Νέα μελέτη φωτίζει τον αρχέγονο ρόλο των μετάλλων στον μεταβολισμό και υποστηρίζει ότι τα Βακτήρια και τα Αρχαία (Archaea)^[1] ακολούθησαν ανεξάρτητους δρόμους προς την πλήρως αυτόνομη κυτταρική ζωή.

Η εξέλιξη της ζωής αποτελεί ένα εξαιρετικά απίθανο γεγονός και, απ’ όσο γνωρίζουμε, έχει συμβεί μόνο μία φορά στο Ηλιακό μας Σύστημα. Ή τουλάχιστον αυτό πιστεύαμε μέχρι σήμερα. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances, η ζωή ενδέχεται στην πραγματικότητα να έχει εξελιχθεί δύο φορές, εδώ, στη Γη.
Πριν εμφανιστεί η ζωή στον πλανήτη μας, οι περιοχές γύρω από τις υδροθερμικές πηγές των ωκεανών δημιουργούσαν ένα περιβάλλον πλούσιο σε χημικές ενώσεις, ένα είδος αρχέγονου «χημικού ζωμού» που θα μπορούσε να ευνοήσει την εμφάνισή της. Πώς όμως αναδύθηκε η ζωή μέσα από αυτό το περιβάλλον;
Για να διερευνήσει το ερώτημα, μια διεθνής ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Heinrich Heine της Γερμανίας, εξέτασε την προέλευση των χημικών αντιδράσεων που επιτρέπουν στους ζωντανούς οργανισμούς να υπάρχουν και να λειτουργούν.
Μία από τις «αδιαπραγμάτευτες ιδιότητες της ζωής», όπως γράφουν οι συγγραφείς, είναι ο μεταβολισμός: ένα σύνολο περισσότερων από 400 πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων, μέσω των οποίων οι οργανισμοί μετατρέπουν την ενέργεια σε μορφές που μπορούν να αξιοποιήσουν. Για να αναζητήσουν λοιπόν τις απαρχές της ζωής, οι ερευνητές επιχείρησαν να ακολουθήσουν προς τα πίσω την εξελικτική ιστορία των ενζύμων που είναι υπεύθυνα για αυτές τις αντιδράσεις.
Τα γονίδια που κωδικοποιούν αυτά τα ένζυμα παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλό βαθμό διατήρησης κατά την εξέλιξη, μέχρι να φτάσουμε σε ένα κρίσιμο σημείο: στον διαχωρισμό μεταξύ βακτηρίων και αρχαίων (Archaea).
Τα αρχαία είναι μονοκύτταροι προκαρυωτικοί οργανισμοί, όπως και τα βακτήρια, αλλά διαφέρουν τόσο από αυτά όσο και από τις υπόλοιπες μορφές ζωής, ώστε να αποτελούν έναν ξεχωριστό εξελικτικό κλάδο. Πολλά από αυτά κατοικούν σε ορισμένα από τα πιο ακραία περιβάλλοντα της Γης, ενώ αρχαία συναντώνται και στο ανθρώπινο έντερο.
«Η έκπληξη είναι ότι τα ένζυμα που καταλύουν αυτές τις αντιδράσεις δεν έχουν διατηρηθεί εκατέρωθεν του εξελικτικού χάσματος που χωρίζει τα βακτήρια από τα αρχαία», ανέφερε ο William Martin, συν-συγγραφέας της μελέτης και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Heinrich Heine.
«Διαπιστώσαμε ότι ο τελευταίος παγκόσμιος κοινός πρόγονος όλων των κυττάρων, ο LUCA (Last Universal Common Ancestor), διέθετε ένζυμα μόνο για περίπου τις μισές από τις αντιδράσεις του μεταβολισμού».
Πώς, λοιπόν, μπορούσε ο LUCA να πραγματοποιεί τις υπόλοιπες μεταβολικές αντιδράσεις και να αξιοποιεί την ενέργεια;
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι υπόλοιποι «καταλύτες» του μεταβολισμού του δεν ήταν καθόλου ένζυμα. Αντί γι’ αυτά, ο LUCA φαίνεται ότι χρησιμοποιούσε μέταλλα μετάπτωσης, τα οποία υπήρχαν σε αφθονία γύρω από τις υδροθερμικές πηγές και μπορούσαν να επιτελούν παρόμοιο καταλυτικό ρόλο.
«Όσο πιο προσεκτικά εξετάζουμε το ζήτημα, τόσο πιο καθαρά βλέπουμε ότι η πρώιμη βιοχημική εξέλιξη αποτελούσε ένα υβρίδιο ενζυμικών και μεταλλικών καταλυτών», εξηγεί ο Joseph Moran από το Πανεπιστήμιο της Οτάβα, επίσης συν-συγγραφέας της μελέτης.
Αυτό σημαίνει ότι οι μορφές που προηγήθηκαν του LUCA ενδέχεται να βασίζονταν αποκλειστικά στα μέταλλα για τις χημικές διεργασίες που τους επέτρεπαν να αξιοποιούν την ενέργεια.
Καθώς όμως οι πρώιμες μορφές ζωής άρχισαν σταδιακά να εξαρτώνται λιγότερο από το άμεσο περιβάλλον τους και να αποκτούν μεγαλύτερη βιοχημική αυτονομία, συνέβη κάτι ιδιαίτερα ενδιαφέρον. Τα βακτήρια και τα αρχαία ανέπτυξαν, το καθένα ανεξάρτητα, τα δικά τους νέα ένζυμα, τα οποία αντικατέστησαν τον ρόλο που μέχρι τότε διαδραμάτιζαν τα μέταλλα στις συγκεκριμένες αντιδράσεις.
Και εδώ βρίσκεται η πιο τολμηρή συνέπεια της νέας μελέτης.
«Τα νέα δεδομένα αφήνουν μόνο ένα συμπέρασμα», υποστηρίζει ο Martin. «Οι εξελικτικές γραμμές των βακτηρίων και των αρχαίων πραγματοποίησαν ανεξάρτητα τη μετάβαση προς την ελεύθερη διαβίωση. Μόνο τα κύτταρα που μπορούν να ζουν ελεύθερα είναι ζωντανά. Ας το ονομάσουμε λοιπόν με το όνομά του: βλέπουμε μία προέλευση του γενετικού κώδικα, αλλά δύο προελεύσεις της ζωής».
Η εμφάνιση της ζωής μπορεί πράγματι να αποτελεί ένα εξαιρετικά απίθανο γεγονός. Αν όμως οι κατάλληλες συνθήκες υπήρξαν κάποτε ώστε να συμβεί μία φορά, ίσως τελικά δεν είναι τόσο παράδοξο να αναρωτηθούμε: γιατί να μην μπορούσε να συμβεί και δεύτερη;

