Изменения барьерной функции кожи отличают северных европейцев в эволюции человека
Новое исследование Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), опубликованное в журнале Evolutionary Biology, ставит под сомнение популярную гипотезу о том, что светлая кожа у северных европейцев развилась для лучшего поглощения УФ-излучения и выработки витамина D.
Исследовательская группа под руководством профессора дерматологии UCSF Питера Элиаса подтверждает важность способности кожи улавливать УФ-свет для синтеза витамина D. Однако учёные пришли к выводу, что изменения функции кожи как барьера от внешней среды внесли больший вклад, чем изменения пигментации, в способность северных европейцев производить этот витамин.
Мутации в белке барьера кожи
Генетические мутации, нарушающие барьерную функцию кожи, позволили светлокожим северным европейцам заселить широты, куда проникает слишком мало ультрафиолета B (UVB), необходимого для выработки витамина D.
- Ранее Элиас изучал роль кожи как барьера от потери влаги, сосредоточившись на специфическом белке филаггрин.
- При распаде филаггрина образуется молекула урокановой кислоты – самого мощного поглотителя UVB-света в коже (по словам Элиаса, важнее меланина в светлой коже).
Распространённость мутаций и уровень витамина D
В новом исследовании выявлена значительно более высокая распространённость врождённых мутаций в гене филаггрина среди популяций Северной Европы:
- До 10% людей в северных странах являются носителями таких мутаций.
- В популяциях Южной Европы, Азии и Африки частота мутаций гораздо ниже.
Более того, более высокие показатели мутаций филаггрина (приводящие к потере урокановой кислоты) коррелировали с более высоким уровнем витамина D в крови. Широтно-зависимые вариации в генах меланина, согласно Элиасу, не демонстрируют аналогичной связи с уровнем витамина D. Это свидетельствует о роли изменений кожного барьера в эволюционной адаптации.
Эволюционный компромисс
Однако мутации, ослабляющие барьер, имели свою цену. Их носители склонны к очень сухой коже, атопическому дерматиту, астме и пищевым аллергиям. Эти заболевания стали проблемой лишь недавно, когда люди начали жить в плотных городских средах.
Почему тогда исчез меланин?
Данные исследования не объясняют, почему северные европейцы потеряли меланин. Элиас предполагает, что, мигрировав на север, человеческие популяции постепенно теряли пигмент ради метаболической экономии: организм перестал тратить энергию на выработку ненужных белков.
Авторы и методология: В исследовании-синтезе Элиас и его соавтор, профессор Университета Копенгагена Якоб П. Тиссен, сопоставили данные о мутациях и измерили корреляции с уровнем витамина D в крови. Мутации идентифицировали лаборатории по всему миру. Экспертизу по метаболизму витамина D предоставил профессор медицины UCSF Дэниел Бикл.