چرا بدن ما نمی تواند خودش ویتامین C فراوری کند؟
به گزارش ایران عکس، ویتامین C یا اسید اسکوربیک (Ascorbic Acid) یکی از حیاتی ترین مواد مغذی برای بقای انسان است که نقش کلیدی در کلاژن سازی، عملکرد سیستم ایمنی و خنثی سازی رادیکال های آزاد دارد. با این حال، برخلاف بیشتر پستانداران که این ماده را به طور اتوماتیک در کبد یا کلیه های خود می سازند، بدن انسان قادر به فراوری ویتامین C نیست. این نقص ژنتیکی که میلیون ها سال پیش در اجداد مشترک ما و میمون های انسان نما اتفاق افتاده، ما را به شدت به منابع غذایی وابسته نموده است.
در این مقاله ، ما از ابعاد مختلف ژنتیکی، تکاملی و تاریخی به این سوال پاسخ می دهیم که چرا بدن انسان فراوری ویتامین C را متوقف کرد و این موضوع چه تاثیری بر مسیر تمدن ما داشته است.
01
ژن GLO؛ فسیل زنده ای در دی ان ای ما
علت اصلی ناتوانی ما در فراوری این ویتامین، وجود یک نقص در ژنی به نام ال گلونولاکتون اکسیداز (L-gulonolactone oxidase) است که به اختصار ژن GLO نامیده می گردد. در بدن بیشتر جانوران، این ژن مسئول فراوری آنزیمی است که گلوکز را در مراحل پایانی به ویتامین C تبدیل می نماید. در انسان ها، این ژن هنوز وجود دارد اما به یک شبه ژن (Pseudogene) تبدیل شده است؛ یعنی توالی آن بر اثر جهش های ژنتیکی قدیمی تخریب شده و دیگر کار نمی نماید. دانشمندان تخمین می زنند که این جهش حدود 60 تا 70 میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. این یعنی ما طرح اولیه کارخانه فراوری ویتامین را در سلول هایمان داریم، اما دستگاه اصلی آن از کار افتاده است.
02
تئوری صرفه جویی در انرژی و انتخاب طبیعی
از منظر زیست شناسی تکاملی (Evolutionary Biology)، طبیعت هیچ ویژگی را بی فایده حذف نمی نماید. فرضیه غالب این است که اجداد ما در آن دوران در محیط هایی زندگی می کردند که مملو از میوه های تازه و منابع غنی ویتامین C بود. وقتی یک موجود زنده اندازه زیادی از یک ماده را از محیط دریافت می نماید، فراوری داخلی آن به صرفه نیست. فرایند تبدیل قند به ویتامین C انرژی بر است و حذف این مرحله به بدن اجازه داد تا انرژی خود را صرف عملنمودهای حیاتی تر کند. در واقع، این یک معامله مالی در سطح سلولی بود؛ صرفه جویی در هزینه فراوری در ازای وابستگی به محیط بیرون. تا زمانی که میوه در دسترس بود، این جهش مسئله ای ایجاد نمی کرد.
03
مقایسه شگفت انگیز؛ ما در کنار خوکچه های هندی
شاید تعجب کنید اگر بدانید که سگ ها، گربه ها و حتی بیشتر خزندگان به راحتی ویتامین C می سازند. برای مثال، یک بز کوهی معمولی روزانه حدود 13 هزار میلی گرم ویتامین C در بدن خود فراوری می نماید که این اندازه در زمان استرس یا بیماری چندین برابر می گردد. در میان پستانداران، تنها تعداد معدودی مانند انسان، میمون های بزرگ (Great Apes)، خوکچه های هندی (Guinea Pigs) و نوعی خفاش میوه خوار این توانایی را از دست داده اند. به همین علت است که در آزمایش های مربوط به این ویتامین، دانشمندان نمی توانند از موش ها استفاده نمایند (چون موش ها خودشان ویتامین می سازند) و مجبورند به سراغ خوکچه های هندی بروند که سیستم بدنی شان از این نظر مشابه ماست.
04
اسکوربوت؛ کابوس دریانوردان در تاریخ
ناتوانی بدن در فراوری ویتامین C منجر به یکی از ترسناک ترین بیماری های تاریخ یعنی اسکوربوت (Scurvy) شد. در قرون 16 تا 18 میلادی، بیش از دو میلیون دریانورد به علت کمبود این ویتامین جان باختند. لثه های آن ها متورم می شد، زخم های قدیمی شان دوباره باز می شد و استخوان هایشان به معنای واقعی کلمه از هم می پاشید. این اتفاق به این علت رخ می داد که بدون ویتامین C، بدن نمی تواند کلاژن (Collagen) بسازد؛ پروتئینی که مانند چسب بافت های بدن را کنار هم نگه می دارد. تا مدت ها تصور می شد این بیماری ناشی از هوای بد دریا یا کثیفی کشتی هاست و هیچ کس باور نمی کرد که نبود یک اندازه ناچیز از عصاره لیمو بتواند جان هزاران نفر را نجات دهد.