Πηγή: Science Advances - Intermediate stages in the origin of metabolism at a phosphorylating hydrothermal vent / DOI: 10.1126/sciadv.aef312

^[1] Με τον όρο «αρχαία» εννοούμε τα Archaea (Αρχαία - μια ξεχωριστή ομάδα μονοκύτταρων οργανισμών), έναν από τους τρεις μεγάλους τομείς της ζωής, μαζί με τα Bacteria (Βακτήρια) και τα Eukarya (Ευκαρυωτικά).

Η κρίση πανικού είναι ένα αιφνίδιο επεισόδιο φόβου και άγχους που συνοδεύεται από σοβαρές σωματικές αντιδράσεις. Ο φόβος αυτός δεν απορρέει από κάποιον πραγματικό κίνδυνο ή προφανή αιτία. Ο πάσχων νιώθει ότι ξαφνικά χάνει τον έλεγχο της σκέψης και του σώματός του, ότι βιώνει κάποια καρδιακή προσβολή ή ακόμη και ότι πεθαίνει. Πολλοί άνθρωποι βιώνουν τουλάχιστον μία φορά στη ζωή τους κρίση πανικού. Όταν όμως το πρόβλημα συνεχίζεται και οι κρίσεις πανικού επιμένουν για μεγάλο διάστημα, τότε ίσως πρόκειται για διαταραχή πανικού.

Η Δρ Τζένη Γκούντμαν εξηγεί πώς εξαφάνισε τις αινιγματικές κρίσεις πανικού ενός ασθενούς διορθώνοντας τον χαμηλό δείκτη σακχάρου στο αίμα και την έλλειψη μετάλλων:

Ο Α., 43 ετών, παντρεμένος και πατέρας ενός παιδιού, ήταν ευτυχισμένος και έκανε μια δουλειά που του άρεσε. Ξαφνικά άρχισε να βιώνει κρίσεις πανικού "από το πουθενά". Μπορούσαν να συμβούν οπουδήποτε - στο σούπερ μάρκετ, στο τρένο για τη δουλειά, ακόμη και στον κήπο του σπιτιού του - μέρα ή νύχτα. Είχε επισκεφθεί ψυχοθεραπευτή, αλλά δεν είχε βοηθηθεί ιδιαίτερα.
"Ήταν πολύ καλή, αλλά δεν μπορέσαμε να βρούμε κάτι για το οποίο ήμουν σοβαρά δυστυχισμένος ή αγχωμένος", είπε.
Τότε ο Α. δοκίμασε τη Γνωστική Συμπεριφορική Θεραπεία (ΓΣΘ). Σίγουρα τον είχε βοηθήσει να διαχειριστεί το έντονο άγχος που τον έπιανε σε αυτές τις περιπτώσεις, άγχος που φαινόταν να μην αφορά τίποτα συγκεκριμένο. Ο ψυχολόγος της ΓΣΘ είχε διδάξει στον Α. κάποιες τεχνικές αναπνοής και "αυτο-ομιλίας" που τον βοήθησαν να ηρεμεί κάπως μέσα από αυτά τα επεισόδια και να αντιλαμβάνεται πότε επρόκειτο να συμβεί μια κρίση πανικού, ώστε να μπορεί να εφαρμόσει αμέσως τις τεχνικές αναπνοής. Αλλά αυτό δεν είχε κάνει τις κρίσεις πανικού λιγότερο συχνές. Δεν είχε λύσει το πρόβλημα.
Έτσι, ο Α. ήρθε να με δει, ως έσχατη λύση και επειδή, όπως είπε, "στην πραγματικότητα δεν αισθάνομαι ότι είναι κάτι ψυχολογικό. Νιώθω ότι είναι βιολογικό".

Ανακαλύπτοντας την αιτία
Κατά τα άλλα, ο Α. φαινόταν καλά, και δεν υπήρχε τίποτα αξιοσημείωτο στο προηγούμενο ιατρικό ιστορικό του. Τότε μου έδειξε το ημερολόγιο διατροφής μιας εβδομάδας.
Κάθε μέρα εκτός από την Κυριακή, το πρωινό του ήταν ένα φλιτζάνι σκέτος καφές. Κάθε μέρα εκτός από το Σάββατο και την Κυριακή, το μεσημεριανό γεύμα ήταν επίσης ένα φλιτζάνι σκέτου καφέ. Τις περισσότερες ημέρες έτρωγε ένα κομμάτι κέικ, σοκολάτα, ντόνατ ή κρουασάν γύρω στις 3:00 μ.μ. με σκέτο καφέ. Στη συνέχεια, το δείπνο το βράδυ ήταν ένα κανονικό γεύμα.
"Αλλά αυτό λειτουργεί για μένα", είπε. "Απλά δεν πεινάω πραγματικά μέχρι τα μέσα του απογεύματος".
Δεν αισθανόταν πείνα, αλλά σκέφτηκα ότι πιθανόν να πάθαινε υπογλυκαιμία - δηλαδή το σάκχαρο στο αίμα του έπεφτε πολύ χαμηλά. Όταν το σάκχαρο στο αίμα πέφτει πολύ χαμηλά, όπως μπορεί να συμβεί σε μερικούς ανθρώπους αν δεν έχουν φάει όλη μέρα, μπορεί να προκαλέσει αίσθημα πανικού, όπως στην περίπτωση του Α. Δεν αποτελεί έκπληξη, πραγματικά, επειδή το σώμα νομίζει ότι πρόκειται να πεθάνει από ασιτία.
Άλλοι άνθρωποι γίνονται τρομερά ευερέθιστοι ή ακόμη και θυμωμένοι όταν πέφτει το σάκχαρο στο αίμα τους. Αυτό που καθορίζει τα συμπτώματα δεν είναι τόσο το πόσο χαμηλά πέφτει, αλλά το πόσο γρήγορα πέφτει. Δεν μιλάμε εδώ για επίπεδα σακχάρου στο αίμα τόσο χαμηλά ώστε να είναι επικίνδυνα (όπως μπορεί να συμβεί σε έναν διαβητικό τύπου 1 που έχει κάνει ένεση ινσουλίνης χωρίς να έχει φάει αρκετή τροφή), αλλά σε μερικούς ανθρώπους ο οργανισμός το βιώνει ως σήμα κινδύνου - εξ ου και οι φαινομενικά ανεξήγητες κρίσεις πανικού.
Λοιπόν, αυτή ήταν η υπόθεσή μου, και τώρα έπρεπε να τη δοκιμάσουμε. Ρώτησα τον Α. αν θα ήταν διατεθειμένος να δοκιμάσει να τρώει τρία γεύματα την ημέρα για μερικές εβδομάδες και να δει αν οι κρίσεις πανικού θα εξαφανίζονταν.
Είπε ότι δεν είχε πρόβλημα με αυτό καταρχήν, αλλά ότι ήταν από τους ανθρώπους που δεν μπορούσαν να φάνε πρωινό. Θα έκανε εμετό αν προσπαθούσε να φάει κάτι στερεό πριν από τις 11:00 π.μ. Έτσι, καταλήξαμε σε έναν συμβιβασμό σύμφωνα με τον οποίο θα έπαιρνε ένα συσκευασμένο πρωινό στη δουλειά και θα το έτρωγε στις 11:00 π.μ. Στη συνέχεια, θα έτρωγε στις 15:00 ένα κανονικό γεύμα αντί για το συνηθισμένο σνακ με υπερβολική ζάχαρη. Και το δείπνο ως συνήθως.

Έλλειψη μετάλλων
Στη δεύτερη επίσκεψη, πέντε εβδομάδες αργότερα, ο Α. ανέφερε ότι οι κρίσεις πανικού του είχαν μειωθεί από περίπου τρεις την εβδομάδα σε μία την εβδομάδα. Τα αποτελέσματα των εξετάσεών του μου έδειξαν τι ήταν αυτό που έπρεπε να διορθωθεί. Είχε πολύ χαμηλή περιεκτικότητα και στα τέσσερα μέταλλα που βοηθούν στη σταθερότητα του σακχάρου στο αίμα, δηλαδή στα ιχνοστοιχεία χρώμιο και μαγγάνιο, καθώς και στον ψευδάργυρο και το μαγνήσιο. Επίσης σε τρεις από τις βιταμίνες Β, ομοίως σημαντικές για τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.
Αυτά τα θρεπτικά συστατικά ήταν πιθανώς σε χαμηλά επίπεδα λόγω των περίεργων διατροφικών (ή μάλλον μη διατροφικών) συνηθειών του Α. Αλλά μόλις εξαντλούνταν από τις συνεχείς απαιτήσεις της προσπάθειας να διατηρηθούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα σε ένα σώμα που δεν τρέφεται σωστά, η έλλειψή τους με τη σειρά της θα έκαναν ακόμη πιο δύσκολο να διατηρηθούν σταθερά τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, και ούτω καθεξής, σε έναν φαύλο κύκλο.
Έτσι, έδωσα στον Α. συμπληρώματα αυτών των θρεπτικών συστατικών που λείπουν: διγλυκινικό μαγνήσιο, σύμπλεγμα βιταμινών Β, χρώμιο, μαγγάνιο και ψευδάργυρο.
Όταν τον ξαναείδα τρεις μήνες αργότερα, οι κρίσεις πανικού του είχαν μειωθεί σταδιακά, και τον προηγούμενο μήνα δεν είχε πάθει καμία απολύτως. Μέσα σε άλλους τρεις μήνες, μπορούσε να σταματήσει όλα τα συμπληρώματα, καθώς είχε ομαλοποιήσει τα επίπεδά του και μπορούσε πλέον να τα διατηρήσει τρώγοντας τρία γεύματα την ημέρα.

