Эволюция шизофрении - Evolution of schizophrenia

Основная статья: шизофрения

В эволюция шизофрения относится к теории естественный отбор работа в пользу выбора черт, характерных для расстройства. Положительные симптомы - это признаки, которые отсутствуют у здоровых людей, но появляются в результате процесса болезни. К ним относятся зрительные и / или слуховые галлюцинации, заблуждения, паранойя, и серьезные нарушения мышления. Отрицательные симптомы относятся к особенностям, которые обычно присутствуют, но уменьшаются или отсутствуют в результате процесса болезни, в том числе: социальная изоляция, апатия, ангедония, алогия, и поведенческая персеверация. Когнитивные симптомы шизофрении включают нарушения в исполнительные функции, рабочая память обесценение и неспособность поддерживать внимание.[1]

Учитывая большое количество людей поставлен диагноз с шизофренией (почти 1% современного населения) маловероятно, что заболевание возникло исключительно в результате случайных мутаций.[2] Вместо этого считается, что, несмотря на неадаптивный По своей природе шизофрения либо выбиралась на протяжении многих лет, либо существует как селективный побочный продукт.

Гипотезы

Уравновешивание выбора и гипотеза положительного отбора

Гипотеза балансирующего отбора предполагает, что балансирующий отбор, эволюционный механизм, позволил сохранить определенные гены шизофрении. Этот механизм определяется как поддержание нескольких аллелей гена в генофонде популяции, несмотря на давление отбора.[3] Преимущество гетерозиготы, механизм уравновешивающего отбора, заключается в том, что наличие как доминантного, так и рецессивного аллеля для определенного гена позволяет повысить приспособленность индивидуума по сравнению с тем, если бы индивидуум выражал только один тип аллеля.[4] Этот механизм можно увидеть у носителей гена шизофрении, которые экспрессируют как доминантный, так и рецессивный аллель. Эти носители могут проявлять определенные полезные черты, которые позволили бы выбрать ген шизофрении.[3] Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что носитель гена шизофрении может обладать избирательным преимуществом из-за того, что они выражают полезные черты по сравнению с теми, кто не экспрессирует ген шизофрении.[5] Исследования показали, что некоторые из носителей гена шизофрении могут проявлять адаптивные преимущества, такие как снижение частоты вирусных инфекций.[5] Дополнительные полезные черты могут включать более высокий IQ, повышенную креативность и математическое мышление.[3] Из-за наличия этих полезных свойств ген шизофрении не был выбран против и оставался преобладающим в развитии человека на протяжении многих поколений. Хотя идея сбалансированной гипотезы отбора кажется правдоподобной, нет никаких существенных доказательств в поддержку этой гипотезы. В рамках исследований, которые обнаружили положительную корреляцию между конкретными благоприятными характеристиками и геном шизофрении, было протестировано только несколько носителей, а это означает, что нет достаточных доказательств, позволяющих предположить прямую корреляцию между этими благоприятными характеристиками и носителями шизофрении.[5][6] Хотя эта гипотеза еще не подтверждена, полезные черты, которые проявляют эти носители, могут дать разумное объяснение того, почему гены шизофрении не были устранены.[7]

Положительный отбор - еще один механизм, который позволил отобрать гены, способствующие возникновению шизофрении. Положительный отбор - это механизм естественного отбора, при котором полезные черты отбираются и со временем становятся преобладающими в популяции.[8] В исследовании, проведенном с использованием метода максимального правдоподобия на основе филогении (PAML), метода, который использовался для проверки положительного отбора, значительные доказательства положительного отбора были обнаружены в генах, связанных с шизофренией.[9] Примером полезной черты, которая была выбрана путем положительного отбора, является творчество. Три аллельных варианта генов креативности, которые также связаны с шизофренией, включают SLC6A4, TPH1 и DRD2.[9] Высокая степень наследования творческих и когнитивных характеристик этими аллельными вариантами у лиц, страдающих шизофренией, подтверждает доказательства положительного отбора в рамках некоторых генов шизофрении. Дополнительные исследования, проведенные с использованием анализа SNP гена SLC39A8, гена, ассоциированного с шизофренией, показали, что Т-аллель гена был связан со снижением артериального давления и снижением риска гипертонии.[10] Эти полезные черты, связанные с генами шизофрении, являются причиной того, почему эти гены были выбраны для развития человека.[10] Хотя многообещающие доказательства сохраняются, дополнительные доказательства утверждают, что эффект положительного отбора может не играть существенной роли при наличии шизофрении. Исследования, проведенные с использованием FST и методов, основанных на SFS, не смогли найти убедительных сигналов положительного отбора по CGC-типу гена ST8SIA2, другого гена, связанного с шизофренией.[11][требуется полная цитата ]

