Waarom is het menselijk lichaam zo slecht gebouwd, behalve de lever?

Neem de nieren. Zodra je volwassen bent, beginnen ze langzaam achteruit te gaan. Je kunt ze beschadigen met zaken die niet direct gevaarlijk lijken, zoals het innemen van te veel vitamine D of ibuprofen tijdens uitdroging. Significante schade leidt doorgaans tot littekenweefsel en een permanente vermindering van de functie. Of neem het tandvlees. Als je te hard poetst of niet genoeg flost, kan het terugtrekken, om nooit meer terug te keren. Het grootste deel van het lichaam werkt zo.

Maar de lever. Mijn vrienden, de lever! Als deze beschadigd raakt, geneest hij meestal zonder littekens. Naarmate je ouder wordt, behoudt hij doorgaans bijna zijn volledige kracht. Je kunt de helft van je lever aan iemand anders geven en hij groeit binnen enkele maanden terug naar volledige grootte en functie. Ik zou graag degene willen vinden die de lever heeft ontworpen, om diegene een volledig lichaam voor me te laten maken.

Behalve dat ik een theorie heb: het is goed dat het grootste deel van het lichaam fragiele troep is. Het zou zelfs beter zijn als sommige delen van het lichaam kwetsbaarder waren.

Voorbeelden van een gebrekkig ontwerp

Er zijn diverse manieren waarop het lichaam slecht ontworpen lijkt:

• Menopauze: We worstelen nog steeds om de moderne tijd te verzoenen met het korte menselijke reproductieve interval. Wist je dat de menopauze bijna onbekend is buiten de mens? Zelfs andere grote mensapen blijven bijna hun hele leven vruchtbaar. De enige bekende uitzonderingen zijn (1) orka's, (2) grienden, (3) beluga's, (4) valse orka's, (5) narwallen en (6) één specifieke populatie chimpansees in Oeganda.
• Blessures: Als je been eraf wordt gehakt, is het weg. Je lichaam probeert littekenweefsel over de wond te groeien en daarna ben je op jezelf aangewezen. Maar als je het pootje van een salamander afhakt, groeit er een nieuwe poot. Is dat niet de logische actie? Waarom doen wij dat niet?
• Telomeren: De uiteinden van je chromosomen hebben een kleine repetitieve sequentie genaamd een telomeer. Wanneer cellen zich delen, probeert het lichaam het DNA te kopiëren, maar het DNA-polymerase kan niet helemaal tot het einde kopiëren, waardoor de telomeren langzaam korter worden. Na 50-70 delingen zijn de telomeren op, stoppen de cellen met delen en houden ze langzaam op met werken. Dit is een van de vele tikkende klokken van veroudering.
• Transplantaties: Als je een nieuwe nier nodig hebt en iemand is vriendelijk genoeg om er een te geven, reageert je lichaam door deze te willen doden. Dit betekent dat je de rest van je leven verschrikkelijke immunosuppressiva moet slikken. Zelfs dan is er een kans van 30% dat de nier binnen 10 jaar wordt afgestoten. Dit is niet behulpzaam.
• Diabetes: Op een dag kan je immuunsysteem besluiten je alvleesklier aan te vallen. Na een tijdje stopt je alvleesklier met het produceren van insuline. Tenzij je je hele leven heroriënteert op het beheersen van je bloedsuikerspiegel, zullen je ogen, nieren, zenuwen en hart constant schade accumuleren. Je immuunsysteem zou je alvleesklier niet moeten aanvallen.
• Hersenen: Na het bereiken van de volwassenheid delen neuronen zich niet meer. Als sommige van je neuronen sterven — wat dagelijks gebeurt — dan zijn ze weg. Bij een hersenletsel zullen andere neuronen proberen "om het letsel heen te leren", maar de neuronen zelf worden nooit vervangen.
• Afvalstoffen: Alle cellen bouwen na verloop van tijd diverse "rommel" op. Terwijl ze delen, wordt deze rommel verdund. Maar sommige cellen (neuronen, diverse cellen in de ogen) delen nooit, waardoor de hoeveelheid rommel (bijv. lipofuscine) alleen maar toeneemt. Dit is een andere tikkende klok.
• Bloed: Je vlees heeft bloed nodig, dat het lichaam via bloedvaten levert. Na verloop van tijd kunnen deze verstopt raken met plaque. De juiste actie in deze situatie is het aanmaken van nieuwe bloedvaten. Je lichaam weet hoe dat moet, maar standaard houdt het hoge niveaus aan van diverse remmers (angiostatine, endostatine, THBS1) die je cellen vertellen dit niet te doen. Als je hart of hersenen verstoken blijven van bloed, probeert je lichaam deze remming ongedaan te maken, maar het proces is traag en onhandig en kan alleen minuscule bloedvaten produceren.

Wat is hier aan de hand?

Zoals altijd in de biologie is het juiste antwoord: veel, het is ingewikkeld. Maar ik denk dat er een gemeenschappelijke rode draad is.

Het duidelijkste voorbeeld is waarschijnlijk het korter worden van de telomeren naarmate je ouder wordt. Op het eerste gezicht zou je kunnen vragen: waarom bestaat dit probleem überhaupt? Bacteriën — omdat ze geen idioten zijn — hebben circulair DNA, dat geen uiteinden of telomeren heeft. Eukaryoten zoals wij zijn geëvolueerd uit bacteriën. Wie heeft besloten circulair DNA te vervangen door lineair DNA?

Of je zou kunnen vragen: waarom verlengt het lichaam de telomeren niet? Nou, dat doet het eigenlijk wel! We hebben een enzym dat specifiek voor dat doel is ontworpen, genaamd telomerase. Maar na de embryonale ontwikkeling vindt het lichaam het niet meer de moeite waard om het te gebruiken, behalve in stamcellen, voortplantingscellen en bepaalde delen van het immuunsysteem. Waarom?

De reden waarom we lineair DNA hebben in plaats van circulair DNA is omstreden. (Zie voetnoot 1). Maar goed, als het lichaam de telomeren wilde verlengen, zou het dat gemakkelijk kunnen doen. Je cellen hebben al DNA om telomerase te maken. Ze gebruiken het gewoon niet. In plaats daarvan laten ze de telomeren korter worden tot ze stoppen met delen en werken. Waarom?

Omdat...

...

Kanker.

(Dat is het antwoord op de vraag in de titel van dit artikel: het menselijk lichaam is zo gebrekkig, behalve de lever, vanwege kanker. Zoals we zullen zien, is dit antwoord slechts gedeeltelijk correct, en zelfs dan alleen met enkele kanttekeningen. Maar wat verwacht je anders van biologie?)

Het korter worden van de telomeren is geen fout. Het is een bewuste ontwerpkeuze. Vaak gebeurt het volgende in je lichaam:

1. Sommige cellen krijgen een mutatie waardoor ze te snel beginnen te reproduceren.
2. Je immuunsysteem besluit dat ze verdacht zijn en doodt ze.
3. Je bent oké. 👍

Maar soms gebeurt dit:

1. Sommige cellen krijgen een mutatie waardoor ze te snel beginnen te reproduceren.
2. Ze groeien een tijdje, maar stoppen dan (om ingewikkelde redenen) met in aantal toe te nemen.
3. Ze zitten echter niet stil; ze reproduceren en sterven constant, veel sneller dan normale cellen.
4. Uiteindelijk ontwikkelen ze een andere mutatie waardoor ze de blokkade kunnen overwinnen die hen verhinderde te groeien.
5. Dit gaat een tijd door, waarbij de cellen geleidelijk meer van de mutaties verwerven die ze nodig hebben om een grote omvang te bereiken.
6. Maar wacht! Door al deze reproductie raken de gemuteerde cellen op een gegeven moment door hun telomeren heen en kunnen ze zich niet meer reproduceren.
7. Ha! Krijg dit, gemuteerde cellen! 👍

Om duidelijk te zijn, dit gebeurt ook soms:

1. (Stappen 1-6 hierboven)
2. Op een gegeven moment ontdekken de gemuteerde cellen hoe ze telomerase weer kunnen inschakelen.
3. Dit verlengt hun telomeren, waardoor ze zich onbeperkt kunnen reproduceren.
4. Ze stoppen om andere redenen met groeien (👍), of je gebruikt onze moderne technologische beschaving om ze te doden/verwijderen (👍), of ze groeien zo langzaam dat iets anders je eerst doodt (🤌), of er is een minder wenselijk resultaat (👎).

(Voor biologen die verontwaardigd zijn over deze beschrijving: ik heb een voetnoot geschreven die ik je smeek te lezen voordat je tegen me schreeuwt. Zie voetnoot 4).

Het hebben van telomeren die slijten is goed, omdat het kanker vertraagt. Het is ook slecht, omdat het betekent dat ons lichaam langzaam stopt met werken. Evolutie besloot dat het goede opwoog tegen het slechte, en ik verwacht dat evolutie gelijk had.

Verschillende andere manieren waarop het menselijk lichaam "gebrekkig" is, kunnen op dezelfde manier worden uitgelegd. Waarom kun je je been niet opnieuw laten groeien als het eraf is gehakt? Nou, dat zou vereisen dat al je cellen een knop "snelle groeimodus starten" hebben, met een externe trigger. In zekere zin zou dat vereisen dat je lichaam je cellen in een staat laat verkeren die dichter bij kanker ligt. Dat niet doen is goed, omdat het kanker vertraagt, en slecht, omdat je geen nieuw been kunt groeien. Evolutie vindt die afweging blijkbaar niet de moeite waard, en opnieuw neem ik aan dat evolutie gelijk heeft.

Fragiele nieren werken veel hetzelfde. We zouden nieren kunnen hebben die harder hun best doen om zichzelf te herstellen. Dat is waarschijnlijk biologisch mogelijk. Maar het zou waarschijnlijk betekenen dat er meer nierkanker voorkomt. Betoogbaar is de vraag niet: "Waarom zijn de nieren zo fragiele troep?", maar eerder: "Waarom is de lever zo vreemd regeneratief?"

Waarom is de lever zo vreemd regeneratief?

Voor die vraag zijn er twee standaardantwoorden.

Antwoord #1: De lever heeft een zwaar werkveld. Hij bevindt zich direct stroomafwaarts van de darmen. Als je gifstoffen, bacteriële producten, virussen of parasieten eet, ziet de lever deze in hoge concentraties voordat de rest van het lichaam dat doet. Niet alleen dat, het is de taak van de lever om zaken te ontgiften, en ontgiftingschemie is vaak zelfbeschadigend: de lever breekt giftige stoffen af tot nóg giftigere stoffen, en gaat vervolgens recursief met die stoffen om. De lever raakt constant beschadigd als onderdeel van zijn functiebeschrijving, dus moet hij kunnen regenereren. Evolutie heeft hem zo ontworpen en hij betaalt simpelweg de "kankertaks".

Antwoord #2: De lever is niet ongewoon. Je huid kan wonden overleven. En je darmen kunnen blootstelling aan spijsverteringsenzymen, gal en bacteriën overleven. De oppervlaktelagen van beide worden constant vernieuwd. En kijk aan: zowel huidkanker als colorectale kanker komen zeer veel voor.

Aan de andere kant van het spectrum reproduceren neuronen en hartspiercellen zich na de kindertijd niet meer. Als ze sterven, zijn ze weg. Als gevolg hiervan is "hartkanker" bijna ongehoord. (De term "hartkanker" klinkt bijna ongrammaticaal). Braincancer bestaat wel, maar dit bevindt zich essentieel altijd in andere typen hersencellen, niet in neuronen.

We kunnen verschillende delen van het lichaam dus zien als het maken van verschillende afwegingen tussen regeneratie en kankerrisico:

Orgaan	Regeneratie	Kankerrisico
Hart	Laag	Zeer laag
Hersenen	Laag	Laag (behalve in niet-neuronen)
Nieren	Laag	Gemiddeld
Lever	Hoog	Hoog
Huid	Hoog	Hoog
Darmen	Hoog	Hoog

Op het eerste gezicht lijkt dit een leuk verhaaltje: evolutie betaalt de kankertaks voor organen die contact hebben met de omgeving, omdat het daar een harde wereld is. En hij betaalt de fragiliteitstaks voor organen die weggestopt kunnen worden, zodat regeneratie minder noodzakelijk is.

Laten we dat formaliseren als een theorie.

Theorie:

• Meer regeneratie impliceert meer kankerrisico.
• Evolutie stemt organen die in contact komen met de omgeving af op meer regeneratie en meer kanker. Organen die dat niet doen, worden tegenovergesteld afgestemd.

Natuurlijk is het niet zo simpel.

Complexiteiten

Een probleem met de bovenstaande theorie is dat het niet duidelijk is of regeneratie altijd een optie is. De huid en darmen zijn vrij homogeen. De lever kan worden benaderd als een grote klomp herhaalde functionele eenheden. Als je de helft van je lever weggeeft, worden die functionele eenheden groter, waardoor je lever teruggroeit naar bijna volledige grootte en functie.

Maar andere organen zijn sterk "gestructureerd". Je neuronen zijn een complex circuit dat al je herinneringen en aangeleerde gedragingen codeert. Als neuronen zouden reproduceren, zou dat circuit instabiel kunnen worden.

Je hart is ook sterk gestructureerd. En zelfs als je hart opnieuw zou kunnen groeien, zou je niet lang genoeg overleven als je de helft ervan zou verliezen. (Probeer niet de helft van je hart te doneren). In principe is het zeker fysiek mogelijk om een hart te ontwerpen waarbij je de helft kunt verwijderen en het nog steeds genoeg bloed pompt om je in leven te houden terwijl het teruggroeit. Maar evolutie heeft dat ofwel niet ontdekt, of dacht dat het de moeite niet waard was. In elk geval is hoge regeneratie bij het huidige hartontwerp geen optie.

Het is dus niet zo simpel als evolutie die kiest om de kankertaks te betalen voor sommige organen en de fragiliteitstaks voor andere. Sommige organen moeten een stabiele, complexe structuur behouden om te kunnen functioneren, wat betekent dat er misschien niet veel aan een regeneratie/kanker-knop te draaien valt.

Gereviseerde theorie:

• Meer regeneratie impliceert meer kankerrisico.
• Evolutie stemt organen die in contact komen met de omgeving af op meer regeneratie en meer kanker. Organen die dat niet doen, worden tegenovergesteld afgestemd.
• Voor sterk gestructureerde organen is regeneratie mogelijk geen optie.

Dat is prima, maar er zijn verschillende organen die ik niet in de bovenstaande tabel heb opgenomen. Kijk bijvoorbeeld naar dit: de longen zijn het slechtst van alle mogelijke werelden, met een lage regeneratie en een hoog kankerrisico. Voor zover ik kan zien, is dit een gevolg van het fysieke feit dat gasdiffusie traag is. Om dit op te lossen, hebben je longen een delicate fractale geometrie die ongeveer 100 vierkante meter oppervlakte in een volume van ongeveer 5 liter propt. Dat is indrukwekkend, maar het maakt regeneratie moeilijk. Tegelijkertijd moeten de longen interface maken met allerlei willekeurige gifstoffen en pathogenen in de lucht, wat veel manieren oplevert voor mutaties.

Gereviseerde theorie v2:

• Meer regeneratie impliceert meer kankerrisico.
• Evolutie stemt organen die in contact komen met de omgeving af op meer regeneratie en meer kanker. Organen die dat niet doen, worden tegenovergesteld afgestemd.
• Voor sterk gestructureerde organen is regeneratie mogelijk geen optie.
• En als sterk gestructureerde organen in contact komen met de omgeving, blijft het kankerrisico hoog.

En nu, dames en heren, de stomme alvleesklier: oppervlakkig gezien lijkt deze minder uitzonderlijk dan de longen, met een redelijk lage regeneratie en een louter gemiddeld kankerrisico. Maar de alvleesklier is problematischer voor onze theorie, omdat dat gemiddelde kankerrisico bestaat ondanks dat hij niet is blootgesteld aan de buitenwereld. Biologisch gezien lijken de redenen waarom de alvleesklier soms kanker ontwikkelt begrepen, hoewel ze complex zijn. Maar voor zover ik kan zien, is er geen overtuigende verklaring voor waarom de alvleesklier zo is ontworpen. Is het een evolutionair toeval? Is er een andere subtiele afweging? Het is onduidelijk.