05
بازتاب در رسانه ها؛ از دزدان دریایی تا سینما
در بسیاری از فیلم های کلاسیک هالیوودی درباره دزدان دریایی، شخصیت هایی با دندان های ریخته و چهره های رنجور نمایش داده می شوند که در واقع نماد قربانیان اسکوربوت هستند. در انیمیشن ها و فیلم های مدرن تر، اغلب به شکلی طنزآمیز به میل شدید دریانوردان به لیمو اشاره می گردد. برای مثال در سریال های تاریخی مانند تابو (Taboo) یا فیلم استاد و فرمانده (Master and Commander)، به خوبی به اهمیت منابع غذایی حاوی این ویتامین در سفرهای طولانی پرداخته شده است. این آثار به خوبی نشان می دهند که چگونه یک نقص کوچک در کبد انسان، مسیر اکتشافات جغرافیایی و قدرت های دریایی دنیا را تحت تاثیر قرار داد.
06
سوءبرداشت های علمی؛ آیا دوز بالا همیشه بهتر است؟
یکی از بزرگ ترین جنجال های علمی پیرامون این موضوع به وسیله لاینوس پاولینگ (Linus Pauling)، برنده دو جایزه نوبل، ایجاد شد. او معتقد بود چون بدن ما قادر به فراوری ویتامین C نیست و حیوانات دیگر مقادیر بسیار زیادی از آن را فراوری می نمایند، ما هم باید روزانه دوزهای فوق سنگین (Megadoses) مصرف کنیم تا از سرماخوردگی و حتی سرطان پیشگیری کنیم. اما تحقیقات بعدی نشان داد که بدن انسان دارای یک آستانه جذب است و مقادیر اضافی را به سادگی به وسیله ادرار دفع می نماید. این ایده پاولینگ که دهه ها بر فرهنگ عمومی سایه انداخته بود، اکنون به عنوان یک خطای علمی محترمانه شناخته می گردد.
07
ارتباط با روانپزشکی و سلامت روان
کمبود ویتامین C تنها بر جسم تاثیر نمی گذارد. جالب است بدانید که یکی از اولین نشانه های ناتوانی بدن در تامین این ویتامین، بروز خستگی مفرط، تحریک پذیری و افسردگی است. مغز یکی از ارگان هایی است که بیشترین تمرکز ویتامین C را در خود دارد. این ماده به عنوان کوفاکتور در فراوری انتقال دهنده های عصبی مانند نوراپی نفرین (Norepinephrine) و سروتونین (Serotonin) عمل می نماید. بنابراین، جهش ژنتیکی GLO به طور غیرمستقیم باعث شده که سلامت روان انسان ها به رژیم غذایی شان گره بخورد؛ موضوعی که امروزه در روانپزشکی تغذیه ای به شدت مورد مطالعه قرار می گیرد.
08
تکنولوژی بازیافت؛ مکانیزم هوشمندانه بدن انسان
بدن انسان برای جبران ناتوانی در فراوری ویتامین C، یک سیستم بازیافت شگفت انگیز ایجاد نموده است. گلبول های قرمز خون ما دارای پروتئین های خاصی هستند که ویتامین C اکسید شده (Dehydroascorbate) را دوباره جذب نموده و آن را به شکل فعال ویتامین C تبدیل می نمایند. این توانایی بازیافت در حیواناتی که خودشان ویتامین C می سازند دیده نمی گردد. در واقع، تکامل به جای تعمیر کارخانه از کار افتاده، یک سیستم مدیریت پسماند بسیار کارآمد طراحی نموده تا ما بتوانیم با کمترین دوزهای دریافتی از غذا، بیشترین زمان ممکن را زنده بمانیم.
09
تفاوت سنتتیک و طبیعی؛ یک باور غلط
بسیاری تصور می نمایند ویتامین C که در آزمایشگاه ساخته می گردد با نوع موجود در پرتقال فرق دارد. اما از نظر شیمیایی، هر دو دقیقاً یک مولکول هستند: اسید ال اسکوربیک. بدن انسان نمی تواند تشخیص دهد که این مولکول از یک درخت چیده شده یا در یک راکتور شیمیایی فراوری شده است. تفاوت اصلی در همراهی مواد مغذی دیگر مانند فلاونوئیدها (Flavonoids) در میوه هاست که جذب آن را بهبود می بخشند. این ناتوانی فراوری، باعث شده تا امروزه یکی از بزرگ ترین صنایع فراوری مکمل در دنیا شکل بگیرد که سالانه میلیاردها دلار عایدی دارد.
