Viser innlegg med etiketten Evolusjonær medisin. Vis alle innlegg
Viser innlegg med etiketten Evolusjonær medisin. Vis alle innlegg

søndag 10. juni 2012

Er du også en zombie?


Jeg har aldri helt skjønt greia med zombiefilmer. Sikkert litt fordi jeg er en pyse når det gjelder skrekkfilmer og bare ser halve TV-skjermen mellom fingrene, men også fordi jeg ikke synes zombier egentlig er så fryktinngytende. Men en dag, midt under fugleinfluensaen, skjønte jeg at monsteret ikke er zombiene i seg selv, men viruset som de sprer. Etter det har jeg sett ekte zombier overalt. Du kan godt være en av dem. 

Verden er full av dyr som gjør så godt de kan for å leve sine vanlige liv. De leter etter mat og sexpartnere og prøver å holde seg unna ting som er farlige for dem eller barna deres. Alt er tilpasninger som evolusjonen har utstyrt dem med og helt i tråd med det vi biologer kan forutse. Vi vet nemlig at dyrene er utstyrt med gener som koder for den oppførselen som nettopp er best til å gi flest etterkommere med de samme genene. Selv merkelige unntak fra de vanlige måtene å “spre sine gener” på, som for eksempel arbeidermaur som jobber hele livet for noen andre og ikke engang har egne kjønnsorganer, kan vi forklare i detalj.

Men av og til kommer biologer over dyr som oppfører seg helt snodig.

Rabiesviruset. Når Zombiedommedagen kommer, er det mest sannsynlig denne som står bak.
Det finnes helt vanlige norske maur som dropper turen tilbake til maurtuen. De klatrer heller opp i toppen av et gresstrå. Når de kommer helt på tuppen, biter de seg fast og blir hengende og dingle. De kommer aldri ned igjen.
Gresshopper spretter til vanlig rundt og gnager i seg blader. Av og til stuper noen av dem med vilje uti et vann i nærheten og drukner.
Noen av sneglene i Succineidaefamilien får kjempestore øyestilker. (Du vet vel at de utvekstene på hodet til sneglene ikke er horn?) De setter seg rolig på et blad og plutselig begynner øyestilken å blinke i klare farger. Ikke lurt når man er favorittmaten til fugler.
Hva er det som har skjedd med disse dyrene? Har de blitt gale?
Nei, det viser seg at de oppfører seg fullstendig rasjonelt. De er bare blitt besatte.

"Kom og spis meg!"
Parasitter er organismer (eller virus) som lever på bekostning av, og gjerne inne i, andre dyr. Der har de det varmt og trygt mens vertsdyret stadig fyller på med mat. Parasittenes største problem er at de stadig vekk må komme seg inn i nye kropper, noe som kan by på utfordringer når man er tilpasset til et så beskyttet miljø som innsiden av en vert er. En vanlig måte å løse dette problemet på er at parasitten har flere stadier og gjerne bor i forskjellige typer dyr på de forskjellige stadiene. Da kan f.eks. eggene bli med ut i verden sammen med avføringen til verten, mens det neste stadiet kan være i et lite dyr som spiser vertens bæsj. Faktisk så har de fleste store parasitter ganske kompliserte livssykluser og er gjerne innom to-tre mellomverter før de blir kjønnsmodne i en ny hovedvert.

Mauren som henger seg fast i gresset er infisert av en parasitt som heter liten leverikte. Når mauren henger i gresset er sjansen veldig mye større for at den blir spist av en sau eller et annet gressende pattedyr. Når mauren havner i sauemagen sniker parasitten seg inn i leveren til sauen hvor den lever glade dager og blir en fullvoksen ikte. Ikten legger egg i sauens tarm. Etterhvert havner eggene ute på bakken i en haug av avføring. Der blir de spist av snegler og utvikler seg til et annet stadium og danner slimklumper inne i sneglekroppen. Sneglene skiller ut slimklumpene. Slimklumpene er veldig god mat for maur og vips er sirkelen fullstendig.

De andre dyrene i eksemplene over er også infisert av parasitter. Gresshoppene som drukner seg selv er infisert med en hårorm som trenger å leve i vann for å få barn. Og sneglene med de blinkende øyenstilkene bærer på en flatorm som har fugler som hovedvert.

Ser du hva som skjer?
Parasittene bruker de stakkars dyrene som om de var kjøretøyene deres!

Inn i magen. Så krype opp i hjernen for å styre dyret inn i munnen på neste vert.
It's all in a day's work for parasites.