Gereviseerde theorie v3:

• Meer regeneratie impliceert meer kankerrisico.
• Evolutie stemt organen die in contact komen met de omgeving af op meer regeneratie en meer kanker. Organen die dat niet doen, worden tegenovergesteld afgestemd.
• Voor sterk gestructureerde organen is regeneratie mogelijk geen optie.
• En als sterk gestructureerde organen in contact komen met de omgeving, blijft het kankerrisico hoog.
• En de alvleesklier is raar.

Maar we moeten nog de eindbaas tegemoet, het vreemdste orgaan van allemaal.

De dunne darm

Slecht nieuws voor onze theorie, goed nieuws voor jou als biologisch organisme. De dunne darm heeft wel contact met de omgeving en vervangt alle oppervlaktecellen elke paar dagen. Toch ontwikkelt hij zeer zelden kanker. Dat is ondanks het feit dat hij vrij gelijkaardig is aan de kankergevoelige dikke darm. Het is ook ondanks het feit dat de "dunne" darm ongeveer 90% van het oppervlak van het spijsverteringskanaal beslaat. Hoe kan dat?

Biologisch gezien lijkt de belangrijkste verklaring te zijn dat de dunne darm een ingenieuze verdedigingsstrategie gebruikt. Mijn nieuwe favoriete onderdeel van het lichaam: terwijl de oppervlaktcellen van de dunne darm voortdurend worden vervangen, reproduceren ze zelf niet. In plaats daarvan produceren zorgvuldig beschermde stamcellen, weggestopt in de valleien tussen de darmvlokken (villi), langzaam "transit-amplificerende cellen". Deze transit-amplificerende cellen delen 4-6 keer terwijl ze naar het oppervlak migreren, waarbij elke cel uiteindelijk 16-64 rijpe epitheelcellen oplevert. Deze doen een paar dagen hun werk als epitheelcel, terwijl ze samen met hun soortgenoten van de bodem naar de top van de darmvlok glijden. Wanneer ze de top bereiken, worden ze in de spijsverteringsstroom geworpen om te sterven. Dus, zelfs als er ergens een mutatie optreedt, maakt dat niet echt uit, omdat de cellen sowieso op een lopende band naar de dood zitten.

Slim, toch? Het blijkt dat de echte held niet de lever is, maar de dunne darm. (De dunne darm gebruikt ook een paar andere trucs: de oppervlaktecellen zijn geprogrammeerd om zelfmoord te plegen als ze zelfs maar een beetje beschadigd zijn; het immuunsysteem is afgestemd om alles te doden wat er vreemd uitziet; en hij herbergt enorme hoeveelheden ontgiftende enzymen. Maar de villi lijken het echt unieke stuk te zijn).

Dit is een enorme uitdaging voor onze theorie. Niet alleen heeft de dunne darm een lage kankergevoeligheid en hoge regeneratie, hij heeft een lage kankergevoeligheid vanwege de hoge regeneratie. Als de dunne darm dat kan, waarom kan de rest van het lichaam dat dan niet?

Een antwoord is dat het enorm veel energie kost. Je darmen stoten elke dag ongeveer 40 miljard epitheelcellen af, wat neerkomt op ongeveer 1/3 kg weefsel per week. Net als de hersenen verbruiken je darmen ongeveer 20% van de totale energie, ondanks dat ze slechts ongeveer 2% van de lichaamsmassa uitmaken. Evolutie wil dat niet overal doen, omdat evolutie niet wil dat je doodhongert.

Er is dus niet alleen een afweging tussen regeneratie en kanker. Er is een drievoudige afweging tussen regeneratie, kanker en energieverbruik.

Maar zelfs als energie geen probleem was, zouden andere organen de strategie van de dunne darm niet gemakkelijk kunnen kopiëren. De dikke darm is in veel opzichten vergelijkbaar met de dunne darm, maar de dikke darm heeft geen villi. Hij moet plat zijn, omdat de taak van de dikke darm is om water te extraheren. Als er overal villi zouden hangen, zouden ze worden afgescheurd door het vaste afval. De dikke darm herbergt bovendien veel meer bacteriën die giftige bijproducten produceren, wat betekent dat de cellen van de dikke darm moeten zijn afgestemd om schade te weerstaan, in plaats van zelfmoord te plegen. Dit betekent ook dat het immuunsysteem meer ontspannen moet zijn over het doden van vreemde entiteiten. Dus hoewel de dikke darm de epitheelcellen ook vervangt (iets langzamer), komt kanker nog steeds veel voor.

