A heavy metal ökológiája, avagy miért van több svéd metálzenekar, mint görög?

Tudna nekem valaki egy déli, melegebb éghajlatú országból származó metál banda nevét mondani, hol vannak a jó kis olasz, vagy görög thrash metált játszó zenekarai? És különben mi közöm van ehhez a témához, és hogy kerülhet egy evolúciós oldalra egy zenei ilyen kérdés, egy ilyen téma? Hmmm, jó kis kérdések, próbáljuk meg megválaszolni őket, és valahogy bele tuszkolni a blogomba.

Mesénk természetesen a múlt ködéből bontakozik ki, az embert a környezetéhez az élő- és élettelenhez történő adaptációk alakították, az egyik ilyen tulajdonságunk központi szerepet játszott az egymás mellett élésben, pontosítva: kerültük a beteg egyedeket, társainkat, de főleg a fertőzést hordozó idegeneket. Pszichológiai mechanizmusok léteznek az agyunkban, amelyek igyekeznek minket távol tartani a fertőzéseket okozó élőlényektől, vagy tárgyaktól, és ezek a távoltartó modulok bizony meghatározzák az idegenekkel szembeni tartózkodásunkat, az individualizmusainkat, a személyiségünket vagy éppen a demokratikus elveinket, kire mikor hogyan szavazunk a választások során. A parazita stressz-elmélet szerint csak a családunkat, a közeli ismerőseinket engedjük fizikai közelségbe hozzánk, hiszen velük együtt élünk, azonosak a parazitáink, míg a kívülállókat, az idegeneket nagyon nehezen fogadjuk be csoportunkba, gyakran nem is engedjük közel magunkhoz, a betegségeivel együtt maradjon csak távol tőlünk. Az elmélet alapján, a világnak azon helyein, ahol sokféle parazita él, ott az emberek kerülik az idegeneket, gyakran ellenségesek velük, csak a közvetlen ismerősökkel, családtagokkal tartják a kontaktust, velük beszélgetnek. Az elmélet további előrejelzése szerint azokon a helyeken, ahol nagyobb eséllyel kapunk el valamilyen fertőző betegséget, ott bizony az emberek kevésbé nyitottak nemcsak mások felé, de a különféle tapasztalatok, új élmények felé is. Óvatosabbak, nem keresik a világ megváltó terveket, megoldásokat, kevésbé kíváncsiak, és nem térnek el az általuk felállított normáktól. Ezeket a kapcsolatokat az utóbbi években szépen ki is mutatták.

Mi köze ennek a heavy metálhoz, a bandák elterjedtségéhez?

A metálzene eredetileg a 60-70-es évektől fejlődött a keményebb rockzenéből, ahonnan a gitárok és a dobok hangsúlyos szerepét megtartotta, a zene a szöveg mindig is provokatív volt, a háború, az erőszak ellen, a drogok és az alkohol mellett, gyakran pedig kultikus, misztikus témákat járt körül. Ahogy telt múlt az idő egyre több alfajtára tagolódott, thrash metál, power metál, death metál csak hogy néhányat említsünk meg. A metál zenét kedvelőket gyakran kívülállóként, deviánsként titulálják, gyakran a metál zenészeket, és a fanokat is alkohollal, drogokkal, lázadással antiszociálisként címezi a nagy közönség, az átlagemberek. Olyan mintha fertőző betegek lennének, és pontosan erről van szó.

A www.metal-archives.com adatait felhasználva 20000 együttest, 44 országból, elemezve és ezt összevetve az országokat sújtó fertőző betegségekkel a fentiek alapján megfogalmazódott összefüggést kapták a kutatók, azaz a délebbre elhelyezkedő, melegebb átlag hőmérsékletű országokban, ahol emiatt több a fertőz betegség, ott az emberek kevésbé toleránsak az átlagtól eltérő viselkedésektől, nem szeretik a kívülállókat, és a metál zenét sem nagyon túlzottan, és így kevesebb a banda is. Természetesen más faktorok is szerepet kaphatnak ebben, de olyan szép ez az elképzelés, hogy nem is igazán piszkálom meg az ellenvetéseket.

Vajon ahogy egyre melegebb lesz a Földön, sok állatfaj kipusztulása mellett a metálbandák is eltűnnek?

