Джереми Тейлор - Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией
Поведение дисков при травмировании позволяет объяснить глобальную эпидемию болей в спине. Здоровые диски просто не могут чувствовать боль. Поскольку они являются амортизирующими подушками, принимающими на себя всю сжимающую нагрузку на позвоночник, то не снабжены ни кровеносными сосудами, ни нервами. Но при соскальзывании позвонков или грыже в диске могут образоваться радиальные трещины, через которые внутрь него начинают прорастать кровеносные сосуды и нервы. В результате может начаться вымывание жизненно важных молекул, отвечающих за гидратацию диска, а также приток в диск иммунологических факторов, вызывающих местное воспаление. Именно это воспаление и вызывает боль.
Кроме того, мы не предназначены для того, чтобы очень долго и неподвижно находиться в вертикальном положении, как это часто происходит сегодня. Дело в том, что в таком положении нагрузка концентрируется на задней части межпозвоночного диска и дуге позвонка. Когда мы стоим прямо, значительная часть нагрузки передается через маленькие хрупкие апофизарные суставы на задней части позвонков. Известно, что старые люди становятся заметно меньше ростом. Во многом это вызвано тем, что дегенерация дисков приводит к сокращению расстояния между позвонками и увеличивает нагрузку на апофизы позвонков. У молодых людей на эти апофизарные суставы приходится менее 10 процентов всей сжимающей нагрузки на позвоночник, но к 50 годам эта нагрузка увеличивается до 20–30 процентов, особенно при лордотической осанке. При уплощении межпозвоночных дисков через эти очень деликатные суставы может передаваться до 90 процентов всей сжимающей нагрузки. Это приводит к значительному ремоделированию костной ткани, избыточному росту костных образований (остеофитов) и остеоартриту.
Но эволюция постаралась компенсировать эти недостатки весомым преимуществом. Она наделила наш скелет способностью к быстрому и значительному адаптивному ремоделированию. С одной стороны, в ударной руке Энди Маррея или Роджера Федерера имеется на 35 процентов больше костной массы, чем в вашей или моей; с другой стороны, если вы проведете шесть месяцев в постели, ваша костная масса уменьшится на 15 процентов. Адаптивное ремоделирование позволяет нашим телам увеличивать костную массу, когда это необходимо, и экономить ценные ресурсы путем ее сокращения, когда она не нужна. Именно способность к такой перестройке мышц и костей является одной из причин того, почему суперспортсмены, такие как Усэйн Болт, сегодня могут устанавливать новые мировые рекорды, намного превосходящие рекорды их предшественников, – человеческое тело еще не достигло пределов своих возможностей.
Хотя я считаю, что мы должны с достаточным скептицизмом отнестись к мрачному взгляду Брюса Латимера на здоровье человеческого позвоночника, существует три серьезные проблемы, присущие лишь человеку и его предкам, в которых во многом повинно наше вертикальное положение. Это остеопороз, беременность и роды и сколиоз.
Остеопороз представляет собой сложное метаболическое и гормональное заболевание, но в нем замешан и биомеханический фактор. Кости состоят из двух типов тканей: кортикальной ткани (твердой и плотной), которая образует внешнюю часть скелетных структур, и губчатой, или трабекулярной, ткани, которая образует внутреннюю часть кости и представляет собой сеть из множества тонких костных перегородок, называемых трабекулами. У людей размер позвонков увеличивается по мере продвижения от шеи к тазу, у нас также очень большая пяточная кость. Но, несмотря на больший размер нижних позвонков, они отличаются меньшей плотностью и имеют намного больше губчатой ткани и намного меньше кортикальной, чем аналогичные позвонки у четвероногих. Шейки наших длинных костей – узкие перешейки между костным телом и суставной частью, которой кость сочленяется с другими структурами, – имеют аналогичное строение. При приложении силы к губчатой кости она изгибается, что делает ее эффективным амортизатором.
