В результате при повышенном уровне репродуктивной конкуренции оптимальный уровень противораковой защиты оказался довольно низким. В ситуации, когда «победителю достается все» то есть размножается только самый успешный индивид, модель предсказала экстремальное снижение уровня противораковой защиты организма в результате эволюции. Противораковая защита оправдывала себя лишь в сценариях с низким уровнем смертности по внешним причинам (не связанным с болезнью организма), а также низким влиянием каких-либо конкурентных преимуществ на репродуктивный успех (в противоположность сценарию «победителю достается все», то есть размножаются все, кто может).
Многие черты появились в ходе эволюции вследствие того, что они напрямую повышают вероятность размножения, либо потому, что попросту являются предпочтительными для противоположного пола. Данный механизм называют половым отбором, и такие черты включают крупный размер и различные украшения, например рога. Половой отбор зачастую благоволит чертам, которые порой требуют высокого уровня пролиферации для создания определенных вторичных половых признаков и привлекательных для противоположного пола украшений. Эта потребность в быстрой клеточной пролиферации может привести к повышенной восприимчивости к раку (например, раку оленьих рогов, который я рассмотрю в следующей главе). Такие черты, как быстрая пролиферация клеток, безалаберное восстановление ДНК, а также более благоприятные условия для зачатия и/или имплантации эмбриона, могут обеспечить организму репродуктивное преимущество, за которое, однако, придется расплачиваться повышенным риском рака.
Эта связь между репродуктивной конкуренцией и раком может проявляться через такие механизмы, как ген KISS1. Любопытно, что этот ген участвует и во многих других процессах, связанных с репродуктивной функцией, включая производство лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, играющих важнейшую роль в женском репродуктивном цикле.
Эти наблюдения демонстрируют нам, что порой за крупный размер, фертильность и привлекательность организмам приходится расплачиваться повышенной предрасположенностью к раку. Разумеется, это не означает, что повышенный риск рака делает индивидов более привлекательными для противоположного пола и повышает их фертильность речь идет лишь о том, что ради приобретения этих признаков организму порой приходится жертвовать дополнительной восприимчивостью к болезни.
Мы все живем с предраковыми образованиями
Имплантация плаценты в стенку матки один из примеров важнейшей функции, для реализации которой требуется толерантность к инвазивному поведению, характерному для раковых клеток. Как мы уже видели, многие потенциально повышающие приспособленность организма функции и виды клеточной деятельности вроде механизма заживления ран могут быть связаны и с другими характерными для рака явлениями, такими как быстрая пролиферация, миграция клеток и образования новых кровеносных сосудов. Часть рисков развития рака стала следствием компромисса для приобретения признаков, которые позволили нам нормально развиваться, выживать и размножаться.
РАК ЭТО ТА ЦЕНА, КОТОРУЮ НАМ ПРИШЛОСЬ ЗАПЛАТИТЬ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭВОЛЮЦИИ РАДИ ТОГО, ЧТОБЫ БЫТЬ БОЛЕЕ КРУПНЫМИ, ЗДОРОВЫМИ И ФЕРТИЛЬНЫМИ.
Эти компромиссы между подавлением рака и чертами, повышающими приспособленность организма, проявляются на протяжении всей жизни. Наш организм до определенной степени терпимо относится к клеткам, ведущим себя как раковые, чтобы реализовать все необходимые ему функции. Таким образом, с возрастом в организме накапливаются предраковые образования. Как мы уже видели, появления пары мутаций недостаточно, чтобы клетка тут же стала раковой. Такие клетки могут продолжить вести себя нормально, как здоровые, выполняющие свою работу во благо всего организма.
Даже если и не умираем от рака, мы практически наверняка умираем с раком по крайней мере, с предраковыми образованиями.
Большинство мужчин умирают с медленно растущими опухолями простаты (но не из-за них). Большинство женщин умирают с опухолями груди, которые не обязательно будут считаться раковыми. Многие умирают с микроскопическими опухолями щитовидной железы. А клетки нашей кожи постоянно приобретают предраковые мутации в результате воздействия солнца, заживления ран и других повседневных воздействий. Мы живем с предраковыми образованиями десятилетиями, как правило, без каких-либо проблем.
В нашем организме образуются опухолеподобные образования, однако, пока они остаются локальными, ему удается удерживать их под строгим контролем благодаря появившимся у нас в ходе эволюции системам подавления рака. Когда же такие опухоли все-таки разрастаются, захватывая соседние ткани и образуя метастазы по всему телу, они могут нас погубить.
Рак это процесс соматической эволюции внутри организма, который способен выдержать весьма большую мутационную нагрузку, продолжая выполнять все свои функции. Мы можем спокойно жить с непрерывно эволюционирующими клетками, не поддаваясь раку.
Наша восприимчивость к раку неразрывно связана с нормальными физиологическими процессами, которые протекают на протяжении всей жизни, причем многие из них способствуют нашему здоровью, стимулируют репродуктивную функцию и защищают от различных угроз. Но что же происходит с нашей восприимчивостью к раку, когда репродуктивный возраст подходит к концу и начинается старость?
ПО МЕРЕ СТАРЕНИЯ ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА НА ОРГАНИЗМ НАЧИНАЕТ ОСЛАБЕВАТЬ. ВСЕ ПОТОМУ, ЧТО НАША СУДЬБА ПОСЛЕ ПРЕОДОЛЕНИЯ РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА УЖЕ, КАК ПРАВИЛО, НЕ ТАК ВАЖНА ДЛЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УСПЕХА ВСЕГО ВИДА.
