尿酸和人类进化

陈新鹏医生 发布于2020-11-27 08:06 阅读量9379

本文由陈新鹏原创

尿酸的代谢产生在哺乳动物及其他多种动物生命过程中普遍存在,认识到尿酸的产生并不是一种病理状态很重要。实际上,尿酸的生成可能发挥了一种或多种有益的作用,高尿酸血症曾在早先时代提供了生存益处,而可能正是这种进化压力导致了人类血清尿酸的高基线水平。


尿酸是嘌呤代谢的分解产物。因此,它代表了一种代谢废物分子,从理论上来说,它可能只是一个需要排泄掉的累赘。然而,进化已赋予了这种废物产生过程在机体免疫中发挥重要甚至是关键性的作用。已有很多发现证明,尿酸盐产物在局部细胞水平对免疫和内稳态发挥着重要作用。


多数哺乳动物的血尿酸水平范围为0. 5~2 mg/dl 之间。而人类和其他灵长类动物,包括大猩猩和一些新世纪猴,血尿酸水平通常波动于4~6mg/dl之间。在中新世时期(1000万~2500万年前),各种灵长类物种的基因突变导致了尿酸氧化酶基因的失活,从而使尿酸无法降解为为尿囊酸,这是经历了无数次基因突变最终形成的结果。那么为什么会让产生突变的生存下来呢?生物学家推测这些突变使尿酸盐产生增加,可能有利于这些特殊物种的生存。怎么证明呢,我们看看已有的假说。


1、 抗氧化


在哺乳动物中,抗坏血酸是体内很好的抗氧化剂。而在始新世时期,即尿酸氧化酶缺失前1000万~2000万年前,灵长类物种产生抗坏血酸的基因发生了独特的缺失,而抗坏血酸生成的缺失可能造成了进化劣势,而尿酸的增高提供了抗氧化补偿,因此发生基因突破使尿酸盐产生增加成为进化优势。另外,也有学者提出高尿酸血症可通过其抗氧化作用或通过激活神经刺激性腺苷受体(类似咖啡因的方式)促进类人猿的智力功能,从而提供进化优势。


尽管抗氧化剂的理论有其说服力,但一些学者指出:①尿酸盐的生成本身就会产生氧化剂分子,从而抵消了其可能产生的抗氧化益处;②胞内尿酸盐可能有促氧化剂的作用;③即便是缺乏可溶性抗氧化剂,人类/灵长类的抗氧化能力也很强大。因此,这一理论尚不足以说服所有人


2、纠正低血压危机


Johnson等研究发现,在中新世时期发生了快速的类人猿进化,当时类人猿的饮食似乎以素食为主,并且盐的含量极低,因此,在此期间类人猿可能经历了“低血压危机”,尤其是在过渡到直立行走时。他们进一步推测,高水平的血尿酸所导致的肾血管损伤是恢复正常血压的机制之一。


为了模拟这个假说,研究者将大鼠暴露于低盐饮食,造成低血压,当用尿酸氧化酶抑制剂氧嗪酸(模拟灵长类尿酸氧化酶缺失)治疗时,大鼠的尿酸水平上升并且血压恢复正常。而且,尿酸氧化酶抑制剂对血压的影响可被降尿酸药别嘌醇所逆转。这些发现提示那些曾经是自我平衡的适应性改变,但在如今的高盐时代,却可能有助于原发性高血压的发生。


为了更支持上述的假说,Feig等研究锁定患有早发原发性高血压和高尿酸血症的青少年,用降尿酸药别嘌醇来治疗,结果血压恢复正常,但停用别嘌醇后血压出现逆转。


更多近期研究表明,尿酸水平升高可能会增加糖异生,在新世时期(也是卡路里贫乏)具有潜在的代谢益处,但可能导致在我们目前卡路里丰富的环境中发生糖尿病。


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总之,在人类,尿酸是代谢的终产物。高尿酸水平在人类进化过程中发挥至关重要的作用,但因人类目前生活环境的改变,目前却成为关节炎、高血压、糖尿病、心脏病等影响人类生活质量甚至危及人类安全的疾病的罪魁祸首。目前,对尿酸过街老鼠的评价深入人心,有些人恨不得降为0。但我们看回尿酸在人类进化可能发挥的作用,我们可能会发现,如果你失去尿酸,可能成为进化劣势群体,说不定被淘汰的就是你。


参考文献:

[1] 凯利风湿病学:第10版/(美)盖瑞·C·菲尔斯坦(GARY S. FIRESTEIN)原著;栗战国主译.北京:北京大学医学出版社, 2020.1.

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