10
تاثیر بر سیاست و استعمار
جالب است بدانید که ناتوانی بدن در فراوری ویتامین C حتی بر نقشه سیاسی دنیا تاثیر گذاشته است. بریتانیا با کشف اینکه مصرف آب لیمو می تواند مانع اسکوربوت گردد، توانست فزونی دریایی خود را حفظ کند. سربازان بریتانیایی به علت مصرف زیاد لیمو ترش به لایمیز (Limeys) معروف شدند. در واقع، دسترسی به منابع ویتامین C به یکی از ابزارهای استراتژیک در جنگ ها و سفرهای اکتشافی تبدیل شد. کشورهایی که ناوگان شان به علت اسکوربوت از پا در می آمد، رقابت استعماری را به کسانی واگذار کردند که زودتر به اهمیت این ریزمغذی پی برده بودند.
11
چرا بدن ما دوباره این ژن را فعال نکرد؟
این پرسش مطرح می گردد که چرا در طول هزاران سال و در دوران قحطی، انتخاب طبیعی دوباره ژن GLO را فعال نکرد؟ پاسخ در پیچیدگی جهش های ژنتیکی است. وقتی یک ژن تخریب می گردد و انباشتی از جهش های مختلف در آن رخ می دهد، احتمال بازگشت تصادفی آن به حالت اولیه تقریباً صفر است. علاوه بر این، انسان ها با یادگیری فنون نگهداری غذا و تنوع بخشیدن به رژیم غذایی خود، فشار تکاملی برای بازگشت این توانایی را از بین بردند. ما به جای تغییر ژنتیکی، محیط پیرامون خود را تغییر دادیم تا این نقص را جبران کنیم.
12
آینده؛ آیا می توانیم فراوری ویتامین C را برگردانیم؟
با پیشرفت های اخیر در مهندسی ژنتیک و تکنولوژی کریسپر (CRISPR)، بعضی دانشمندان به شوخی یا جدی درباره امکان فعال سازی مجدد ژن GLO در انسان صحبت می نمایند. اگرچه این کار در حال حاضر غیرضروری و از نظر اخلاقی چالش برانگیز به نظر می رسد، اما از نظر تئوری ممکن است روزی بتوانیم بدن خود را دوباره به یک فراورینماینده ویتامین C تبدیل کنیم. این موضوع می تواند برای فضانوردانی که قصد سفرهای طولانی مدت به مریخ را دارند و به منابع تازه دسترسی ندارند، یک مزیت حیاتی باشد.
نتیجه گیری؛ نقص ژنتیکی که ما را انسان کرد
در نهایت، ناتوانی بدن ما در فراوری ویتامین C داستانی طولانی از تصادف های ژنتیکی، سازگاری های تکاملی و نبوغ انسانی برای بقا است. این موضوع به ما یادآوری می نماید که چقدر پیوند ما با طبیعت و رژیم غذایی مان عمیق و گسست ناپذیر است. آنچه به عنوان یک نقص بزرگ آغاز شد، منجر به درک بهتر ما از بیوشیمی بدن و حتی شکل گیری بخش هایی از تاریخ مدرن شد. امروزه ما با یک رژیم غذایی متعادل به سادگی این احتیاج را رفع می کنیم، اما همیشه باید به خاطر داشته باشیم که در درون سلول های ما، فسیلی از یک کارخانه قدیمی وجود دارد که میلیون ها سال پیش تعطیل شده است.
درک این موضوع که چرا بدن ما این توانایی را از دست داده، فراتر از یک دانستنی علمی ساده است؛ این پنجره ای به سوی درک تاریخچه تکاملی و احتیاجهای بیولوژیکی ماست که همچنان بر نحوه زندگی، تغذیه و سلامت ما اثر می گذارد.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
بیش از دو دهه در زمینه سلامت، پزشکی، روان شناسی و جنبه های فرهنگی و اجتماعی آن ها می نویسد و کوشش می نماید دانش را ساده اما دقیق منتقل کند.
پزشکی دانشی پویا و همیشه در حال تغییر است؛ بنابراین، محتوای این نوشته جایگزین ویزیت یا تشخیص پزشک نیست.
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران