекспресия на рецептора – клетките улавят дори малки количества кортизол и изключват системата. При силен стрес се отчитат високи нива на метилиране и съответно ниски нива на експресия на кортизоловия рецептор. В резултат обратната връзка е неефективна, а нивата на кортизол – високи.

Следователно хората, които преживяват ранен травмиращ опит, поддържат високи нива на кортизол и са един вид хронично стресирани. Както в примера по-горе, така и тук програмата, която се задейства в отговор на стресовия стимул цели да подпомогне организма да се адаптира по-добре към стресовата ситуация. И тази програма продължава да генерира отговор, дори когато стимулът отдавна вече не е актуален.

Тогава възможно ли е болестта да не е неизправност в системата, а да има свой биологичен смисъл? Възможно ли е тя да е вид биологична програма, осигуряваща адаптация на организма към стрес?

Изглежда, че е възможно.

Една отчасти научно, отчасти емпирично базирана теория, наречена Тотална биология, или както е по-известна в България – Психо-биология, се основава на подобна концепция. Според нея болестта е биологична програма за оцеляване, която се отключва в условия на силен, неочакван емоционален шок или при продължителен психичен стрес, който не сме в състояние да интегрираме. Тези програми се задвижват от нашия автоматичен (инстинктивен) мозък и винаги имат свой биологичен смисъл. Тяхната крайна цел е да осигурят адаптацията на организма към стреса. Тъй като автоматичният мозък е еволюционно по-стар и се е формирал в една силно враждебна среда, той е винаги „нащрек“ в готовност за действие. В него, подобно на софтуер на компютър, се съхраняват огромен брой биологични програми. Те представляват „отпечатъка“ от нашия жизнен опит, а също и от този на предците ни. Функцията им е да ни дадат готови бързи решения, които да приложим в конкретна стресова ситуация. Това са изпитани „рецепти“, чиято цел е да осигурят оцеляването ни на биологично ниво.

Да вземем за пример конфликта „Трябва да съм готов да се съпротивлявам, за да устоя”. За да устоим, ни е необходима повече енергия. На биологичен език „повече енергия” означава „повече кръвна захар”. В случай, че преживяваме такъв конфликт, той е твърде интензивен и не разполагаме с механизми осъзнато да го разрешим. До мозъка ни се изпраща сигнал за опасност и в отговор на стресовата ситуация, той задейства автоматична програма за оцеляване, свързана със спиране на производството на инсулин от бета-островните клетки на панкреаса. Биологията се организира по такъв начин, че да складира захарта в кръвта, вместо в мускулите и в черния дроб под формата на гликоген. Подобни биологични програми изглежда действат при всички живи организми и са свързани с тяхната адаптация към средата. Например, при дървесната жаба Lithobates sylvaticus, която е устойчива на живот при ниски температури, през зимния период са установени нива на кръвната захар почти 100 пъти по-високи от нормалните. Високите нива на глюкоза в кръвта действат като криопротектор (един вид антифриз) и предотвратяват образуването на кристали, а оттам и разрушаването на клетките. Интересно е да се отбележи, че при този вид жаба са установени генни мутации в ключови ензими, които им позволяват да работят при ниски температури.

За автоматичния мозък е важно да ни запази живи към момента на стреса. Той не е в състояние да „прецени“ последствията в дългосрочен план. Тогава, ако автоматичната програма за оцеляване продължава да работи на биологично ниво в тялото ни (макар и стресовият фактор отдавна да не е актуален), възможно е това да се дължи на неидентифицирани и неинтегрирани емоции, съпътстващи преживяното събитие. Ако те си останат блокирани, на несъзнавано ниво човек може да продължи да изживява заплахата като актуална и това може да поддържа програмата активна. Обратно, когато емоциите бъдат осмислени (осъзнати) и преработени, автоматичните програми за оцеляване следва да бъдат изключени, тъй като тогава те губят адаптивното си значение.

Макар да е подкрепена със солидни емпирични данни и да следва обективна научна логика, Психо-биологичната концепция тепърва предстои да бъде валидирана научно.

Новите изследвания в областта на молекулярната биология и генетика ни показват недвусмислено, че както телата, така и молекулите ни са изключително пластични. Животът протича в една силно динамична и предизвикателна от био-психо-социална гледна точка среда. За да оцелеем като биологични системи, ние също сме длъжни непрекъснато да се променяме и приспособяваме. Пластични се оказват такива процеси, които доскоро са считани за консервативни по правило, като удвояването на ДНК молекулата, експресията на гените и поправката на ДНК. В светлината на тези изследвания представата за болестните програми като опит на организма да се адаптира към стресови условия за живот, изглежда достоверна и съвсем не лишена от основания. Освен това, адаптационният (да го наречем така условно) модел за болестта ни възлага и известна отговорност в болестния процес, а оттам и възможност да му противодействаме. Ако обаче допуснем, че болестта е опит за адаптация на организма, то тогава логично следва да си зададем още един важен въпрос: докога тази програма ще продължава да се опитва да ни адаптира и дали в даден етап от живота на човека тя няма да се трансформира от програма за оцеляване в програма за (само)разрушение, точно както се случва на клетъчно ниво? И ако това е така, тогава къде е границата, определяща задвижването в едната или другата посока, и има ли етап, в който събитията, водещи до (само)разрушение да могат да бъдат върнати обратно?

Въпросите остават повече от отговорите.

Какво е болестта? Грешка в системата или биологична програма за отговор към стрес? Неизправност или форма на адаптация? Несъвършенство или опит за оцеляване? Наказание или шанс?

Информацията в тази статия не замества професионалния медицински съвет!

Използвана литература:

1. Тончева Драга, Лалчев Стоян. Медицинска генетика, Учебник за студенти по медицина и биология и за специализиращи лекари, Сиела, 1999.
2. Kanev Ivan, Mei Wai-Ning, Mizuno Akira, DeHaai Kristi, Sanmann Jennifer, Hess Michelle, Starr Lois, Grove Jennifer, Dave Bhavana, Sanger Warren. Searching for electrical properties, phenomena and mechanisms in the construction and function of chromosomes. Computational and Structural Biotechnology Journal 6, 7, e201303007, 2013.
3. Tippin B, Pham P, Goodman MF. Error-prone replication for better or worse. Trends Microbiol, 12, 6, 288-295, 2004.
4. Gillespie Mark N, Wilson Glenn L. Bending and breaking the code: dynamic changes in promoter integrity may underlie a new mechanism regulating gene expression. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 292, L1–L3, 2007.
5. Carey Nessa. The epigenetic revolution. How modern biology is rewriting our understanding of genetics, disease and inheritance. Columbia University Press, New York, 2012.
6. Larson DJ, Barnes BM. Cryoprotectant production in freeze-tolerant wood frogs is augmented by multiple freeze-thaw cycles. Physiol Biochem Zool, 89, 4, 340-346, 2016.
7. Rheault Marie-Ginette „Психо-биологични програми на заболяванията“, София, 2015-2017 (Семинари).
8. Renaud Gilbert. Recall healing. Pyramid of Health, 2017 (A book)

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!