Иногда люди, используя этот принцип, утверждают, что естественный отбор никак не способствует борьбе с раком после окончания репродуктивного возраста. Это не так. Влияние отбора действительно ослабевает в старости, однако оно не пропадает полностью. Уникальность людей заключается в том, что родители невероятно долго участвуют в жизни своего потомства (наши предки охотники-собиратели, скорее всего, десятилетиями помогали своим детям и внукам после их рождения). Благодаря этому они могут способствовать репродуктивному успеху потомства даже по достижении преклонного возраста. Таким образом, естественный отбор продолжает в той или иной мере способствовать подавлению рака и в старости. Мы изучили этот вопрос с моим коллегой Джоэлом Брауном. С помощью построенной нами математической модели мы обнаружили, что у организмов, которые продолжают помогать потомству долгое время после его рождения (как это происходит у людей), давление отбора в пользу подавления рака может оставаться достаточно высоким даже после окончания репродуктивного возраста, обеспечивая работу механизмов подавления рака и в старости.
Ожидаемая продолжительность жизни в настоящем гораздо выше, чем у древних людей, однако многие из наших предков тоже доживали до старости. Данные по современным обществам охотников-собирателей указывают на то, что в условиях, похожих на те, в которых жили наши предки, человек запросто может прожить больше 70 лет. Столь долгая продолжительность жизни указывает на то, что естественный отбор в пользу механизмов подавления рака у наших предков не отключался полностью после того, как они оставляли потомство. Тем не менее в наши дни мы живем гораздо дольше предков охотников-собирателей и, как результат, чаще сталкиваемся в своей жизни с раком, ведь вероятность преждевременной смерти по каким-то другим причинам, например из-за инфекции или несчастного случая, с тех пор значительно упала.
Современные условия жизни вносят свой вклад в развитие рака
В ходе эволюции человеческий организм научился бороться с раком в условиях, которые кардинально отличались от современного мира. Не было никаких торговых автоматов, эскалаторов, посменной работы, сигарет. Наши системы подавления рака эволюционировали в мире охотников-собирателей, которые ежедневно проходили многие километры, собирая фрукты и овощи или охотясь на животных, забирались на скалы и деревья в поисках пчелиного меда и раскапывали землю, чтобы добыть корнеплоды. Им приходилось много трудиться ради каждой потребленной калории. Это совершенно не похоже на современную жизнь, где мы без труда получаем больше калорий, чем нам требуется, а ходим намного, намного меньше наших предков даже если наши фитнес-трекеры и фиксируют впечатляющее количество проделанных шагов.
В условиях современных удобств, помимо повышенного риска из-за большего количества потребляемых калорий и менее подвижного образа жизни, наша повседневная жизнь связана и с другими внешними факторами, такими как воздействие канцерогенов (прежде всего в сигаретном дыме), повышенный уровень половых гормонов (благодаря хорошему питанию и более частой овуляции у женщин), а также различные нарушения сна (в связи с искусственным освещением, посменным графиком работы и сидением допоздна перед экраном). На протяжении жизни мы подвергаемся множеству различных воздействий и переживаем события, с которыми охотники-собиратели попросту никогда не имели дела и эти изменения произошли слишком быстро, чтобы человеческая популяция могла в результате своей эволюции успеть выработать более эффективные механизмы подавления рака.
САМ ПО СЕБЕ РАК ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ДРЕВНЮЮ БОЛЕЗНЬ, ОДНАКО СОВРЕМЕННЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ УВЕЛИЧИВАЕТ УРОВЕНЬ МУТАЦИЙ ЗА СЧЕТ ВОЗДЕЙСТВИЯ КАНЦЕРОГЕНОВ, ЛИБО ПОПРОСТУ СМЕЩАЯ ШАТКИЙ БАЛАНС НАШЕГО ОРГАНИЗМА В ПОЛЬЗУ БОЛЬШЕЙ КЛЕТОЧНОЙ СВОБОДЫ.
Так, высокий уровень репродуктивных гормонов может ускорить пролиферацию клеток, тем самым снизив качество восстановления ДНК или других процессов в клетках, способствующих профилактике рака. Кроме того, высокая доступность продуктов питания и качественная медицинская помощь значительно удлинили продолжительность жизни по сравнению с нашими древними предками, в результате чего у рака появилось больше времени, чтобы успеть развиться и захватить организм.
Восприимчивость к раку начинается с зачатия, однако многие факторы, оказывающие на нее влияние, появились задолго до встречи наших родителей, до появления людей и даже до появления плацентарных млекопитающих. Она уходит своими корнями в наше древнее эволюционное прошлое, однако это связано и с эволюционной борьбой, происходящей в течение жизни среди клеток нашего организма. Для того чтобы многоклеточный организм нормально функционировал, клетки должны иметь возможность делиться, двигаться и использовать имеющиеся вокруг ресурсы. Проблема в том, что все эти функции вносят свой вклад в нашу восприимчивость к раку. Ослабление механизмов подавления рака может способствовать различным эволюционным преимуществам, таким как более крупное тело или повышенная фертильность. Это приводит нас к парадоксальному заключению, что оптимальный уровень риска развития рака для организма не равен нулю. Если бы мы полностью победили рак, за это пришлось бы заплатить слишком высокую эволюционную цену.