Og det er mere spennende å lære av dette. Parasittene er ofte små og enkle organismer. Også bakterier og virus er parasitter. Det er altså ikke snakk om at parasittene er utspekulerte og planlegger hvordan de kan lure verten til å gjøre som de vil. Parasittene har gener som styrer hvordan andre dyr skal oppføre seg.
Genialt. Og skummelt for oss som er store dyr.

Forskere oppdager at flere og flere menneskeparasitter faktisk kan påvirke oppførselen vår. På samme måte som mauren blir vi også “kjørt rundt” av parasitter som vil spre seg.
Akkurat mens jeg skriver dette har VG publisert en sak med tittelen “Mystisk barnesykdom herjer Uganda”. Der forteller de om en jente som har blitt glemsk, mistet taleevnen, ikke føler smerte og blir bundet fast i et tre av faren sin så hun ikke går seg bort i bushen eller drukner i elven. Ingen vet hva sykdommen skyldes, men parasitten Onchocerciasis er hovedmistenkt.
Vi begynner å nærme oss zombiene. Finnes det virkelig parasitter som tar kontroll over oss mennesker? Ja, vi vet om mange og en av dem er kanskje veldig utbredt. Kjære leser; hils på Toxoplasma gondii, parasitten som kanskje styrer mer av deg enn du vil like å høre.

Toxoplasma gondii, eller T. gondii, er en vanlig parasitt hos katter og årsaken til flere sykdommer hos mennesker. Mest kjent for folk flest er kanskje tilstanden “vannhode” som noen barn fødes med hvis mor er infisert med T. gondii. På verdensbasis er det anslått at nesten 30 % av alle mennesker er infisert med denne parasitten. Det foregår mye forskning på den for tiden og forskerne oppdager stadig rarere ting om hvordan vi blir kjørt rundt av dette bittelille dyret.
Rotter som er infisert blir tiltrukket av katter. Ikke så lurt for rotten, men som i eksempelet med sneglene over er det veldig lurt for parasitten som skal inn i katten.
Mennesker som er infiserte reagerer tregere enn andre og er mye oftere involvert i trafikkulykker. “Toxo-menn” blir innadvendte, mistenksomme og bryr seg mindre om regler og hva andre synes om dem. “Toxo-kvinner” får de motsatte trekkene. De blir mer utadvendte, stoler mer på andre, bryr seg mer om hvordan andre ser på dem og strengere på å følge regler. Husk at hvert tredje menneske på planeten er infisert.
Det er mye man fortsatt lurer på om hvordan T. gondii påvirker oss og mange forskere har kastet seg over temaet. Nye studier viser at parasitten kryper inn til to spesifikke sentere i hjernen: et område for nytelse og ett for stress og angst. Ikke nok med det, man vet også at den skiller ut signalstoffet dopamin som hjernen normalt bruker til å belønne seg selv f.eks. når du føler gleden av å lære noe nytt. Hva i all verden er det dette dyret driver med oppe i hodene våre? Ingen vet helt enda.

Toxoplasma gondii. Det er 1/3 sjanse for at denne rakkeren styrer hvordan du føler deg. 

Så er et vaskeekte zombieutbrudd mulig?
Ingen kan dø og så våkne og røre seg igjen, så den delen av mange zombiehistorier er umulig. Men scenariet i f.eks. filmen “28 dager senere” er i prinsippet fullt mulig. Et virus eller en annen parasitt kan tenkes å mutere slik at det påvirker oss til aggressivt forfølge de usmittede og få lyst til å bite dem og dermed skape nye zombier. Som ved alle epidemier ville også denne kunne vokse eksponensielt, det vil si at man fort kommer opp i enorme antall smittede. Aggresjon og lysten til å bite har vi liggende dypt i oss. Viruset trenger i prinsippet bare stimulere eller ødelegge de riktige signalene og områdene i hjernen.
En virussykdom som gjør deg gal av voldelig raseri og som smitter via spytt finnes faktisk allerede: rabies. Hvis rabiesviruset brukte litt kortere tid på å gjøre deg smittefarlig og kanskje til og med begynte å smitte via luft kunne vi fort ha havnet midt i en zombiepandemi.

Fra filmen Zombieland
To ting som sjelden fortelles om epidemier er at de vil stabilisere seg av seg selv. Parasitten er nemlig ikke interessert i å drepe verten (deg), du er jo både både bolig og matstasjon. Og hvis du dør raskt rekker du heller ikke smitte andre. Nye mutasjoner som gjør den mindre dødelig vil derfor spre seg raskt. Og enkelte mennesker vil sannsynligvis være immune.