Το φαινόμενο υπογλυκαιμίας
Η περίπτωση του Α. είναι ασυνήθιστα απλή. Για τους περισσότερους ασθενείς που έχω δει, η λύση δεν είναι τόσο απλή- αλλά υπάρχουν πολλά να μάθουμε από αυτήν: τα υπογλυκαιμικά επεισόδια δεν ήταν απαραίτητα αμέσως μετά την απώλεια ενός γεύματος, αλλά μπορούσαν να εμφανιστούν πολλές ώρες αργότερα.
Για να το καταλάβουμε αυτό, πρέπει να γνωρίζουμε ότι το πάγκρεας παράγει στην πραγματικότητα δύο ορμόνες για την εξισορρόπηση του σακχάρου στο αίμα μας: την ινσουλίνη, η οποία μειώνει το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα όταν αυτό ανεβαίνει πολύ ψηλά, και τη γλυκαγόνη, η οποία ανεβάζει το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα όταν αυτό πέφτει πολύ χαμηλά, αυξάνοντας τη διάσπαση του γλυκογόνου προς γλυκόζη. Θα πρέπει να λειτουργούν παράλληλα, ένα εξαιρετικό παράδειγμα ομοιόστασης.
Τρώγοντας ελάχιστα όλη μέρα, ο Α. βασιζόταν σε μεγάλο βαθμό στη γλυκαγόνη του μόνο και μόνο για να διατηρήσει το επίπεδο σακχάρου στο αίμα του φυσιολογικό. Κάποια στιγμή θα είχε εξαντλήσει το ημερήσιο απόθεμα γλυκαγόνης καθώς η ικανότητα του παγκρέατος να την παράγει δεν είναι άπειρη. Σε εκείνο το σημείο, η ινσουλίνη του δεν θα μπορούσε να αντισταθεί - τίποτα δεν θα την εξισορροπούσε - και το επίπεδο σακχάρου στο αίμα του θα κατέρρεε.
Μερικοί άνθρωποι μπορούν να μείνουν χωρίς τροφή για πολύ περισσότερο χρόνο από άλλους γιατί το πάγκρεας του καθενός είναι διαφορετικό. Αλλά ο Α. έκανε τα πράγματα χειρότερα με το να τρώει, όταν τελικά έτρωγε γύρω στις 3:00 μ.μ., ζάχαρη. Αυτό ανεβάζει το σάκχαρο στο αίμα απότομα προς τα πάνω, γεγονός που προκαλεί την απελευθέρωση ινσουλίνης, η οποία στέλνει το σάκχαρο στο αίμα προς τα κάτω, γεγονός που απαιτεί περισσότερη παραγωγή της φτωχής, καταπονημένης γλυκαγόνης. Και ούτω καθεξής.
Η τάση για υπογλυκαιμία είναι μια αναγνωρισμένη ιατρική κατάσταση σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες, αλλά όχι στο Ηνωμένο Βασίλειο, για κάποιο λόγο. Το ίδιο ισχύει και για τη χαμηλή αρτηριακή πίεση. Και οι δύο αυτές καταστάσεις είναι πιο συχνές στις γυναίκες- ο Α. είναι ασυνήθιστη περίπτωση, αν και όχι μοναδική.
Ποιος είναι ο ρόλος του καφέ σε όλα αυτά; Οι παρατηρητικοί ανάμεσά σας μπορεί να έχουν προσέξει ότι δεν σταμάτησα τον Α. από το να πίνει καφέ, κάτι που ίσως προκαλεί έκπληξη. Επιτρέψτε μου να εξηγήσω. Σε ορισμένους ανθρώπους, η υπερβολική κατανάλωση καφέ μπορεί πράγματι να συμβάλει σε κρίσεις πανικού, αυξάνοντας τα επίπεδα αδρεναλίνης.
Αλλά στην περίπτωση του Α., υποπτευόμουν ότι το πρόβλημα δεν ήταν ο καφές καθαυτός, αλλά το γεγονός ότι τον χρησιμοποιούσε ως υποκατάστατο του φαγητού. Όταν άρχισε να τρώει σωστά και ομαλοποιήσαμε τα σχετικά θρεπτικά συστατικά, οι κρίσεις πανικού του, που στην πραγματικότητα ήταν υπογλυκαιμικά επεισόδια, εξαφανίστηκαν, παρόλο που συνέχισε να πίνει έναν σκέτο καφέ με κάθε γεύμα.
Έτσι, δεν υπήρχε λόγος να του αφαιρέσουμε αυτό που ήταν γι' αυτόν μια από τις απολαύσεις της ζωής. Αν η σωστή διατροφή και η προσωρινή συμπληρωματική χορήγηση δεν είχαν κάνει τη δουλειά τους, τότε θα έπρεπε πράγματι να εξετάσουμε τον αποκλεισμό της καφεΐνης.
Η περίπτωση του Α. είναι ένα ακόμη παράδειγμα του γιατί είναι τόσο σημαντικό να φτάσουμε στη ρίζα των προβλημάτων υγείας. Η γνώση της αιτίας μπορεί να δώσει τη λύση.