• Farid Pazhooh, Karlos Luna: Ecology of Musical Preference: the Relationship Between Pathogen Prevalence and the Number and Intensity of Metal Bands Evolutionary Psychological Science 17 February 2018

Néhány szó az egerekről

Az utóbbi néhány hétben vezető tudományos hírek szenzációja volt a különféle rákos betegségekből meggyógyuló egerek esete, ahol az egerek immunrendszerét stimulálva, azok természetes úton győzedelmeskedtek a betegségek felett. Hurrá, megvan, megnyertük a több évtizedes küzdelmet, megvan minden betegségek gyógyszere. Vagy mégsem? Mi a probléma a kutatás alapját adó egerekkel?

Vizsgáljuk meg egy picit evolúciós keretek között, hogy mennyire hasonlóak hozzánk ezek a pici rágcsálók, mennyire adnak előrejelzést, iránymutatást az emberi alkalmazások felé. Nagyon fontos kérdések ezek, mert az élettani, viselkedésbeli vizsgálataink zömét egereken teszteljük, rajtuk kezdjük el, de igazi, átfogó vizsgálat még nem készült arról, hogy ami az egereknél működött, az hogyan vált be az emberi alkalmazásokban, hiába is kerestem összefoglalót erről a témáról.

Törzsfejlődéstanilag közeli rokonaink, élettani folyamataink nagy részében is azonosak vagyunk, és nem elhanyagolható az sem, hogy könnyen és gyorsan szaporodnak laboratóriumokban, ideálisak ezekre a kísérletekre. A genomunk nagy százaléka is szoros egyezést mutat, bár a mai tudomány alapján ez nem mond sokat a két faj hasonlóságáról. Könnyedén előállíthatóak speciális egerek, gének kiütésével, megváltoztatásával, és ezek eredményeképpen speciális egereken vizsgálhatóak a betegségek, viselkedési zavarok. Gyakran azonban az egerek válasza egy adott hatásra nagyon eltérő lehet tőlünk emberektől az endosztatin nevezetű rák ellen is bevetett szer nagyon hatékony az egereknél, sokféle rákot gyógyít, míg nálunk nagyon korlátozott hatékonyságú. A rákkutatásban nagyon kevés gyógyszerjelölt jut el a klinikai fázis után a tényleges alkalmazásig, és javarészt a nem megfelelő állatmodellek alkalmazása áll a háttérben. Ismerünk rengeteg karcinogén vegyületet, amelyek az egereknél rákot okoz, az embernél teljesen veszélytelen és vice versa.

A legnyilvánvalóbb, szembetűnőbb különbség a nagyságbeli, az ember 2500x nagyobb az egereknél. A termet a fizikai nagyság alapvetően meghatározza a környezettel történő kapcsolatokat, az élelemszerzéshez, a ragadozók előli menekülési módokat, a lehetséges párválasztási metódusokat. A testi nagysággal arányosak az anyagcsere folyamatok, így a 30g-os egérke 7x gyorsabban dolgozz fel tápanyagokat, mint az ember a maga 70 kg-val. 

A különbségek anatómiai, élettani és biokémiai szinteken is megjelenek, az egereknek aktívabb szervei a vese és máj, kevésbé aktívak a csontjaik, több barna típusú zsírt raktároznak, ezt elsősorban a hőtermelésre használják, mint mi emberek. A sejtszinten nem csak a mitokondriumaink számában térünk el egymástól, de például a sejtmembránok másféle zsírsavakat tartalmaznak, az egerekében több például a DHA. A sejtjeik több reaktív oxigén, gyököket termelnek nálunk. Az élet történetünk, az élet folyamunk is alapvetően eltérő, a nőstény egerek már 6-8 hetes életkorukban ivarérettek, 20 napig vemhesek, és 5-8 utódnak adnak egyszerre életet. A laborban tartott kísérleti egerek még korábban érik el ezt a kort és több utódot ellenek meg. 3-4 évig élnek, a vad egerek érdekes módon csupán 1 évet élnek meg, ezután elpusztulnak. Habár az egerek is mindenevők, a vadonban elsősorban gabonaszemeken és a kalászon táplálkoznak, ez a nagy metsző fogaikon is látszik, ezekkel nehezebb egy jó adag steaket elfogyasztani. Velünk ellentétben C-vitamint képesek a szervezetükön belül előállítani, és az eltérő életmódunk miatt ők másféle mérgekkel találkoztak a törzsfejlődésük során, ezért tőlünk eltérően másféle méregtelenítő enzimjeik működnek. Ez a toxikológiai egéralapú vizsgálatok előre jelezhetőségét, az emberre történő alkalmazhatóságát, alapvetően megkérdőjelezi.

