Читать книгу Olej z alg – najzdrowsze źródło kwasów omega-3. Wsparcie układu krążenia, odporności i pracy mózgu - Michael Nehls - Страница 8

Im dalej wstecz spoglądamy, tym bardziej widzimy przyszłość.

Winston Churchill (1874–1965)

…I stała się światłość.

Natomiast nie było wtedy jeszcze na Ziemi nikogo, kto w ogóle mógłby ten fakt zauważyć – i to przez bardzo, bardzo długi czas.

Po tym, gdy siła grawitacji sprawiła, że Słońce zaczęło w ogóle świecić, musiał upłynąć około miliard lat, zanim w oceanach mogły zamieszkać pierwsze mikroorganizmy. A i wtedy Ziemia musiała okrążać słońce przez kolejnych półtora miliona lat, zanim zupełnie nagle, około 540 milionów lat temu na naszej planecie pojawiły się pierwsze wielokomórkowe organizmy z oczami oraz o prymitywnym układzie nerwowym. Były one w stanie nie tylko widzieć, lecz również przetwarzać w mózgu odebrany narządem wzroku obraz.

W ciągu stosunkowo krótkiego okresu, czyli zaledwie około dziesięciu milionów lat, pod względem geologicznym rozwinęły się, można powiedzieć równocześnie, liczne prototypy współczesnych gatunków zwierząt. Ten moment w historii naszej planety określamy jako Eksplozja Kambryjska. Pojęcie kambr wywodzi się od słowa cambria, łacińskiej nazwy miejscowości Wales, gdzie w latach 30. XIX wieku po raz pierwszy odkryto warstwy skamieniałości, które pochodziły właśnie z tej epoki. Skamieniałe dowody rozwoju, jaki miał miejsce w ramach Eksplozji Kambryjskiej, odnaleziono głównie na terenie przełęczy Burgessa, położonej w kanadyjskim paśmie Gór Skalistych. Wiek tych skamieniałości, znanych pod nazwą Łupki z Burgess, datuje się na około 500 milionów lat.

Szybkość, z jaką w ówczesnym okresie rozwijały się nowe i jednocześnie tak różnorodne formy życia, pociąga za sobą decydujące pytanie: dlaczego pojawienie się życia na naszej planecie zajęło aż tak dużo czasu? I przede wszystkim - co umożliwiło powstanie nowych form życia, które wykazywały coraz bardziej złożony układ nerwowy?

Pytania te dotyczą nie tylko przeszłości gatunku ludzkiego, lecz również jego przyszłości.

Zgodnie z powszechnie przyjętą teorią ewolucji różne formy życia powstają w wyniku przypadkowych modyfikacji genomu, czyli tak zwanych mutacji genetycznych. Niekiedy tego rodzaju mutacje okazują się być korzystne dla danych istot żywych, które przykładowo nagle uzyskują zdolność widzenia albo osiągają nieco wyższy poziom inteligencji, przez co mogą lepiej dopasowywać swoje zachowanie do zewnętrznych okoliczności. Organizmy żywe, które wykazują tego rodzaju mutacje mają w porównaniu z organizmami żywymi o niezmienionym kodzie genetycznym większe szanse na przekazanie tak ulepszonego (bo lepiej dopasowanego) materiału genetycznego kolejnym pokoleniom. Opisane zjawisko nazywamy selekcją naturalną: mutacje, które podnoszą jakość materiału genetycznego decydują o przewadze w procesie doboru naturalnego.

Jednak czy zaprezentowany tutaj mechanizm biologiczny wystarcza, aby rozwiązać zagadkę Eksplozji Kambryjskiej? Ostatecznie, zaledwie w przeciągu kilku milionów lat doszło do dramatycznego rozwoju – rozwoju – który kazał na siebie czekać wiele miliardów lat. To z kolei każe nam podejrzewać, że ewolucję naszej zdolności widzenia oraz rozumowania musiało umożliwić coś jeszcze.

