Endocrinología evolutiva: una asignatura pendiente
Publicado en Endocrinol Nutr. 2012;59:62-8. - vol.59 núm 01
Resumen
Resumen
Se cumplen veinte años de la publicación del artículo fundacional de lo que actualmente conocemos como medicina evolutiva (ME). La joven disciplina médica analiza, siguiendo los postulados darvinistas, la susceptibilidad hacia ciertas patologías y la manera cómo reaccionamos a ellas. En pocas palabras, la ME analiza, desde un punto de vista casi histórico, la causa final de la enfermedad.
Con el paso de los años la ME se ha introducido en las diversas especialidades médicas de forma muy diferente. Mientras que ha encontrado su papel en el campo de las enfermedades infecciosas o la oncología, su contribución en otros ámbitos ha sido bastante escasa. En endocrinología tan solo ha obtenido protagonismo como base para las conocidas «enfermedades de la civilización», entre las que se encuentran la diabetes mellitus y la obesidad. No obstante, muchos expertos apuntan que su potencial puede ser mucho mayor. El objetivo del presente trabajo es dar una visión sobre qué es la ME. Asimismo, se dan algunos ejemplos sobre qué nos puede llegar a aportar en el avance de nuestra especialidad. No hay ninguna duda que la evolución enriquece la medicina, pero también que la medicina ofrece conocimiento a la evolución.
Palabras clave Endocrinología. Evolución. Darvinismo. Medicina evolutiva.
Introducción
Introducción
La teoría evolutiva se fundamenta, de forma muy esquemática, en tres grandes postulados. Primero, aun dentro de una misma especie, los organismos no son genéticamente homogéneos, sino que presentan ciertas variaciones. Segundo, en algunos casos dichas variaciones determinan diferencias en las tasas de supervivencia o eficacia reproductiva. Tercero, la selección natural (SN) tiende a aumentar la frecuencia de las variaciones de los individuos que se reproducen más, de tal manera que esas variaciones aumentan con el paso de las generaciones.
En 1991, el biólogo evolucionista George Williams y el psiquiatra Randolph Nesse1 publicaron el artículo que sentaría las bases de lo que conocemos como medicina darvinista o evolutiva (ME). Antes de ellos, muy pocos científicos habían abordado la enfermedad desde el punto de vista evolutivo2 y aun en campos muy específicos3, 4, 5. El propio Darwin prácticamente no trató el tema de salud y enfermedad humana en su vasto trabajo literario6.
En palabras del propio Nesse, «la ME utiliza una perspectiva evolutiva para entender por qué el organismo no está mejor diseñado, o por qué existen las enfermedades»7. Ciertamente, cabría esperar la integración en el genoma de aquellos genes que mejoran el éxito reproductivo pero la eliminación, en el transcurso de las sucesivas generaciones, de aquellos otros genes que reducen la eficacia biológica8. Ante tal principio, la aproximación evolutiva de la medicina afronta los motivos por los cuales la SN no erradica las variantes genéticas que nos hacen más susceptibles a la enfermedad y selecciona los genes que nos hacen más resistentes...
Bibliografía
1. Williams GC, Nesse RM. The dawn of Darwinian medicine. Q Rev Biol. 1991; 66:1-22.
Pubmed
2. Spotorno AE. Medicina evolucionaria: una ciencia básica emergente. Rev Med Chile. 2005; 133:231-40.
Pubmed
3. Haldane JBS. Disease and evolution. Ric Sci. 1949; 19(Suppl A):68-76. (Reproducido en Curr Science 1992; 63:599-603)
4. Medawar PB. An unsolved problem in biology. London: H K Lewis; 1952.
5. Williams GC. Pleiotropy, natural selection, and the evolution of senescence. Evolution. 1957; 11:398-411.
6. Purushotham AD, Sullivan R. Darwin, medicine and cancer. Ann Oncol. 2010; 21:199-203.
Pubmed
7. Nesse RM. How is Darwinian medicine useful?. West J Med. 2001; 174:358-60.
Pubmed
8. Gammelgaard A. Evolutionary biology and the concept of disease. Med Health Care Philos. 2000; 3:109-16.
Pubmed
9. Berlim MT, Mantovani A. Evolutionary approach to medicine. South Med J. 2001; 94:26-32.
Pubmed
10. Spocter MA, Strkalj G. Darwinian medicine - an evolutionary perspective on heath and disease. SAMJ. 2007; 97:1044-6.
Pubmed
11. Harris EE, Malyango AA. Evolutionary explanations in medical and health profession courses: are you answering your students’ why questions?. BMC Med Educ. 2005; 5.