 Tovább bonyolítja a helyzetet az, hogy a beleinkben élő mikrobák, amik, akik aktívan részt vállalnak a méregtelenítéseben, gyógyszereket is bontanak, szintén különböző összetételűek bennünk emberekben és az egerekben. Az egerek a szabadban éjszakai életmódot folytatnak, és zömében az orrukra támaszkodnak a környezetük feltérképezésében. Ezt a kiinduló fajt változtatták meg, hogy a labor körülmények között jól tartható, szelíd, nappal is aktív fajtát hozzanak létre. Olyan új fajtákat is létrehoztak, amiknél kifejezetten a rákos megbetegedéseket vizsgálják, de ezek mind a vad fajtáktól, mind pedig az embertől különböznek, a rákos betegségek pedig a kifejlődésükben, megjelenésükben, a gócok eredetében is eltérőek egymástól.

A labor állatok nagy százaléka egyébként rákos betegségben pusztul el, míg a vadon élő társaikkal ragadozók végeznek, vagy éhen halnak, megfagynak.

Az említett kutatásokban az immunrendszert aktiválják, és ez pusztítja el az egerekben az elfajult sejteket, azonban az egerek törzsfejlődésük során egészen más betegségekkel, bacikkal küzdöttek, mint mi emberek, ezért az immunrendszerük is erre van élesítve, eltérően az emberekétől. A gazda-patogén-mikrobiome hármas folyamatosan alakítja egymást és az immunrendszer ennek a hármasnak a lenyomata. Nagyon sokat köszönhettünk az egereknek az immunrendszer feltérképezésében, az MHC gének felfedésében, de nagyok a különbségek, az immunbetegségeik semmit nem mondanak, nem átválthatok az ember hasonló rendelleneségeihez, immunbetegségeihez képest. A genetikai hasonlóságok mellett hangsúlyos eltérések is megjelenek, a génhálózataink azonos számú géneket tartalmaznak, ezek azonban nagyon eltérő módon kapcsolódnak össze, másféle hálózatokat létrehozva ezáltal. Ezek a hálózatok a környezetükkel másféleképpen veszik fel a kapcsolatot, máshogy reagálnak, és a betegségeket is eltérő módon kezelik. Szisztematikus összehasonlító vizsgálatokra lenne szükség, hogy pontosan képesek legyünk megmondani, hogy mire is használhatjuk ezeket a kis jószágokat.

 A régóta fennálló kétségek ellenére a kutatások továbbra is egerek közreműködésével folynak, legfeljebb a cikkek végén egy félmondatban megjegyzik, hogy további kísérletek szükségesek ahhoz, hogy az embernél, az emberre is alkalmazni lehessen ezt, azt.

Két pici megjegyzés még kikívánkozik belőlem a rákos megbetegedésekkel kapcsolatban. Miért nem a megelőzésbe fektettünk ekkora energiákat, pénzt, miért nem azt kutatjuk, hogy egyes természeti népeknél, törzseknél, vagy állatfajtáknál nem találni nyomát a ráknak, és ennek vajon mi lehet ennek az oka?

A másik felvetésem is hipotetikus, a Volvo autóval, annak biztonságosságával szoros párhuzamot vonhattunk. Sok éven keresztül ez volt a világ legbiztonságosabb autója, de vajon a vevők, akik ezt jól tudták, mire használták ezt a tudásukat. Gyorsabban mentek veszélyesebb útszakaszokon, hiszen egy nagyon biztonságos autóban ültek, nem eshet semmi bajuk. Nagyobb sebesség, több baleset lett az eredménye a biztonság növelésének.

Most, hogy a híradások szerint közeleg a rák elleni hatékony szerek kifejlesztése, mire használjuk ezt a tudásunkat?

