人类为什么会患痛风?

作者: 张丽君

来源: 《科学世界》2019年第10期《人为什么会生病》

发布日期: 2023-09-11 18:31:13

痛风是由高尿酸血症引起的疾病,常因饮食和遗传因素综合影响导致。现代医学认为,人类体内缺乏分解尿酸的酶,这与1500万年前的基因突变有关。尿酸具有抗氧化作用,可能是人类祖先保留这一特性的原因之一,但也增加了痛风的风险。

痛风是一种疾病。它会引起足部趾关节的急性炎症,从而产生剧烈的疼痛。当血液中尿酸的含量增多时容易发病,这种状态称为高尿酸血症。尿酸是体内嘌呤代谢的产物,正常情况下,体内仅有很少的一部分,多余的尿酸会随尿液排出。嘌呤多见于动物内脏及鱼类、贝类等食物中,也会随细胞的正常代谢产生。如果因为某些原因使体内生成的尿酸增多或排出机能下降,都会导致血液中的尿酸含量升高。

溶解状态的尿酸会在关节等部位结晶,并引起严重的炎症反应。痛风常因摄取过多肉类及酒水发病,在过去常被称为“富贵病”和“帝王病”。现在认为,这种疾病是由于遗传和环境两方面因素综合影响导致的。发病时,会伴随剧烈的疼痛,虽然可以通过使用止痛药和消炎药来控制病情,但最根本的治疗在于通过控制饮食及使用药物降低尿酸值。虽然高尿酸血症本身不会产生症状,但如果不进行治疗的话,会增加患肾脏疾病的风险。

中国目前缺乏全国范围痛风的流行病学调查资料,根据各地的报告情况估计,中国人群中痛风的患病率在1%~3%(2016年数据),并呈逐年上升趋势。

现代医学对这种病的认识基本如上所述。但是,为什么人类血液中的尿酸会增高到引发疾病的程度呢?基本上所有的哺乳类动物血液中的尿酸含量都比人类低,也不会出现痛风的情况。这是因为这些生物体内存在分解尿酸的酶。但是这种酶在人类、黑猩猩及猩猩体内并不存在。原本人类祖先体内也存在合成这种酶的基因,但在约1500万年前发生了基因突变,丧失了这种机能。

上图展示了人类和黑猩猩在进化分支的过程中,尿酸分解酶的基因突变失活的时期。基因突变A与基因突变B是在人类祖先与长臂猿祖先发生进化分支后分别发生的,但最终的结果都是使尿酸分解酶的基因失活。原本如果基因突变产生的是不利影响的话,这种个体就会逐渐消亡,理论上不会一直存在至今。对人类祖先来说,无法在体内分解尿酸这一特性是为何能做到对人体有利,从而使这一基因保留至今的呢?

有一种较为可靠的说法认为,尿酸具有去除氧自由基的抗氧化作用。氧自由基作为一种反应活性极高的物质,被认为与癌症、衰老及动脉硬化相关。生命活动本身会在体内产生氧自由基,同时,紫外线照射、吸烟等也是氧自由基增加的原因之一。人类的祖先原本生活在森林中,由于逐渐从夜行性动物转为昼行性动物,接受到紫外线的辐射也有所增加。灵长类动物寿命较长,为了处理体内产生的氧自由基,尿酸的抗氧化作用具有巨大的优势。

顺带一提,长臂猿体内也没有分解尿酸的酶。但是合成这种酶的基因发生突变是在进化过程中,人类祖先与长臂猿的祖先分支之后发生的。在两个物种中分别发生的基因突变产生了相同的性状(不能分解尿酸)并保留至今,这反映了这种特性在当时具有生存优势。人类祖先在得到了高尿酸益处的同时,也要承受痛风的患病风险。这种优点和缺点的关系被称为“折中策略”,在进化医学中十分常见。

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