Гипотеза социального мозга

Социальный мозг относится к высшему познавательный и аффективные системы головного мозга, развивающиеся в результате социальный отбор и служить основой для социального взаимодействия; это основа сложности социальных взаимодействий, на которые способны люди.[12] Механизмы, составляющие социальный мозг, включают эмоциональную обработку, теория разума, самообращение, поиск и рабочая память.[12] У пациентов обнаруживаются дефекты в различных областях социального мозга, такие как неспособность схватывать социальные цели, что служит признаком дефекта в теории психики.[13] Этот дефект может быть вызван быстрым отбором генов, связанных с языком и когнитивными способностями у человека. Эти быстрые эволюционные изменения в некоторых случаях могут препятствовать нормальному развитию социального мозга.[14][15]

Поскольку шизофрения - это прежде всего расстройство сознания, было высказано предположение, что шизофрения существует как нежелательный побочный продукт эволюции префронтальная кора и другие области мозга, составляющие социальный мозг.[13] Под все более избирательным давлением, вызванным все более сложной социальной жизнью, области мозга выросли как средство приспособления и, в свою очередь, породили уязвимые нервные системы.[13] Одна из гипотез предполагает, что эта уязвимость нейронных систем сделала возможными изменения в генах, связанных с социальным мозгом, которые влияют на нейрогенез, миграцию нейронов, ветвление или апоптоз.[16] Хотя неясно, какой из этих факторов вызвал изменения генов, вполне вероятно, что эти изменения внесли свой вклад в дефект в развитии нервной системы, наблюдаемый у пациентов с шизофренией. Вторая гипотеза предполагает, что нарушение в лобных цепях мозга, области, которая в значительной степени составляет социальный мозг, может привести к отсутствию регуляции когнитивного контроля и обработки.[16] Этот дефект регуляции может повысить предрасположенность к социальному расстройству, например, к шизофрении.[16]

Гипотеза социального преимущества

Эта гипотеза относится к поклонению экстрасенсы и провидцы времен ранней цивилизации; галлюцинаторное поведение и бред, вызванные шизофренией, возможно, были сильно потчесаны и позволили человеку получить титул святой или же пророк, поднимая его в социальном спектре и позволяя социальному отбору действовать от имени расстройства.[2] Эта гипотеза не имеет доказательств и не помогает объяснить продолжающееся сохранение шизофрении в современном обществе, где люди с симптомами шизофрении, как правило, не считаются святыми или пророками.[2]

Гипотеза физиологического преимущества

Эта гипотеза утверждает, что шизофреники обладают физиологическим преимуществом в виде устойчивости к болезням или инфекциям, и эта теория нашла основу при таких заболеваниях, как серповидноклеточная анемия.[2] В одном конкретном исследовании НАД, энергоноситель, обнаруженный у животных и дрожжей, способен снижать инфекционность туберкулез при наличии в большом количестве; это делается путем подавления экспрессия гена.[17] Тем не мение, М. туберкулез Было показано, что бактерии способны истощать запасы НАД.[17]

Исследования в кинурениновый путь активация показывает, что М. туберкулез инфекция пути причин рецепторы ниацина в пути, чтобы указать на высокий уровень ниацина, предшественника НАД, который делает de novo синтез НАД из триптофан ненужный. Это изменение создает иллюзию, что уровни НАД адекватны и что преобразование триптофана не требуется.[17] Коэволюция с М. туберкулез привела к попытке преодолеть эту иллюзию различными способами, включая повышение регуляции рецепторов ниацина и повышение регуляции de novo синтез НАД из триптофана по кинурениновому пути.[17]