Felhasznált irodalom:

Kolata G. Hope in the lab: a special report. A cautious awe greets drugs that eradicate tumors in mice. The New York Times. New York, 3 May 1998.

Waterston RH, Lindblad-Toh K, Birney E. et al. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520–62. [PubMed]

Fox JG, Barthold SW, Davisson MT, editors. , et al. (Eds.) The Mouse in Biomedical Research. Amsterdam: Elsevier, 2007.

Kerbel RS. What is the optimal rodent model for anti-tumor drug testing? Cancer Metastasis Rev 1999;17:301–4. [PubMed]

Adams DJ. The Valley of Death in anticancer drug development: a reassessment. Trends Pharmacol Sci 2012;33:173–80. [PMC free article] [PubMed]

Anisimov VN, Ukraintseva SV, Yashin AI. Cancer in rodents: does it tell us about cancer in humans? Nat Rev Cancer 2005;5:807–19. [PubMed]

Elsea SH, Lucas RE. The mousetrap: what we can learn when the mouse model does not mimic the human disease. Ilar J 2002;43:66–79. [PubMed]

Springer MS, Murphy WJ. Mammalian evolution and biomedicine: new views from phylogeny. Biol Rev Camb Philos Soc 2007;82:375–92. [PubMed]

Bonner JT. Why Size Matters. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2006.

White CR, Seymour RS. Allometric scaling of mammalian metabolism. J Exp Biol 2005;208:1611–9. [PubMed]

Hulbert AJ. The links between membrane composition, metabolic rate and lifespan. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 2008;150:196–203. [PubMed]

Berry RJ, Bronson FH. Life history and bioeconomy of the house mouse. Biol Rev Camb Philos Soc 1992;67:519–50. [PubMed]

Phelan JP, Rose MR. Why dietary restriction substantially increases longevity in animal models but won’t in humans. Age Res Rev 2005;4:339–50. [PubMed]

Martignoni M, Groothuis GM, de Kanter R. Species differences between mouse, rat, dog, monkey and human CYP-mediated drug metabolism, inhibition and induction. Expert Opin Drug Metab Toxicol 2006;2:875–94. [PubMed]

Olson H, Betton G, Robinson D. et al. Concordance of the toxicity of pharmaceuticals in humans and in animals. Regul Toxicol Pharmacol 2000;32:56–67. [PubMed]

Nguyen TL, Vieira-Silva S, Liston A. et al. How informative is the mouse for human gut microbiota research? Dis Model Mech 2015;8:1–16. [PMC free article] [PubMed]

Mestas J, Hughes CC. Of mice and not men: differences between mouse and human immunology. J Immunol 2004;172:2731–8. [PubMed]

Rangarajan A, Weinberg RA. Comparative biology of mouse versus human cells: modelling human cancer in mice. Nat Rev Cancer 2003;3:952–9. [PubMed]

 Frese KK, Tuveson DA. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer 2007;7:645–58. [PubMed]

 Bolker J. Model organisms: there's more to life than rats and flies. Nature 2012;491:31–3. [PubMed]

 Khanna R, Burrows SR. Human immunology: a case for the ascent of non-furry immunology. Immunol Cell Biol 2011;89:330–1. [PubMed]

 Bailey M, Christoforidou Z, Lewis MC. The evolutionary basis for differences between the immune systems of man, mouse, pig and ruminants. Vet Immunol Immunopathol 2013;152:13–9. [PubMed]

Goh KI, Cusick ME, Valle D. et al. The human disease network. Proc Natl Acad Sci U S A 2007;104:8685–90. [PMC free article] [PubMed]

Kraja AT, Province MA, Huang P. et al. Trends in metabolic syndrome and gene networks in human and rodent models. Endocr Metab Immune Disord Drug Target 2008;8:198–207. [PubMed]

Ioannidis JP. Extrapolating from animals to humans. Sci Transl Med 2012;4:151ps15. [PubMed]

 Landis SC, Amara SG, Asadullah K. et al. A call for transparent reporting to optimize the predictive value of preclinical research. Nature 2012;490:187–91. [PMC free article] [PubMed]

Young NS. Mouse medicine and human biology. Semin Hematol 2013;50:88–91 [PubMed]