Et zombieutbrudd er altså mulig, men ikke så mye å bekymre seg over. Det er mere interessant at vi er omgitt og smitted av utallige infeksjoner og parasitter som både har nytte av og evne til å få deg til å oppføre deg annerledes enn du ellers ville gjort.Og noe av det aller mest spennende er kanskje kjønnssykdommer?

Har du tenkt ordentlig på hvorfor det klør?

(Tidligere trykket i Alfa)

onsdag 15. februar 2012

Ditt nys er forkjølelsesvirusets orgasme



Har du noen gang tenkt på hvorfor du nyser når du er forkjølet?

Det vanligste svaret er at forkjølelsesviruset «irriterer» slimhinnene i nesen og halsen, men det er jo bare et svar på «hvordan» og ikke på «hvorfor».

Forkjølelsesvirus er bittesmå døde bokser med arvemateriale som ikke gjør stort annet enn å lure cellene våre til å lage massevis av nye forkjølelsesvirus. Siden virusene ikke er levende er de avhengige av hjelp for å smitte over fra et menneske til et annet. Et nys er en refleks som blåser luft raskt ut av lungene for å dytte ut ting som blokkerer luftveiene. Virus som klarer å bruke cellene i luftveiene til å forøke seg og deretter lurer deg til å nyse får derfor en flying start på vei til neste menneske som puster dem inn.
Ikke mye til orgasme, men det nærmeste man kommer når man er et luftspredt virus. Det er litt festligere med måten kjønnssykdomsvirus bruker kroppen din til å spre seg.

torsdag 22. desember 2011

Hvorfor blir vi gamle og dør?


(Tidligere publisert i ALFA)

Vi er vant til at tingene våre blir slitt ut og går i stykker. Det samme skjer med oss, men en kropp er ikke en død ting som ruster. Kroppen fornyer og reparerer seg selv helt til du er rundt 35 år. Så kutter den i service og vedlikehold. Hvorfor i all verden har vi fått kropper som blir gamle og syke og dør?

Spørsmålet høres kanskje litt rart ut. Svaret er nesten for opplagt. Som barn lærer vi at ingen lever evig og at alle skal dø en gang. At vi skal bli gamle og dø er liksom en uunngåelig naturlov, like sikkert som at epler faller nedover. Men for en biolog er faktisk alderdom og død et mysterium. 



Vi mennesker lever ganske lenge i forhold til de andre store dyrene. Hvis du som leser dette er en normalt frisk nordmann kan du i følge folkehelseinstituttet regne med å leve i til sammen 78 (og et halvt) år. Hunder og huskatter lever gjennomsnittlig i 12-13 år. Elefanter, papegøyer og krokodiller blir nesten like gamle som oss, mens ville sjimpanser bare kan regne med å leve i 40 år.

De delene som du er laget av varer kortere enn deg og må byttes ut for at du skal kunne leve så lenge som 78 (og et halvt) år. De røde blodcellene dine fungerer i tre måneder før de erstattes av nye, mens cellene i huden og tarmen din knapt varer et døgn. Vi skifter tenner en og en halv gang i løpet av livet. Første gang når vi mister melketennene og deretter når visdomstennene, helt uvitende om moderne tannstell, dukker opp for å erstatte de tennene som dine forfedre hadde mistet før de var 20 år. Dyrene har også imponerende vedlikeholdsprogrammer. Elefanter skifter de svære tennene sine seks ganger, mens en krokodille kan ha byttet hele 3000 tenner i løpet av et liv. Kroppene våre driver med andre ord en meget vellykket og kontinuerlig vedlikeholddservice.
Likevel, fra vi blir 35 trapper kroppen vår gradvis ned på vedlikeholdet, som om den bare halvveis prøver å holde oss i livet. Spørsmålet er hvorfor ikke kroppen fortsetter å reparere seg selv i det uendelige, til vi dør av helt andre ting enn alderdom? Teknisk sett er det nemlig fullt mulig. Se bare på trær.



