Предците ни се пристрастили към алкохола още щом слезли от дърветата

Човекът се е пристрастил към алкохола дълго преди да започне да го произвежда, дори дълго преди да стане човек.

Способността да преработваме алкохола се корени в много далечното минало – тя е възникнала у нашите маймуноподобни предци преди 10 милиона години, пишат учените в статия в сп. PNAS.

В медицината има такава тенденция – да обяснява болестите на цивилизацията с това, че човек генетично не е приспособен към съвременния начин на живот. Например човек просто не е имал време да приспособи своя метаболизъм към употребата на по-голямо количество захар.

В резултат на сладкия живот той се разплаща със затлъстяване, хипертония и диабет. Изглежда, болестите, предизвикани от алкохола, могат да възникнат по същата причина – поради генетична неприспособимост на организма.

Според историческите представи алкохолът не влизал в „палеолитната диета“, нямало го и в менюто на човешките предци. Той се появил, когато човекът усвоил земеделието и се изправил пред необходимостта да съхранява храната за бъдеща употреба.

Смята се, че технологията за съхранение на храна се е появила преди 9000 години. Според друга хипотеза приматите още преди 80 млн. години са можели да разграждат алкохола. Те се прехранвали с плодове, а в презрелите плодове се развиват дрожди, които, както и при приготвянето на вино, превръщат захарта в спирт. Хранейки се с презрели плодове, приматите употребявали алкохол.

Екип под ръководството на проф. Стивън Бенер, специалист по синтетичен живот, създател на Фонда за приложна молекулярна еволюция (FRAME), се опитали да изяснят това и да разберат колко време е имал човекът, за да се адаптира неговият метаболизъм към употребата на алкохол.

Етиловият спирт – етанол – се разгражда в черния дроб. Основните ензими на неговия метаболизъм са алкохолдехидрогеназа, която превръща молекулата на етанола в молекули на ацеталдехид, и алдехид дехидрогеназа, разграждащ ацеталдехида до оцет и вода.

За да намерят отговор на въпроса, учените проследили съдбата на ензима алкохолдехидрогеназа клас IV (ADH4) в еволюцията на приматите за 70 млн. години.

Те не просто изучили как се е изменял ензимът, а го тествали у съвременни примати за ефективност по отношение на етанола и изчислили неговата ефективност у древните измрели видове.

Оказало се, че почти всички ензими у приматите до даден момент от тяхната еволюция не са могли да разграждат етанола, макар че са могли да разграждат някои други алкохоли.

Последният общ прародител на човека и орангутаните бил неспособен да преработва етанола от храната. Ситуацията се променила радикално в момента на отделянето на клона на орангутаните от клона на шимпанзетата, горилите и човека. У общия прародител на шимпанзето, горилата и човека ензимът ADH4, както показали учените, разграждал етанола 40 пъти по-ефективно, отколкото при по-ранните примати.

Това радикално усилване на каталитичната активност на ензима станало поради една аминокиселинна замяна в молекулата на белтъка.

В експеримента учените установили, че именно замяната на аминокиселина в позиция 294 води дотам, че ADH4 започва да разгражда етанола.

Така една мутация довела до това, че приматите започнали да разграждат етанола, съдържащ се в презрелите плодове. Използвайки палеоантропологични данни, учените твърдят, че по време това се е случило в периода на изменящите се екологични условия в ранния миоцен и олигоцена. Именно тогава предците на човека са започнали да слизат от дърветата и постепенно да се приспособяват към наземен начин на живот.

Палеоантрополозите намират такива приспособления у ранните хоминиди от типа орорин (преди 6 млн. години) и сахелантроп (преди 7 млн. години).

Спускайки се на земята, човешките предци започнали по-често да събират презрелите паднали плодове, които съдържат доста повече етанол от плодовете, откъснати от клоните.

Способността да включват етанола в метаболизма и да получават енергия от него допринесяла за оцеляването.

Интересно е, че съвременните човекоподобни маймуни се отличават по хранителни навици в зависимост от това могат ли да разграждат етанол. Орангутаните и гибоните, които не могат да разграждат етанола, се хранят както със зрели, така и с незрели плодове, а шимпанзетата и горилите, които могат да го правят, предпочитат зрели.

Що се отнася до човека, то той с времето успешно успял да усвои производството на алкохол. А полезната за оцеляване способност му донесла сериозен проблем, който се нарича алкохолна зависимост. И тук се оказали задействани много други гени, които учените се опитват да изяснят, за да се борят с тази зависимост.

Така специалистите от Тексаския университет са описали в сп. Molecular Psychiatry цяла верига гени, въвлечени в алкохолизма.

Те сравнили работата на гените в мозъчни тъкани, взети посмъртно от алкохолици и неалкохолици. Изследователите успели да установят басейн от гени, които, работейки заедно, отличават мозъка на алкохолиците.

Това позволило пряко да се свържат някои черти на алкохолната зависимост с работата на едни или други гени. Учените са успели да построят генетичен модел на алкохолизма и се надяват, че той ще позволи да се намерят нови пътища за неговото лечение.