Было обнаружено, что фермент, участвующий в инициации кинуренинового пути, триптофан-2,3-диоксигеназа (TDO2), активируется во время дефицита ниацина, а также обнаруживается, что его уровни повышены в мозге шизофреников.[17] в вскрытие В ткани головного мозга шизофреников белок для высокоаффинного рецептора ниацина был значительно снижен и, в результате, позволил бы повысить регуляцию мРНК расшифровка рецептора ниацина.[17]

Шаманская гипотеза

Эта гипотеза предполагает, что шизофрения - это рудиментарное поведение, которое когда-то было приспособлено к племенам охоты и собирательства. Подсказки психоза шаманы общаться с духовным миром, что приводит к формированию религиозных мифов. Шаманская теория утверждает, что повсеместное присутствие шаманизма во всех сообществах охотников и собирателей, вероятно, связано с наследственными факторами - теми же наследственными факторами, которые поддерживают распространение шизофрении по всему миру. Одна современная версия теории задействовала эволюционный механизм группового отбора, чтобы объяснить очевидную генетическую специализацию шаманизма.[18]

Гипотеза иммунной системы

Перинатальное воздействие
Было высказано предположение, что острый нейровоспаление во время раннего внутриутробного развития может способствовать патогенезу шизофрении. Риск шизофрении выше среди тех, кто перенес пренатальные материнские вирусные инфекции, такие как грипп, краснуха, корь, и полиомиелит а также бактериальный или репродуктивные инфекции. Мозг очень чувствителен к воздействиям окружающей среды на раннем этапе развития. Факторы, общие для иммунного ответа на различные патогены, являются медиаторами, связывающими общие черты между пренатальной / перинатальной инфекцией и нарушениями развития нервной системы. Одна из гипотез предполагает, что повышенная экспрессия провоспалительные цитокины и другие медиаторы воспаления в отделах матери, плода и новорожденного могут мешать развитию мозга, тем самым увеличивая риск долгосрочной дисфункции мозга в более позднем возрасте.[1]

Повышение провоспалительных цитокинов
Другая гипотеза, пытающаяся объяснить, почему возникает шизофрения, направлена ​​на понимание активации иммунной системы. Активация системы воспалительного ответа, опосредованная цитокинами, может играть ключевую роль в патогенез шизофрении.[19] Данные свидетельствуют о том, что сывороточные уровни IL-2, IL-6, IL-8 и TNF-α значительно повышены у пациентов с хронической устойчивой к лечению шизофренией.[20][21][22] Ядерный фактор-каппа B регулирует экспрессию цитокинов, а повышение уровня NF-κB приводит к увеличению уровня провоспалительных цитокинов [19]

Нейротрофический фактор головного мозга
Люди с шизофренией имеют более низкий уровень нейротрофического фактора головного мозга или BDNF. BDNF отвечает за ускорение пролиферации, регенерации и выживания нейронов. Это также важно для регуляции когнитивной функции, с чем у людей с шизофренией возникают проблемы. Более низкая экспрессия BDNF связана с повышенной экспрессией IL-6 и повышенным уровнем кортизола. Чем больше провоспалительных цитокинов в кровотоке, тем больше снижается продукция BDNF. Это означает, что избыточное количество провоспалительных цитокинов отрицательно влияет на продукцию BDNF. Это, в свою очередь, влияет на наличие и тяжесть психоза у лиц с шизофренией.[23]

Гипотеза самодомашнивания

Теория самодомашнивание утверждает, что во время поздний плейстоцен период, архаичные люди отделился от их гоминид предков и претерпели изменения в поведении, которые привели к сокращению агрессия и увеличение "покорность ”.[24] В результате этой трансформации произошли изменения в биологическом, морфологическом, физиологическом и генетическом развитии человека; приводящие к анатомическим изменениям размера, черепно-лицевой структура и структурные различия мозга, а также изменения в поведении, связанные со снижением уровня гормонов стресса и задержкой созревания надпочечников.[25] Гипотеза самоодомашнивания для эволюции шизофрении отмечает важность нашей самодомашненной эволюции с акцентом на ее вкладе в измененное генетическое развитие шизофрении. нервный гребень и наша расслабленная наша социокультурная ниша. Адаптации, связанные с этими одомашненными изменениями, способствовали появлению сложных когнитивных способностей, включая продвинутое лингвистическое познание.[25]

Гипотеза самодомашнивания предполагает, что шизофрения является результатом гипофункции развития нервного гребня, вызванного отбором на одомашненную «прирученность», и подчеркивает домашние характеристики, которые составляют клинический фенотип шизофрении. Дефициты, связанные с производством и обработкой речи, преобладают как при положительных, так и при отрицательных симптомах шизофрении.[25] Кроме того, пациенты с шизофренией часто демонстрируют более выраженные одомашненные черты на морфологическом, физиологическом и поведенческом уровнях; включая черепно-лицевые аномалии, снижение чувствительности коры головного мозга к стрессу и неорганизованную речь.[25]

Исследование, опубликованное в 2017 году, нацелено на различные гены-кандидаты (FOXD3, RET, SOX9, SOX10, GDNF ) с перекрывающейся функцией в отношении шизофрении, одомашнивания и развития нервного гребня, и было обнаружено, что наибольшее количество выражений областей мозга включает в себя лобная кора, ассоциировать полосатое тело ядро и гиппокамп.[25] Хотя результаты не отражают молекулярные события, которые произошли во время раннего нейронного развития или эволюции, они дают представление о молекулярной сети, которая лежит в основе нарушенных когнитивных и социальных сценариев, которые действуют в шизофреническом мозге, а также предполагают, что самодомашнивание, языковая обработка , и шизофрения имеют тесно переплетенные отношения.[25]

Гипотеза полового отбора

Эта гипотеза основана на предположении Креспи и Бэдкока. импринтированная теория мозга аутизма и психоза, предполагая, что поведенческие черты, связанные с аутизмом и шизофренией, были полезны для индивидуальных репродуктивных, брачных и родительских стратегий; и, следовательно, поддерживались в человеческой популяции через половой отбор.[26] Согласно этой гипотезе, аутичный - и шизотипия -подобные черты существуют как диаметральные противоположности, соединенные в одном спектре нормального познания, и большинство людей демонстрируют умеренную степень одного или обоих типов черт.[27]

Когда спектр черт переплетается с динамикой геномный импринтинг и принципы полового отбора в контексте бипатерских инвестиционных моделей, черты характера действуют как украшения брачного поведения.[26] В то время как аутистические черты характера отбираются на основе их проявления механистического и практического интеллекта для получения ресурсов, указывающих на поддержку долгосрочных отношений, шизотипические черты демонстрируют вербальное и художественное творчество, которое указывает на сильную генетическую пригодность для краткосрочной стратегии спаривания. .[26]

Следовательно, вариативность различных когнитивных характеристик остается адаптивной жизненной, репродуктивной и отцовской стратегиями в соответствии с местными экологическими условиями и личными характеристиками. Хотя гипотеза предполагает, что когнитивные черты не возникают в результате полового отбора и, вероятно, возникли по причинам, не связанным со спариванием, поведенческие эффекты, продиктованные генетическими аутистическими и шизотипическими чертами, остаются разнообразными в окружающей среде и остаются в процессе отбора; только крайние варианты любого из признаков приводят к их соответствующему клиническому состоянию.