12. Nesse RM, Schiffman JD. Evolutionary biology in the medical school curriculum. Bioscience. 2003; 53:585-7.
13. Koch AL, Bacterial. Wall as target for attack: past, present, and future research. Clin Microbiol Rev. 2003; 16:673-87.
Pubmed
14. Kong KF, Schneper L, Mathee K. Beta-lactam antibiotics: from antibiosis to resistance and bacteriology. APMIS. 2009; 118:1-36.
Pubmed
15. Koch AL. Penicillin binding proteins, B-lactams, and lactamases: offensives, attacks, and defensive countermeasures. Crit Rev Microbiol. 2000; 26:205-20.
Pubmed
16. Hanson DF. Fever, temperature, and the immune response. Ann NY Acad Sci. 1997; 813:453-64.
Pubmed
17. Rosenspire AJ, Kindelskii AL, Petty HR. Cutting edge: fever-associated temperatures enhance neutrophil response to lipopolysaccharide: A potential mechanism involving cell metabolism. J Immunol. 2002; 169:5396-400.
Pubmed
18. Vidal A, Capellini TD, Yeh N, Selleri L, Koff A, Bromage TG. Development and cancer: Two sides of the same coin. Int Cong Ser. 2006; 1296:147-59.
19. Greaves M. Darwinian medicine: a case for cancer. Nat Rev Cancer. 2007; 7:213-21.
Pubmed
20. Greaves M. Cancer: The evolutionary legacy. Oxford: Oxford University Press; 2000.
21. Nowell PC. The clonal evolution of tumor cell populations. Science. 1976; 194:23-8.
Pubmed
22. Merlo LM, Pepper JW, Reid BJ, Maley CC. Cancer as an evolutionary and ecological process. Nat Rev Cancer. 2006; 6:924-35.
Pubmed
23. Maenhaut C, Dumont JE, Roger PP, van Staveren WC. Cancer stem cells: a reality, a myth, a fuzzy concept or a misnomer?. Carcinogenesis. 2010; 31:149-58.
Pubmed
24. Gatenby RA, Vincent TL. An evolutionary model of carcinogenesis. Cancer Res. 2003; 63:6212-20.
Pubmed
25. Nagy JD. Competition and natural selection in a mathematical model of cancer. Bull Math Biol. 2004; 66:663-87.
Pubmed
26. Kim JJ, Tannoock IF. Repopulation of cancer cells during therapy: an important cause of treatment failure. Nat Rev Cancer. 2005; 5:516-25.
Pubmed
27. Hede K. Looking at cancer through an evolutionary lens. JNCI. 2009; 101:1108-9.
Pubmed
28. Zera AJ, Zhang C. Evolutionary endocrinology of juvenile hormone esterase in Gryllus assimilis: direct and correlated responses to selection. Genetics. 1995; 141:1125-34.
Pubmed
29. Zera AJ, Harshman LG, Williams TD. Evolutionary Endocrinology: the developing synthesis between endocrinology and evolutionary genetics. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2007; 38:793-817.
30. Vitzthum VJ. The ecology and evolutionary endocrinology of reproduction in the human female. Am J Phys Anthropol. 2009; 140(Suppl 49):95-136.
Pubmed
31. Stearns SC. Life history evolution: successes, limitations, and prospects. Naturwissenschaften. 2000; 87:476-86.
Pubmed
32. Nepomnaschy PA, Vitzthum VJ, Flinn MV. Evolutionary endocrinology: integrating proximate mechanisms, ontogeny, and evolved function. Am J Hum Biol. 2009; 21:728-30.
Pubmed
33. Williams TD. Individual variation in endocrine systems: moving beyond the tyranny of the golden mean. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008; 363:1687-98.
Pubmed
34. Chen JD. Evolutionary aspects of exercise. World Rev Nutr Diet. 1999; 84:106-17.
Pubmed
35. Milton K. Hunter-gatheree diets – a different perspective. Am J Clin Nutr. 2000; 71:665-7.
Pubmed
36. Phillipson C. Paleonutrition and modern nutrition. World Rev Nutr Diet. 1997; 81:38-48.
Pubmed
37. Chakravarthy MV, Booth FW. Eating, exercise, and thifty genotypes: connecting the dots toward and evolutionary understanding of modern chronic diseases. J Appl Physiol. 2004; 96:3-10.