(Of stel je voor dat je huid bedekt was met kleine, fragiele villi. Je zou er geweldig uitzien, maar ze zouden constant worden afgescheurd. Als je dat werkend zou willen maken, zou je de villi sterker en meer weggooibaar moeten maken, en... dan hebben we zojuist vacht uitgevonden).

Gereviseerde theorie v4 (definitief):

• Meer regeneratie impliceert meer kankerrisico.
• Evolutie stemt organen die in contact komen met de omgeving af op meer regeneratie en meer kanker. Organen die dat niet doen, worden tegenovergesteld afgestemd.
• Voor sterk gestructureerde organen is regeneratie mogelijk geen optie.
• En als sterk gestructureerde organen in contact komen met de omgeving, blijft het kankerrisico hoog.
• En de alvleesklier is raar.
• En eigenlijk is het niet alleen een afweging tussen regeneratie en kanker, het is een drievoudige afweging tussen regeneratie, kanker en energieverbruik, waarbij verschillende delen van die ruimte wel of niet beschikbaar zijn, afhankelijk van de taak die een orgaan moet uitvoeren.

Een afweging tussen kanker en fragiliteit verklaart dus zeker niet alles. Maar het verklaart sommige dingen, enigszins, een beetje. In de biologie is dat eigenlijk best goed.

Is dit erg?

We hebben diverse manieren besproken waarop het lichaam gebrekkig lijkt. Laten we die opnieuw bekijken en vragen of de juiste afweging wordt gemaakt voor de moderne wereld.

Blessures Je huid is gekalibreerd voor constante wonden, die de meeste van ons tegenwoordig niet meer krijgen. Dit laat veel herstelpaden onbenut die kunnen worden gekaapt door huidkanker. Op dezelfde manier is je beenmerg gekalibreerd om te kunnen herstellen van catastrofaal bloedverlies. Tegenwoordig ervaren we minder catastrofaal bloedverlies en hebben we bloedtransfusies, maar al die generatieve capaciteit is er nog steeds om te worden gebruikt door leukemie en lymfoom. En welk voordeel er ook was aan het opnieuw laten groeien van een ledemaat, dat is waarschijnlijk lager tegenwoordig, nu we minder vaak ledematen verliezen. Mijn beste gok: Het zou beter zijn als het lichaam minder hard zou proberen te herstellen van blessures.

Hersenen Lijden moderne mensen minder hersenletsel dan onze evolutionaire voorouders? Dat is moeilijk met zekerheid te zeggen, want hersenen zijn zacht weefsel. Maar het fossielenarchief van mensachtigen uit het boven-paleolithicum suggereert dat tussen de 2% en 34% schedelfracturen leden, meer dan moderne mensen. Je zou dus kunnen denken dat het beter zou zijn als de hersenen meer waren afgestemd op fragiliteit dan op kanker. Maar hersenletsel komt nog steeds vaak voor. Ongeveer 1/3 van de mensen ervaart op enig moment in hun leven een hersenschudding, omdat we graag met hoge snelheid in auto's rijden, gevaarlijke sporten beoefenen en overleven tot op hoge leeftijd waar trappen en badkamers een risico vormen. Ook zijn de hersenen, om wat voor reden dan ook, al vrij sterk afgestemd op fragiliteit. Mijn beste gok: Misschien is de huidige afweging ongeveer juist?

Telomeren Zou het lichaam de telomeren moeten verlengen? Enerzijds is de kans groter dat we overleven tot leeftijden waarop dit daadwerkelijk een probleem is. Anderzijds is de kans ook groter dat we overleven tot leeftijden waarop kanker een gevaar is, en dat is precies waar het niet verlengen van telomeren een voordeel is. Mijn beste gok: Misschien is de huidige afweging ongeveer juist?