Forventet levealder: 4862 år
Når man feller et tre kan man telle årringer og se hvor lenge det har levd. Lenge før forskere begynte med karbon-14 dateringer har man derfor visst at trær kunne bli veldig, veldig gamle. Nå vet vi at mange trær rett og slett ikke har noen alderdom. Så lenge de har tilgang på næringsstoffer, CO2, vann og sollys kan de fortsette å vokse helt til en «ytre hendelse» som et steinras eller en sykdom tar knekken på dem. Da en amerikansk slektning (Pinus longaeva) av den norske furua ble felt i 1964 kunne tømmerhoggerne telle 4862 årringer. Dette treet spiret altså nesten 2900 år f.Kr., mens Europa fortsatt var i steinalderen. Og det finnes enda eldre trær. Noen trær er nemlig egentlig rotsystemer som lever under bakken og dytter opp nye trær med jamne mellomrom. En slik trekoloni har blitt anslått til å være minst 80.000 år gammel.
Trær har tydeligvis ikke noen forhåndsprogrammert alderdom.

Pinus longaeva. Verdens lengstlevende organisme.


Det er altså mulig for en organisme å fornye seg nesten i det uendelige. Så hvorfor skjer ikke dette med mennesker? 
Fra et biologisk synspunkt er dette merkelig. Siden evolusjonen alltid vil favorisere de som får flest avkom i løpet av et liv, skulle man nesten kunne forvente at den også ville gjort slik at mennesker stadig ville leve lenger og få flere og flere barn. Men det har den ikke gjort. Selv om man stadig leser at den forventede levealderen øker i moderne samfunn, så er det ikke sånn at vi faktisk lever så mye lenger. Den forventede levealderen forteller kun hva som er gjennomsnittlig livslengde. 
Moderne medisin og andre velferdstiltak har gjort at færre av oss dør i ung alder og dermed blir gjennomsnittlig levealder høyere. Men vi kommer fortsatt i puberteten og overgangsalderen på omtrent samme tidspunkt i livet som mennesker gjorde før i tiden, og kroppene våre forfaller fortsatt fra vi er 35. Det er miljøet rundt oss som gjør at vi nå gjennomsnittlig lever lenger, ikke biologien. Biologisk sett har vi fremdeles de samme skrøpelige kroppene. Hvorfor har evolusjonen utstyrt oss med så dårlige kropper?


Dødelige genetiske sykdommer som slår til sent i livet er allerede gitt videre til neste generasjon 



Sykdommer som naturen ikke ser
Huntingtons sykdom skyldes et gen som får kroppen til å produsere et protein som hoper seg opp i cellene og etter hvert dreper hjernecellene. Huntingtons fører til demens, ufrivillige rykninger, personlighetsforandring og til slutt død. Det finnes ingen behandling. Alle som har arvet dette genet av en av sine foreldre må regne med å få sykdommen.

Grunnen til at dette genet ikke har dødd ut er at pasienten er 30-40 år når sykdommen begynner å synes og 45-70 år når han dør av den. Da har barna hans allerede blitt store og selvstendige nok til å klare seg selv. Halvparten av barna har arvet genet.

Evolusjonen klarer altså ikke å fjerne genetiske sykdommer som slår til så sent i livet, da genet allerede vil være videreført til neste generasjon. Noen gener som gjør oss syke som gamle kan til og med være hjulpet fram av naturlig seleksjon hvis de er gunstige å ha i ung alder. Dette kan være med på å forklare hvorfor vi får så mange forskjellige helseproblemer fra 45-årsalderen og utover. Vi har allerede fått og oppdratt barna, og gitt dem de samme sent-virkende genetiske problemene.

Bestemorhypotesen
Alderdom skyldes altså at vi er fulle av dårlige gener som blir aktive etter at vi har oppdratt barna våre. Men hvorfor slutter vi å få barn? I og med at evolusjonen favoriserer dem som får flest avkom, ville det jo vært en fordel om vi kunne formere oss evig.

Strengt tatt er det bare kvinner som slutter å få barn. Mens vi menn kan produsere barn fra vi er i midten av tenårene og helt fram til vi dør, har kvinner en begrenset periode å få barn i. Overgangsalderen/klimakteriet/menopausen inntreffer når en dame er rundt 45 år. Da har hun vært fruktbar i rundt 30 år. Historisk sett har hun da rukket å få voksne barn som selv har fått egne barn. Ifølge «bestemorhypotesen» vil kvinner som har fått barnebarn ha en større evolusjonær fordel å bidra til at disse forsørges i stedet for å få flere egne barn. Barnebarna fører tross alt også bestemorens gener videre, så at de overlever er en svært god investering for henne.

Hvorfor akkurat 78 år?
Hva er det som har gjort at vi har en maksimal livslengde på rundt hundre år i stedet for ti eller femhundretusen? De fleste evolusjonsbiologer mener det skyldes en fininnstilt kostnadsbalansegang. For å skjønne logikken bak den kan vi tenke som bileiere.