Но те же самые особенности губчатой кости, которые позволяют ей хорошо амортизировать ударные нагрузки, повышают вероятность развития остеопороза. Тонкие, длинные и редко расположенные трабекулы делают кость упругой и гибкой, но в то же время создают другие проблемы. Губчатые кости – это живые, динамически меняющиеся структуры, поскольку специальные подвижные клетки, называемые остеокластами, постоянно поглощают (резорбируют) костную ткань, истончая трабекулярные перегородки и сокращая их число. Таким образом, гигантские внутренние поверхности больших трабекулярных костей обладают значительным потенциалом для ремоделирования – изменения плотности – в ответ на сигналы, поступающие от остальной части тела. Один из таких сигналов – количество нагрузки, которую кость регулярно получает. Хотя, как отмечает Майк Адамс, сегодня этот вопрос разделил ученых на воюющие лагеря, ключевая идея состоит в том, что ослабление и ограниченное использование мышц по мере старения снижает нагрузки на наши кости. В отсутствие привычных нагрузок кости начинают избавляться от лишней плотности, чтобы стать легче. Здесь действует один из ключевых принципов эволюции – «что не используется, то теряется». В конце концов, кости могут стать настолько хрупкими, что пожилому человеку достаточно поскользнуться на банановой кожуре и упасть с высоты своего роста, чтобы получить тяжелый, потенциально опасный для жизни перелом.
На заседании памяти Уилтона Крогмана, проведенном Американской ассоциацией содействия развитию науки в феврале 2013 года, антрополог Карен Розенберг указала на то, что название его знаменитой статьи «Шрамы человеческой эволюции» болезненно резонирует с сегодняшней ситуацией в области деторождения, поскольку широкое распространение хирургических родов оставляет огромное количество современных матерей в буквальном смысле слова со шрамами на всю жизнь. Хотя столь большой процент кесаревых сечений может отражать сегодняшнюю тенденцию к чрезмерной медикализации родов, исследовательница отмечает, что это также свидетельствует о том, насколько трудным и болезненным в принципе является процесс родов для женщин. Причина этого кроется в строении женского таза, формирование которого в ходе человеческой эволюции происходило под действием противоположных факторов естественного отбора. Сначала женский таз адаптировался для прямохождения посредством сужения, но потом ему пришлось адаптироваться к другому обстоятельству – к тому, что с появлением человека прямоходящего (Homo erectus) младенцы начали рождаться все более крупными и со все более крупным головным мозгом, что потребовало расширения родовых путей. Например, вес детеныша гориллы при рождении составляет всего 2,7 процента веса его матери, тогда как вес человеческого ребенка – более 6 процентов веса матери.
Поскольку вход в родовые пути женщин имеет форму овала, расположенного большим диаметром слева направо и меньшим диаметром спереди назад, голова ребенка, чтобы протиснуться в этот канал, должна быть повернута боком. Однако дальнейшее продвижение головы затруднено седалищными костями таза, особенно седалищными остями, и передненаправленной верхушкой крестца. Чтобы продвинуться дальше, ребенку нужно повернуть голову на девяносто градусов. Это также позволяет войти в родовые пути его плечам. Далее, уже на выходе, ребенку нужно снова повернуться, чтобы его затылок был обращен к лобковой кости. Ребенок рождается лицом вниз, что означает, что для безопасных родов – чтобы предотвратить случайное обвитие ребенка пуповиной или повреждение его нежного позвоночника в результате слишком интенсивного проталкивания через родовой канал – женщине требуется посторонняя помощь (в прошлом эту функцию выполняли повитухи, сегодня – акушеры). Но даже при наличии профессиональной помощи роды остаются очень опасным делом и являются основной причиной женской и детской смертности.
В 2007 году в интервью журналу National Geographic Карен Розенберг назвала это очередным классическим примером кустарной работы эволюции и дала ему весьма негативную оценку: «В результате давления различных эволюционных факторов сегодня мы имеем совершенно непродуманную конструкцию, в которой, кажется, есть одни только недостатки. Она работает, но кое-как. Никакому нормальному инженеру и в голову бы не пришло изобрести столь чудовищные родовые пути. Но эволюция – это ремесленник, а не инженер. Она не изобретает заново, а наспех переделывает то, что есть». Сегодня отношение Розенберг к этому вопросу стало не столь однозначным. Как и я, она начала видеть в результатах эволюционного труда крупицы гениальности. Вместо того чтобы рассматривать роды как шрам, оставленный несовершенством эволюционного процесса, говорит исследовательница, лучше рассматривать их как гениальный компромисс между двумя практически несовместимыми требованиями.