Livers Het lijkt erop dat de lever zo regeneratief is omdat dat nodig was. Voorouders van de mens hadden constant te maken met parasieten, bacteriën en rottend voedsel. Toen ik dit essay begon te schrijven, dacht ik dat dit betekende dat de lever "over-gespecificeerd" was voor de moderne wereld. Tegenwoordig hebben we koelkasten, voedselinspecteurs en pasteurisatie. Ons leven is veel minder zwaar en bevat minder gifstoffen dan dat van onze voorouders. Ik dacht dus dat het, indien gekalibreerd voor de moderne omgeving, beter zou zijn als de lever iets fragieler was, maar ook marginaal minder gevoelig voor kanker.

Maar... het is niet duidelijk of dit actually waar is. Leverfalen blijft tegenwoordig extreem algemeen. Hoewel we veel minder gifstoffen binnenkrijgen, eten we diëten die leiden tot metabole dysfunctie, we consumeren tonnen alcohol, en velen van ons leven in dichtbevolkte omstandigheden waar hepatitis zich gemakkelijk kan verspreiden. We hebben ook een grotere kans om een leeftijd te bereiken waarop leverfalen een probleem is. Mijn beste gok: Onduidelijk. We moeten stoppen met dingen te doen die leverfalen veroorzaken.

Menopauze Waarom hebben mensen een menopauze, in tegenstelling tot bijna alle andere zoogdieren? De meest gangbare theorie is de "grootmoederhypothese". Het algemene idee is dat voortplanten risicovoller wordt naarmate je ouder wordt. Voor de meeste dieren maakt evolutie dat niet uit, want het doel van evolutie is niet om jou gelukkig te maken, maar om de reproductieve fitheid te maximaliseren. Dus: probeer maar te reproduceren en laat de dobbelstenen maar rollen. Maar zelfs na de reproductieve fase kunnen mensen helpen bij het overleven van hun genen door middelen te verschaffen aan hun nakomelingen. Voor mensen besloot evolutie dus de voortplanting uit te schakelen, zodat je meer tijd met je kleinkinderen kunt doorbrengen.

In het bijzonder wordt er theoretisch gesteld dat voortdurende cycli van oestrogenen schade toebrengen aan de eierstokken, de baarmoeder en de borsten. De menopauze stopt dit, wat de kans op kanker in deze organen kan verkleinen. Het is een leuke theorie. Maar opnieuw:

• Menopauze: mensen, orka's, grienden, beluga's, valse orka's, narwallen en één groep chimpansees in Oeganda.
• Geen menopauze: alles overig, inclusief olifanten, andere walvissen, leeuwen, paarden, zebra's, honden, ratten, wolven, vogels, reptielen, amfibieën en vissen.

Sommige hiervan is logisch. In tegenstelling tot tandwalvissen zijn blauwe en bultruggen grotendeels solitair of leven ze in losse groepen. Muizen passen niet op hun kleinkinderen. Maar wat dert over olifanten? Of hyena's? Of bonobo's? Of orang-oetans? Of leeuwen? Of potvissen? Al deze dieren hebben sociale organisaties waarbij vrouwtjes bijdragen aan het overleven van hun nakomelingen, en toch hebben ze geen menopauze.

Hoe dan ook, is de menopauze de juiste afweging voor de moderne tijd? Dat is moeilijk te zeggen. Enerzijds leven moderne mensen veel langer, wat betekent dat de marginale kosten van kanker hoger zijn. Anderzijds willen mensen op oudere leeftijd vaker reproduceren, wat betekent dat de menopauze een hogere kost heeft (zowel voor "evolutie" als voor "ons"). Ook begon een voorouderlijke vrouw in haar late tiens met menstrueren en onderging ze waarschijnlijk veel zwangerschappen, elk gevolgd door jarenlange perioden van borstvoeding (wat de menstruatie onderdrukt). Een gemiddelde moderne vrouw ervaart 3 tot 5 keer zoveel menstruatiecycli. Het is erg verwarrend. Mijn beste gok: Geen idee.

Cel-afval / diabetes / transplantaties Voor zover ik kan zien, zijn deze zaken grotendeels niet gerelateerd aan deze specifieke afweging.