Эволюционное преимущество

Творчество - важный инструмент для человеческого развития и выживания. Шизофрения - это больше, чем трагический риск для творческих людей: ее постоянство в генофонде очень важно. Это происходит «из-за общих генетических связей с творчеством». ”Шизотипический мышление часто рассматривается как совместное с творческим мышлением черты, такие как когнитивная гибкость и дивергентное мышление посредством необычных, но значимых ассоциаций. Эти общие черты в сочетании с наблюдаемой наследуемостью обеих конструкций предполагают, что могут существовать генетические факторы, общие как для творчества, так и для шизофрении ».[28] Есть много творческих и известные люди с шизофренией.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Мейер У., Фелдон Дж, Дамманн О (2011). «Шизофрения и аутизм: как общий, так и специфический для расстройства патогенез через перинатальное воспаление?». Педиатрические исследования. 69 (5): 26R – 33R. Дои:10.1203 / PDR.0b013e318212c196. ЧВК  3086802. PMID  21289540.
  2. ^ а б c d Erlenmeyer-Kimling, L .; Парадовски, Уильям (ноябрь – декабрь 1966 г.). «Селекция и шизофрения». Американский натуралист. 100 (916): 651–665. Дои:10.1086/282458.
  3. ^ а б c Чарльзуорт, Д. (2006). «Выбор баланса и его влияние на последовательности в соседней области генома». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  4. ^ Дуриско, Мульсант (2016). «Использование теории эволюции для руководства исследованиями в области психического здоровья». Канадский журнал психиатрии. 61 (3): 159–165. Дои:10.1177/0706743716632517. ЧВК  4813423. PMID  27254091.
  5. ^ а б c Полимени, J (2003). «Эволюционные взгляды на шизофрению». Канадский журнал психиатрии. 48 (1): 34–39. Дои:10.1177/070674370304800107. PMID  12635562.
  6. ^ Готчлинг, Марк; Иримиа, Рамона-Елена (2016). "Таксономическая ревизия Rochefortia Sw. (Ehretiaceae, Boraginales)". Журнал данных о биоразнообразии. 4 (4): e7720. Дои:10.3897 / BDJ.4.e7720. ЧВК  4910500. PMID  27346952.
  7. ^ Перлсон, Г.Д. (2007). «Шизофрения, психиатрическая генетика и дарвиновская психиатрия: эволюционная структура». Бюллетень по шизофрении. 34 (4): 722–733. Дои:10.1093 / schbul / sbm130. ЧВК  2632450. PMID  18033774.
  8. ^ Шаффнер, С. (2008). «Эволюционная адаптация в человеческой родословной». Природное образование: 14.
  9. ^ а б Креспи, Саммерс и Дорус (2007). «Адаптивная эволюция генов, лежащих в основе шизофрении». Ход работы. Биологические науки. 274 (1627): 2801–10. Дои:10.1098 / rspb.2007.0876. ЧВК  2288689. PMID  17785269.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ а б Ли, Мин, Ву, Донг-Донг, Яо, Юн-Ган (2015). «Недавний положительный отбор приводит к расширению несинонимичного варианта риска шизофрении в SLC39A8 у европейцев». Бюллетень по шизофрении. 42 (1): 178–190. Дои:10.1093 / schbul / sbv070. ЧВК  4681542. PMID  26006263.
  11. ^ Фудзито, Сатта, Хане, Мацуи. «Положительный отбор на ген ST8SIA2, связанный с шизофренией, в постледниковой Азии». Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  12. ^ а б Бернс, Джонатан (5 июня 2006 г.). "Социальная гипотеза шизофрении мозга". Мировая психиатрия. 2. 5 (2): 77–81. ЧВК  1525115. PMID  16946939.
  13. ^ а б c Бернс, Джонатан (2004). «Эволюционная теория шизофрении: корковые связи, метарепрезентация и социальный мозг». Поведенческие науки и науки о мозге. 27 (6): 831–855. Дои:10.1017 / с0140525x04000196. PMID  16035403.
  14. ^ Маталон, Д.Х. (2008). «Дивергентные подходы сводятся к дисфункции лобной доли при шизофрении». Американский журнал психиатрии. 165 (8): 944–8. Дои:10.1176 / appi.ajp.2008.08050735. ЧВК  2671635. PMID  18676596.