Już Karol Darwin, odkrywca praw ewolucji, przypuszczał, że siłą napędową powstania całkowicie nowych form życia nie mogła być wyłącznie interakcja między mutacjami genetycznymi a doborem naturalnym: najbardziej znaczącym zmianom genomu musiały towarzyszyć równie znaczące zmiany w obrębie środowiska. Zadane pytanie powinno zatem brzmieć inaczej: jakie zmiany, które zaszły w naszym naturalnym otoczeniu umożliwiły tak gwałtowny rozwój bogactwa gatunków?

Ze względu na ówczesny skład chemiczny biosfery nasza planeta przez długi czas stanowiła zbyt wrogie miejsce, aby mogły pojawić się na niej złożone formy życia: ponieważ brakowało warstwy ozonowej, promieniowanie słoneczne UV mogło bez jakichkolwiek ograniczeń dziesiątkować wszelkie występujące na powierzchni ziemi organizmy żywe. Jednocześnie, niemalże pozbawione tlenu wody oceanów przesycał dwutlenek węgla oraz trujący siarkowodór, przez co mogły się tam rozwijać jedynie bardzo prymitywne i wytrzymałe formy życia. Dlatego też naukowcy wychodzą z założenia, że przyczyną Eksplozji Kambryjskiej mógł być wzrost stężenia tlenu w oceanach (czemu towarzyszył jednoczesny rozkład dwutlenku węgla, siarkowodoru i wielu innych toksycznych substancji chemicznych), co umożliwiło z kolei rozwój organizmów aerobowych i powstawanie coraz bardziej złożonych form życia, które wykazywały jednocześnie większe zapotrzebowanie na energię. Zauważmy, że ilość energii, którą można pozyskać dzięki oddychaniu tlenowemu, jest niemal dwudziestokrotnie wyższa niż ilość energii pozyskiwanej beztlenowo. Tymczasem to właśnie układ nerwowy potrzebuje wyjątkowo dużo energii, przykładowo nasz mózg – w stosunku do swojej wagi zużywa ponad dziesięciokrotnie więcej energii niż reszta naszego ciała!

Za tak znaczące zmiany w zakresie najważniejszych elementów otoczenia odpowiadały wszystkie te mikroorganizmy, które żyły w wodzie. Zachodzące w nich przemiany metaboliczne przez wiele miliardów lat pozwalały na uwalnianie tlenu jako produktu ubocznego zachodzących w nich reakcji. Chodzi tutaj o cyjanobakterie, które niekiedy określa się błędnie jako niebieskie algi oraz o prawdziwe, najczęściej jednokomórkowe mikroalgi, praformy powstałego później świata roślin (więcej informacji na temat historii jego narodzin znajdziesz w przedostatnim rozdziale tej książki). Takie praformy życia – cyjanobakterie oraz mikroalgi – do dzisiaj stanowią znaczną część roślinnego planktonu i produkują około połowę tlenu, którym oddychamy¹.

Wraz ze wzrostem zawartości tlenu w powietrzu, ewolucja mogła skupić się na znacznie wydajniejszym rodzaju przemiany materii, co ostatecznie umożliwiło też narodzenie inteligentnych form życia. Jednocześnie proces ten doprowadził do wytworzenia się swoistej zależności: mózg to pierwszy narząd, który w dosłownym tego słowa znaczeniu nie może żyć bez powietrza. W celu uświadomienia sobie, że od tego produktu planktonu jesteśmy zależni do dzisiaj, wystarczy raz zatrzymać na dłużej powietrze w płucach.