Samenvatting (TLDR)

Kanker is slecht omdat kanker slecht is. Kanker is ook slecht omdat evolutie gruwelijke realpolitieke compromissen heeft gesloten in het ontwerp van elk deel van het lichaam om kanker in toom te houden. Als we in een universum zouden leven waar kanker onmogelijk was, zouden we niet alleen geen kanker krijgen, maar zouden onze lichamen ook enorm regeneratiever en duurzamer zijn.

In zekere zin doet kanker je pijn, zelfs als je geen kanker krijgt, omdat je lichaam gedwongen werd om kostbare preventieve maatregelen te nemen. (Zelfs als de barbaren nooit over je stadsmuur komen, moest je de muur nog steeds bouwen). Zelfs als we kanker suatu dag volledig verslaan, zal de erfenis ervan voortleven in onze genen totdat we onszelf opnieuw ontwerpen. Weg met kanker.

***

Voetnoten

1. Sommigen denken dat lineair DNA gemakkelijker te kopiëren is. Anderen denken dat lineair DNA per ongeluk is ontstaan, maar dat dit overleefbaar was omdat we toevallig retrotransposonen hadden (stukjes DNA die kleine machines bouwen om nieuwe kopieën van hun DNA te maken en in het genoom te plaatsen). Na de breuk in het circulaire chromosoom begonnen die machines kopieën van hun DNA aan het uiteinde te plaatsen, wat de breuk overleefbaar maakte. Deze retrotransposonen werden later telomerase.
2. Dit is teleologisch; laten we dat niet tussen ons in laten komen.
3. Dit kan gebeuren omdat je immuunsysteem ze bevat. Of omdat zuurstof en voedingsstoffen niet kunnen diffunderen in de klomp gemuteerde cellen. Of omdat ze stuiten op een barrière van verschillende celtypen die ze niet kunnen overtreffen. Of om andere redenen.
4. Hallo biologen! Je denkt misschien: "Nou, eigenlijk schakelt 90% van de kankers telomerase weer in; duidelijk helpen telomeren niet zoveel." Dat is ongeveer wat de "Dynomight Bioloog" dacht tijdens het reviewen van dit bericht. Het is waar dat telomeren die slijten geen wondermiddel zijn. Maar dat is een taalkundig feit. Je lichaam heeft overal gemuteerde cellen, waarvan de meeste je nooit zullen schaden. We hadden alle gemuteerde cellen als "kanker" kunnen definiëren, met subcategorieën "laag risico" en "significant risico". Dan zouden telomeren geweldig lijken, omdat het moeilijk is voor cellen om van "laag risico" naar "hoog risico" te gaan zonder telomerase in te schakelen. Dat is moeilijk via blinde, willekeurige mutatie. We hebben "kanker" echter gedefinieerd als "gemuteerde cellen die een significant risico vormen voor de gezondheid". De "kanker"-categorie sluit de meeste cellen uit die telomerase niet inschakelen, omdat telomeerverkorting een goede (hoewel lekke) barrière is. Alleen omdat Vikingen soms door je stadsmuur komen, betekent niet dat een stadsmuur het niet waard is om te hebben.
5. De precieze redenen waarom salamanders ledematen kunnen regenereren en de meeste soorten niet, zijn onduidelijk. Je zou kunnen speculeren dat salamanders vaker ledematen verliezen, waardoor het voor hen meer waard is om de "kankertaks" te betalen. Of dat kanker minder een probleem is vanwege hun korte levensduur.
6. Dode hartspiercellen worden vervangen door littekenweefsel. Dode neuronen worden vervangen door een "hersenlitteken" gemaakt van gliacellen.
7. Het risico op schildklierkanker is moeilijk te beoordelen, omdat het veel voorkomt maar een zeer laag sterftecijfer heeft.
8. Je zou de lever niet onmogelijk regeneratief willen maken, maar er zijn verschillende "knoppen" die kunnen worden afgestemd. De lever zou bijvoorbeeld kunnen worden ontworpen om langzamer te regenereren, met zorgvuldiger "proofreading" en striktere celcyclus-controles. Leverletsel zou dan langer duren om te genezen, maar zou resulteren in minder gemuteerde cellen.