  15. ^ Нессе, Р. (2002). «Эволюционная биология: фундаментальная наука для психиатрии». Мировая психиатрия: 7–9.
  16. ^ а б c Бернс, Джонатан (2004). «Эволюционная теория шизофрении: корковые связи, метарепрезентация и социальный мозг». Науки о поведении и мозге. 27 (6): 831–55, обсуждение 855–85. Дои:10.1017 / с0140525x04000196. PMID  16035403.
  17. ^ а б c d е ж Миллер, Кристин Л. (2009). «Эволюция шизофрении: модель отбора по инфекции, с акцентом на НАД». Текущий фармацевтический дизайн. 15 (1): 100–109. Дои:10.2174/138161209787185805. PMID  19149605.
  18. ^ Полимени, Дж. Шаманы среди нас: шизофрения, шаманизм и эволюционные истоки религии. EvoEbooks 2012
  19. ^ а б Песня XQ, Лу LX, Ли WQ, Хао YH, Чжао JP (2009). «Взаимодействие ядерного фактора-каппа B и цитокинов связано с шизофренией». Биологическая психиатрия. 65 (6): 481–8. Дои:10.1016 / j.biopsych.2008.10.018. PMID  19058794.
  20. ^ Чжан XY, Цао LY, Сонг C, Wu GY, Chen da C, Qi LY, Kosten TR (2008). «Более низкие уровни цитокинов в сыворотке крови у курильщиков, чем у некурящих с хронической шизофренией при длительном лечении антипсихотиками». Психофармакология. 201 (3): 383–389. Дои:10.1007 / s00213-008-1295-4. PMID  18719893.
  21. ^ Чжан XY, Чжоу Д.Ф., Чжан PY, Wu GY, Cao LY, Shen YC (2002). «Повышенные уровни интерлейкина-2, интерлейкина-6 и интерлейкина-8 в сыворотке крови при шизофрении без нейролептиков: связь с психопатологией». Исследование шизофрении. 57 (2–3): 247–258. Дои:10.1016 / S0920-9964 (01) 00296-1. PMID  12223256.
  22. ^ Ян Чжан X, Фэн Чжоу Д., Юань Цао Л., Ян Чжан П, Ин У Г (2002). «Снижение выработки интерлейкина-2 (IL-2), клеток, секретирующих IL-2, и клеток CD4 + у пациентов с шизофренией, не принимающих лекарства». Журнал психиатрических исследований. 36 (5): 331–336. Дои:10.1016 / S0022-3956 (02) 00023-7. PMID  12127601.
  23. ^ Mondelli V, Cattaneo A, Murri MB, Forti MD, Handley R, Hepgul N, Pariante CM (2011). «Стресс и воспаление снижают экспрессию мозгового нейротрофического фактора при первом эпизоде ​​психоза: путь к уменьшению объема гиппокампа». Журнал клинической психиатрии. 72 (12): 1677–1684. Дои:10.4088 / JCP.10m06745. ЧВК  4082665. PMID  21672499.
  24. ^ Брюне, М. (2007). «О самодомашнивании человека, психиатрии и евгенике». Философия, этика и гуманитарные науки в медицине. 2 (1): 21. Дои:10.1186/1747-5341-2-21. ЧВК  2082022. PMID  17919321.
  25. ^ а б c d е ж Бенитес-Буррако, А., Ди Пьетро, ​​Л., Барба, М., Латтанци, В. (2017). «Шизофрения и самодомашнивание человека: подход эволюционной лингвистики». Мозг, поведение и эволюция. 89 (3): 162–184. Дои:10.1159/000468506. PMID  28463847.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  26. ^ а б c Дель Джудиче, М., Ангелери, Р., Бризио, А., и Елена, М. Р. (2010). «Эволюция аутистических и шизотипических черт: гипотеза полового отбора». Границы в психологии. 1: 41. Дои:10.3389 / fpsyg.2010.00041. ЧВК  3153759. PMID  21833210.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  27. ^ Байрс, С. Г., Стернс, С. С., и Бумсма, Дж. Дж. (2014). «Противоположные модели риска для аутизма и шизофрении связаны с нормальными вариациями в росте при рождении: фенотипическая поддержка гипотетических диаметральных эффектов дозировки гена». Труды Королевского общества B: биологические науки. 281 (1794): 20140604. Дои:10.1098 / rspb.2014.0604. ЧВК  4211440. PMID  25232142.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  28. ^ Пауэрс, Рон (2017). Никто не заботится о сумасшедших: хаос и горе психического здоровья в Америке (Разжечь ред.). Книги Hachette.