Ville du brukt mye penger på å holde bilen din som ny hvis du blir påkjørt hele tiden?


Tenk deg at du har kjøpt en ny bil og gjerne vil beholde den så lenge som mulig. Bilen din kan gå i stykker på to måter: enten av seg selv fordi delene er utslitte eller ved at noe utenfra ødelegger den. Hærverk, tyveri, kollisjon o.l. er uforutsette hendelser utenfra som du bare delvis kan minske sjansen for at skjer. Siden dette er et tankeeksperiment later vi som om du heller ikke kan forsikre bilen mot slike «ytre hendelser».

Det eneste du med sikkerhet kan gjøre noe med er å forhindre at bilen bryter sammen av seg selv. Det koster en del å følge serviceprogram og å skifte ut slitte deler. Med et uendelig stort budsjett kan bilen i prinsippet holdes i fullgod stand helt til en uforutsett hendelse ødelegger den.

Og her er dilemmaet: hvor mye vil du bruke av ressurser på å holde bilen «som ny», hvis sjansen er skyhøy for noe ytre allikevel vil ødelegge den?
I Norge er sjansen for å bli påkjørt av en annen bil ganske liten. På overfylte veier i f.eks. indiske millionbyer kan du derimot nesten ta for gitt at bilen er godt bulket etter bare noen ukers kjøring.
Et kostbart serviceprogram kan være en god deal i Norge hvor sjansen for uhell er liten. Den samme avtalen kan være helt bortkastet i land hvor den sannsynligvis blir vraket i en kollisjon lenge før den rekker å bli utslitt.

Akkurat denne avveiningen er nå påvist at påvirker hvor lenge dyr lever. De artene som lever beskyttede liv og sjelden dør av ytre hendelser har lange liv før alderdommen automatisk setter inn. De som lever i barske miljøer med høy dødelighet har på den annen side korte og hektiske liv, og er programmert til en tidligere alderdom. I et eksperiment sammenlignet forskere hvor lenge forskjellige maurarter kan leve hvis de får alt de trenger i et laboratorium. De artene som normalt lever beskyttet i tuer viste seg å leve opptil hundre ganger lenger enn maurarter som lever alene og ubeskyttet i naturen.

Når vi slutter å få barn og begynner å råtne på rot ser altså ut til å være et kompromiss mellom fordelen av å få mange barnebarn og kostnaden av å holde en kropp i live når den allikevel sannsynligvis vil dø av helt andre ting. Ikke mye til trøst mens du vrir deg i smerter på gamlehjemmet fordi kroppen svikter, men da har du i hvert fall levd mye lenger enn gjennomsnittet.




Hvis alderdom ikke eksisterte ville forventet levealder vært 693 år


Evig liv?

Det er selvfølgelig mange som drømmer om at forskningen en dag vil finne en løsning på alderdommens gåte, men foreløpig ser det neppe ut til at det vil komme noen mirakelkur med det første. Det er et helt arsenal av dødelige sykdommer som venter oss når vi bikker middagshøyden. I beste fall kan man satse på å bekjempe hver enkelt sykdom, ved for eksempel å spise mat med mye antioksidanter for å begrense skader på DNA som kan føre til kreft.

Men hva hvis man hadde klart å finne et middel som gjorde at kroppen fortsatte å vedlikeholde seg selv etter at man er 35 år? Det ville fortsatt vært noen som døde av ytre hendelser som bilulykker, sykdom og vold, men de fleste ville kunnet leve ekstremt lenge. Legen Randolf Nesse regnet på dette og fant ut at forventet levealder for en amerikaner ville vært 693 år. Og mer enn hver tiende amerikaner ville levd i 2000 år!

Et slikt scenario vil imidlertid by på noen åpenbare ulemper. For det første ville de som utviklet en slik mirakelkur sannsynligvis ta seg uhørt godt betalt. Hvor mye ville du vært villig til å gi? Og hvor mye ville en arbeidsgiver gitt for å holde verdifulle ansatte unge og samtidig mer og mer erfarne?
For det andre ville man fått en befolkningsvekst som ville gått ut over alt som heter bærekraftig utvikling. Hvordan skulle man løst dette? Skulle man innføre tvungen sterilisering for de som har råd til å kjøpe seg evig liv?
Det er gøy å leke med tanken selv om løpet dessverre uansett er kjørt for oss over 35 år.