Η Δρ Τζένι Γκούντμαν αποφοίτησε από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Λιντς το 1982 και είναι μέλος της Βρετανικής Εταιρείας Οικολογικής Ιατρικής. Ειδικεύεται στη Διατροφική και Περιβαλλοντική Ιατρική τα τελευταία 20 χρόνια. Έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την προ-σύλληψη (γονιμότητα και δημιουργία υγιών μωρών) και για τη συνεργασία με παιδιά.  Η Δρ Τζένι Γκούντμαν έχει δώσει πολλές διαλέξεις, σε άλλους γιατρούς, σε επαγγελματίες της εναλλακτικής ιατρικής και στο ευρύ κοινό. Διηύθυνε επί 10 χρόνια μια ομάδα συζήτησης περιστατικών, όπου ιατροί και φυσικοπαθητικοί / διατροφολόγοι ανταλλάσσουν γνώσεις και κλινική εμπειρία.

Η ανεπαρκής πρόσληψη συγκεκριμένων μικροθρεπτικών στοιχείων και μετάλλων, μπορεί να προκαλέσει ανισορροπία στο ανοσοποιητικό σύστημα. Από το αρχείο του περιοδικού Holistic Life, είδαμε επί της οθόνης τον Φυσικοπαθητικό – Οστεοπαθητικό Ευθύμη Λαζάρου, να μας δίνει συμβουλές για την ενδυνάμωση του ανοσοποιητικού. Αν θες να μάθεις πως θα ενισχύσεις το ανοσοποιητικό σου, δες την εκπομπή Holistic Life που προβλήθηκε στο κανάλι Epsilon TV τη Τετάρτη 12 Οκτωβρίου, στις 9.45 το πρωί: https://bit.ly/3TePhk6

Μείνετε συντονισμένοι μέχρι την επόμενη εκπομπή (κάθε Τετάρτη στο κανάλι Epsilon TV).