Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Ewolucja, migracje ludzi i niedobory witaminy D – przełomowe badania prof. Carstena Carlberga
Ewolucja, migracje ludzi i niedobory witaminy D – przełomowe badania prof. Carstena Carlber

Kiedy organizmy nauczyły się syntetyzować witaminę D? Jak zmieniały się jej funkcje w trakcie ewolucji i jak wpłynęło to na cały gatunek Homo sapiens? Na te pytania odpowiada prof. Carsten Carlberg w swojej najnowszej publikacji naukowej, zatytułowanej „Vitamin D in the Context of Evolution”, która ukazała się w czasopiśmie „Nutrients”. Profesor jest światowej klasy biochemikiem, który przez ponad 30 lat swojej kariery badawczej skupiał się na witaminie D. W 2020 r. dołączył do Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie w ramach europejskiego grantu ERA Chair WELCOME2, gdzie jego głównym zadaniem jest stworzenie zespołu zajmującego się analizą regulacji genów w skali całego genomu człowieka, w szczególności zmian w jego epigenomie.

Fot. Prof. Carsten Carlberg, źródło: PAN Olsztyn

„Kariera” witaminy D zaczęła się już 1,2 mld lat temu, kiedy to eukarionty (organizmy posiadające jądro komórkowe) wykształciły zdolność syntezy steroli (a więc i witaminy D). W swojej publikacji prof. Carlberg wyjaśnia, jak w toku ewolucji, m.in. Homo sapiens, rola witaminy D zmieniała się w czasie i „ustabilizowała” się stosunkowo niedawno. Dopiero 100 lat temu witamina D została nazwana „witaminą”, gdyż jej podawanie było w stanie wyleczyć eksperymentalnie wywołaną krzywicę u psów i szczurów. Krzywica jest także zaburzeniem rozwojowym u dzieci, a wiele badań wiązało witaminę D z homeostazą wapnia i przebudową kości. Szybko okazało się, że jest to tylko jeden z wielu procesów kontrolowanych przez ten mikroelement, inne obejmują m.in. detoksykację, metabolizm energetyczny i wrodzoną odporność. Naukowcy wskazują także na możliwą rolę witaminy D w rozjaśnianiu skóry wśród migrujących ludów, szczególnie w populacjach europejskich.

Jak witamina D stała się witaminą?

Ewolucja to podstawowy proces odpowiadający za rozwój biologiczny wszystkich organizmów żywych. Nie ma na Ziemi zwierząt czy roślin, których nie obejmowałyby prawa ewolucji, a tym samym, które nie przystosowywały się do zmian środowiskowych. W pracy prof. Carlberga czytamy, że jedną z takich adaptacji był rozwój receptora witaminy D (VDR), a także białek transportowych i enzymów metabolizmu witaminy D ok. 550 mln lat temu. Początkowo witamina D regulowała procesy fizjologiczne, z których pierwszymi były detoksykacja i metabolizm energetyczny. W ten sposób witamina D mogła modulować energochłonne procesy wrodzonego układu odpornościowego w jego walce z mikrobami. W swojej najnowszej pracy prof. Carlberg wspomina, że ok. 400 mln lat temu gatunki opuściły ocean i zostały wystawione na działanie grawitacji. Witamina D przejęła dodatkową rolę głównego regulatora homeostazy wapnia, który jest niezbędny dla stabilnego szkieletu. – W swoim ewolucyjnym pochodzeniu z Afryki Wschodniej gatunek Homo sapiens był każdego dnia przez cały rok narażony na rozległe promieniowanie UVB, które indukowało wystarczającą syntezę witaminy D3. Dlatego w ciągu ponad 200 tys. lat ludzie przyzwyczaili się do stale wysokiego statusu witaminy D wynoszącego 100 nM 25(OH)D3 lub więcej. W ciągu ostatnich 50-75 tys. lat migracja w kierunku regionów o szerokości geograficznej powyżej 37oN pozwoliła im doświadczyć sezonowych zmian w ekspozycji na Słońce i okresów roku, w których witamina D3 nie może być produkowana endogennie – pisze prof. Carlberg.

W wyniku rewolucji przemysłowej ludzie przystosowali się do miejskiego stylu życia z dominującą pracą i aktywnością w pomieszczeniach. Te czynniki, czyli niska produkcja witaminy D w zimie i spędzanie mniejszej ilości czasu na zewnątrz, często prowadziły do niedoboru witaminy D w krajach uprzemysłowionych. W XIX w. chociażby krzywica była powszechna wśród dzieci w Anglii, a niedobory witaminy D zwiększały ryzyko zachorowań na gruźlicę w wielu krajach. W opublikowanej pracy prof. Carlberg wnioskuje, że to nie ewolucja, a migracje ludzi i zmiany stylu życia sprawiły, że witamina D3 stała się witaminą. Całkiem niedawno – w skali ewolucyjnej – zmiany trybu życia człowieka spowodowały zmniejszenie endogennej produkcji witaminy D3. Na całym świecie dotyczy to ponad miliarda ludzi i powoduje liczne problemy zdrowotne, m.in. zniekształcenia kości i obniżenie sprawności układu odpornościowego. Praca prof. Carlberga rzuca nowe światło na ewolucyjne mechanizmy, które doprowadziły do wykształcenia receptora VDR, umożliwiając przyswajanie witaminy D. Pokazuje także, że to nie proces ewolucji, a zmiany trybu życia i częste migracje są powodem występujących dzisiaj na całym świecie niedoborów witaminy D, które dotykają większość z nas.

KOMENTARZE
news

<December 2022>

MonTueWedThuFriSatSun
30
1
2
VI Wigilia PTSF
2022-12-02 do 2022-12-04
5. Forum Nowoczesnej Diabetologii
2022-12-02 do 2022-12-03
3
4
5
6
Biotech Day on GPW
2022-12-06 do 2022-12-06
7
Beauty Innovations 2022
2022-12-07 do 2022-12-08
8
MEDmeetsTECH
2022-12-08 do 2022-12-08
10
11
12
POLISH TELEHEALTH ALLIANCE 2022
2022-12-12 do 2022-12-12
13
WEBINAR | Kosmetyki koszerne
2022-12-13 do 2022-12-13
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
Newsletter