Jednak mikroalgi uwalniają nie tylko tlen. Te wodne mikroorganizmy produkują jeszcze jedną substancję, która stanowi nieodzowny element budulcowy naszego mózgu: kwas dokozaheksaenowy. W krajach angielskojęzycznych substancję tę określa się jako docosahexaenoic acid. Nazwa ta zapoczątkowała skrót DHA. DHA należy do grupy kwasów tłuszczowych omega-3. Znaczeniem tego kwasu tłuszczowego dla naszego zdrowia psychofizycznego zajmiemy się bardziej szczegółowo w dalszej części tej książki. W tym miejscu wspomnimy jedynie, że bez pochodzącego z mikroalg DHA rozwój naszego zmysłu wzroku – takiego, jaki znamy dzisiaj – nie byłby możliwy. Nasza zdolność widzenia do dzisiaj zależy od produkowanego przez mikroalgi kwasu dokozaheksaenowego. DHA dostarczamy sobie przeważnie poprzez konsumpcję ryb oraz owoców morza, dlatego też kwas ten będziemy określać jako kwas tłuszczowy omega-3 pochodzenia wodnego. Wprawdzie DHA występuje również w mięsie zwierząt lądowych, jednak w znacznie mniejszych ilościach niż ma to miejsce w przypadku mikroalg.

Zdolność widzenia zawdzięczamy komunikacji między komórkami nerwowymi. Do tego, abyśmy mogli zobaczyć otaczający nas świat widzialny, wiązki światła muszą zostać przekształcone w impulsy nerwowe, za co odpowiadają wyspecjalizowane komórki wzrokowe, które znajdują się w siatkówce oka. Jako komórki nerwowe stanowią one część naszego mózgu i specjalizują się w rozpoznawaniu bodźców świetlnych. Receptory, które kryją się w ich zewnętrznej powłoce, czyli tak zwanej błonie komórkowej, odpowiadają za przechwytywanie wiązek światła, co przedstawia rysunek na następnej stronie.

Receptory (sensory) świetlne to białka, które zmieniają swoją strukturę, gdy dotrze do nich fala świetlna o pewnej określonej długości. Do tego, aby taka zmiana struktury receptorów mogła zmienić się w elektryczny impuls nerwowy, czyli innymi słowy, żeby docierające do nas światło naprawdę mogło być odebrane przez mózg, potrzebujemy obecności DHA².

To właśnie dlatego w błonie komórkowej komórek wzrokowych występują duże ilości DHA. Nieprzypadkowo to właśnie w obszarach o wysokim stężeniu DHA ukryte są nasze receptory światła³. DHA odgrywa ogromne znaczenie przy odbieraniu wzrokowych bodźców dotyczących różnych form przestrzennych⁴. Jak udowodniono, żaden inny kwas tłuszczowy, bez względu na to, jak blisko byłby spokrewniony z kwasem dokozaheksaenowym, nie może zastąpić tej jego funkcji⁵. Odebrany przez sensor sygnał świetlny może zostać przekształcony w impuls elektryczny, a następnie przekazany dalej wyłącznie przy pomocy DHA. Właściwość ta sprawia, iż kwas dokozaheksaenowy decyduje o naszej zdolności widzenia⁶.

Niezbitego dowodu dla szczególnej roli DHA dla naszej zdolności widzenia dostarcza nam również sama ewolucja: wszystkie przebadane dotychczas kręgowce, obojętnie czy były to ryby, płazy, gady czy też ssaki, w okolicach receptorów światła wykazują nadzwyczaj wysokie (ponad 50%) stężenie DHA⁷. Wynika stąd, iż od czasów Eksplozji Kambryjskiej i rozwoju naszych przodków żaden inny kwas tłuszczowy nie zdołał zastąpić w tej roli kwasu dokozaheksaenowego i to mimo licznych eksperymentów natury, które miały miejsce przez ponad pół miliarda lat. Wniosek, który posiada ogromne znaczenie kliniczne: dla optymalnego rozwoju zmysłu wzroku niemowlęta potrzebują wystarczających ilości DHA, którego źródłem jest w ich przypadku mleko matki⁸. Oprócz tego dysponujemy też przekonującymi wskazówkami, które mówią nam, że kwasy tłuszczowe pochodzenia wodnego chronią nas przed tak zwaną degeneracją plamki żółtej⁹. Zaburzenia, które stanowi główną przyczynę ciężkiego upośledzenia wzroku, a nawet ślepoty wśród mieszkańców krajów zachodnich w wieku ponad sześćdziesięciu lat.