Pubmed
38. Eaton SB, Cordain L. Evolutionary aspects of diet: old genes, new fuels. World Rev Nutr Diet. 1997; 81:26-37.
Pubmed
39. Neel JV. Diabetes mellitus: a thrifty genotype rendered detrimental by progress?. Am J Hum Genet. 1962; 14:353-62.
Pubmed
40. Neel JV, Weder AB, Julius S. Type II diabetis, essential hypertension, and obesity as syndromes of impaired genetic homeostasis: the thrifty genotype hypothesis enters the 21st century. Perspect Biol Med. 1998; 42:44-74.
Pubmed
41. Ozanne SE, Hales CN. Thrifty yes, genetic no. Diabetologia. 1998; 41:485-7.
Pubmed
42. Reaven GM. Hypothesis: muscle insulin resistance is the (not-so) thrifty genotype. Diabetologia. 1998; 41:482-4.
Pubmed
43. Speakman JR. A nonadaptive scenario explaining the genetic predisposition to obesity: the predation release hypothesis. Cell Metab. 2007; 6:5-12.
Pubmed
44. Swinburn BA. The thrifty genotype hypothesis: How does it look after 30 years?. Diabetic Med. 1996; 13:695-9.
Pubmed
45. Bellisari A. Evolutionary origins of obesity. Obes Rev. 2007; 9:165-80.
Pubmed
46. Lev-Ran A. Human obesity: an evolutionary approach to understanding our bulging waistline. Diabetes Metab Res. 2001; 17:347-62.
47. Levin BE. Central regulation of energy homeostasis intelligent design: how to build the perfect survivor. Obesity. 2006; 14(Suppl):192S-6S.
Pubmed
48. Wells CK. The evolution of human fatness and susceptibility to obesity: an ethological approach. Biol Rev Camb Philos Soc. 2006; 81:1-23.
Pubmed
49. Campbell BC, Cajigal A. Diabetes: energetics, development and human evolution. Med Hypotheses. 2001; 57:64-7.
Pubmed
50. Wendorf M, Goldfine I. Excavation of the thrifty genotype. Diabetes. 1991; 40:161-5.
Pubmed
51. Brand Miller JC, Colagiuri S. The carnivore connection: dietary carbohydrate in the evolution of NIDDM. Diabetologia. 1994; 37:1280-6.
Pubmed
52. Fernández-Real JM, Ricart W. Insulin resistance and inflammation in an evolutionary perspective: the contribution of cytokine genotype/phenotype to thriftiness. Diabetologia. 1999; 42:1367-74.
Pubmed
53. Tremblay A, Boulé N, Doucet É, Woods SC. Is the insulin resistance syndrome the price to be paid to achieve body weight stability?. Int J Obesity. 2005; 29:1295-8.
54. Zafon C. Envejecimiento y resistencia a la insulina. Más allá del síndrome metabólico. Rev Esp Geriatr Gerontol. 2007; 42:302-11.
55. Cone RD. Haploinsufficiency of the melanocortin-4 receptor: part of a thrifty genotype?. J Clin Invest. 2000; 106:185-7.
Pubmed
56. Corbo RM, Scacchi R. Apolipoprotein E (APOE) allele distribution in the world. Is APOE*4 a thrifty allele?. Ann Hum Genet. 1999; 63:301-10.
Pubmed
57. Kagawa Y, Yanagisawa Y, Hasegawa K, Suzuki H, Yasuda K, Kudo H, et-al. Single nucleotide polymorphisms of thrifty genes for energy metabolism: evolutionary origins and prospects for intervention to prevent obesity-related diseases. Biochem Biophys Res Commun. 2002; 295:207-22.
Pubmed
58. Lee HK. Evidence that the mitochondrial genome is the thrifty genome. Diabetes Res Clin Pr. 1999; 45:127-35.
59. Poulsen P, Andersen G, Fenger M, Hansen T, Echwald SM, Volund A, et-al. Impact of two common polymorphisms in the PPARgamma gene on glucose tolerance and plasma insulin profiles in monozygotic and dizygotic twins: thrifty genotype, thrifty phenotype, or both?. Diabetes. 2003; 52:194-8.
Pubmed
60. Turner RC, Levy JC, Clark A. Complex genetics of type 2 diabetes: thrifty genes and previously neutral polymorphisms. Q J Med. 1993; 86:413-7.
Pubmed
61. Wells JC. Thrift: a guide to thrifty genes, thrifty phenotypes and thrifty norms. Int J Obes. 2009; 33:1331-8.
62. Shanks N, Pyles R. Evolution and medicine: the long reach of Dr. Darwin. Philos Ethics Humanit Med. 2007; 2:4.
Pubmed
63. Chang CY, Schiano TD. Review article: drug hepatotoxicity. Aliment Pharmacol Ther. 2007; 25:1135-51.
Pubmed
64. Yokoi T. Troglitazone. Handb Exp Pharmacol. 2010; 196:419-35.
Pubmed
65. Jones SA, Moore LB, Shenk JL, Wisely GB, Hamilton GA, McKee DD, et-al. The pregnane X receptor: A promiscuous xenobiotic receptor that has diverged during evolution. Mol Endocrinol. 2000; 14:27-39.
Pubmed
66. Willson TM, Kliewer SA. PXR, car and drug metabolism. Nat Rev Drug Discov. 2002; 1:259-66.
Pubmed
67. Hockett RD, Kirkwood SC, Mitlak BH, Dere WH. Pharmacogenetics in endocrinology. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87:2495-9.
Pubmed
68. Romijn JA, Smit JWA, Lamberts SWJ. Intrinsic imperfections of endocrine replacement therapy. Eur J Endocrinol. 2003; 149:91-7.
Pubmed
69. Ho KK. Endocrinology: the next 60 years. J Endocrinol. 2006; 190:3-6.
Pubmed
70. Lamberts SWJ, Romijn JA, Wiersinga WM. The future endocrine patient. Reflections on the future of clinical endocrinology. Eur J Endocrinol. 2003; 149:169-75.
Pubmed
71. Herndon DN, Barrow RE, Kunkel KR, Broemeling L, Rutan RL. Effects of recombinant human growth hormone on donor-site healing in severely burned children. Ann Surg. 1990; 212:424-31.
Pubmed
72. Ziegler TR, Young LS, Ferrari-Baliviera E, Demling RH, Wilmore DW. Use of human growth hormone combined with nutritional support in a critical care unit. J Parenter Enteral Nutr. 1990; 14:574-81.
73. Takala J, Ruokonen E, Webster NR, Nielsen MS, Zandstra DF, Vundelinckx G, et-al. Increased mortality asosciated with growth hormone treatment in critically ill adults. New Engl J Med. 1999; 341:785-92.
Pubmed
74. Raguso CA, Genton L, Kyle U, Pichard C. Management of catabolism in metabolically stressed patients: a literature survey about growth hormone application. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2001; 4:313-20.
Pubmed
75. Van den Berghe G, De Zegher F, Bouillon R. Clinical Review 95: Acute and prolonged critical illness as different neuroendocrine paradigms. J Clin Endocrinol Metab. 1998; 83:1827-34.
Pubmed
76. Taylor BE, Buchman TG. Is there a role for growth hormone therapy in refractory critical illness?. Curr Opin Crit Care. 2008; 14:438-44.
Pubmed
77. Vincent JL. Metabolic support in sepsis and multiple organ failure: more questions than answers. Crit Care Med. 2007; 35:S436-40.
Pubmed
78. Sandrock CE, Albertson TE. Controversies in the treatment of sepsis. Semin Respir Crit Care Med. 2010; 31:66-78.
Pubmed
79. Torgersen C, Dünser MW, Schmittinger CA, Pettilä V, Ruokonen E, Wenzel V, et-al. Current approach to the haemodynamic management of septic shock patients in European intensive care units: a cross-sectional, self-reported questionnaire-based survey. Eur J Anaesthesiol. 2010. (epub ahead of print)
80. Gross AK, Winstead PS. Current controversies in critical illness-related corticosteroid insufficiency and glucocorticoid supplementation. Orthopedics. 2009; 32:9.
81. Maybauer MO, Walley KR. Best vasopressor for advanced vasodilatory shcok: should vasopressin be part of the mix?. Intensive Care Med. 2010; 36:1484-7.
Pubmed
82. Bello G, Paliani G, Annetta MG, Pontecorvi A, Antonelli M. Treating nonthyroidal illness syndrome in the critically ill patient: still a matter of controversy. Curr Drug Targets. 2009; 10:778-87.
Pubmed
83. Zafon C. Los nietos de Adán y Eva. ¿Por qué la naturaleza nos hace envejecer?. Barcelona: Marge Books; 2010.
84. Avise JC, Ayala FJ. In the light of evolution III: two centuries of Darwin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009; 106(suppl 1):9933-8.
Pubmed
85. Nesse RM, Bergstrom CT, Ellison PT, Flier JS, Gluckman PD, Govindaraju DR, et-al. Making evolutionary biology a basic science for medicine. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010; 107:1800-7.
Pubmed
Zafón, Carlesa
aServicio de Endocrinología y Nutrición, Hospital Universitari Vall d’Hebron, Barcelona, España