【摘要】从人类基因组的进化历史长河的角度上来分析，人体调节血糖的水平往往偏向于高血糖的现象，这是因为低血糖对身体的伤害远远超过了高血糖的危害，血糖过低瞬间可致人晕倒，而高血糖对机体的造成生存危害往往需要15-20年的时间才能表现出来，因此血糖短时间适当地偏高有利于人类的生命活动和生存。现代医学对此类疾病的诊断，只停留在对个体血糖水平和体重指标的简单统计进行判断，而没有对“为什么”血糖升高或体重超标，以及血糖升高或体重超标对人体健康产生的危害程度作出评估。2010年上海舒泽生物科技研究所的科技人员研究表明：除了少见的极度肥胖和高血糖对人体健康有明显影响外，轻、中程度的高血糖和肥胖对身体不一定会造成危害；许多人基因组中本身就存在胰岛素抵的“Ⅱ型糖尿病”基因或导致肥胖的“节俭基因”基因，只是在摄入过多食物等环境因素作用下，激活了这些沉默基因表达罢了。
【关键词】人类基因组；简单统计；节俭基因；胰岛素抵抗；沉默基因
个体肥胖是Ⅱ糖尿病发生的重要危险因素，但并不是所有肥胖或超重的个体均会发生糖尿病，因此，肥胖和糖尿病之间不存在必然的联系。对于Ⅱ型糖尿病的致病原因而言，肥胖只是“环境”的因素，肥胖所致的不利“环境”导致有胰岛素抵抗基因缺陷的人群产生Ⅱ型糖尿病。西方发达国家，约80%-90%的Ⅱ型糖尿病患者在发生糖尿病前均为肥胖。在美国Pima Indian 人群中，约60%的成人为肥胖或超重，Ⅱ型糖尿病患病率高达40-50%。
从生物进化的角度分析，机体内积聚充足能量的目的是为了生存和物种的繁衍。人类的生存和繁衍同样需要足够的食物提供能量。从生理学的角度而言，肥胖是一种体内大量能量以脂肪的形式积聚的状态。在人类进化过程中生存频频遭到饥荒、战争、瘟疫等威胁，肥胖并未显示出任何对人类生存的不利之处，肥胖从进化的角度上来讲本质上是一种自然选择的优势而并非是一种疾病。直到人类进化的近期十八世纪后半叶至今，由于科学技术的迅速发展，人们生产和储存食物的能力大大提高，并且机器替代了人类大部分的体力劳动，肥胖才显出对冠心病，高血压和糖尿病等产生不利影响。我们对“现代病”的研究往往忽略了人类基因组的进化过程，其实人类的基因组进化是非常“保守”的，在过去的50000年的时间里几乎没有多大的变化，也就是说，目前我们人类的基因组还在“怀念过去”。
目前已有充分的证据证明体重超标和高血糖是多基因遗传所决定的，从遗传学分析显示，80%体重指数是由遗传因素决定的，且体脂分布的遗传度高达30%-40%。体重和血糖的调节也是一种由多基因决定的。因此，近年来，医学界投入大量的人力物力，通过研究肥胖和Ⅱ型糖尿病人群之间的关系，来寻找致病基因并期望以此来解释人为什么患肥胖易患糖尿病。肥胖和糖尿病相关的基因也许正是在人类进化历史上，经历自然选择所保留下来的使人类生存和繁衍得以持续的优良基因。因此，由Neel从进化的角度上提出的“节俭基因型”理论似乎更令人信服。
1962年Neel提出糖尿病的“节俭基因型”理论。Neel提出，在远古时期，由于食物供应的不确定性和食物不能长期被保存，人类的食物摄入形式基本上是“吃饱一顿，饥饿几顿，”那些能够在最大程度上有效利用食物的个体具有生存下去的优势。在经历了反复的饥荒生存环境胁迫之后，那些在利用能量上最“节俭”的个体被自然选择所保留下来。在这些被保留下来的基因组个体中，“节俭基因型”个体具有在饱餐后大量分泌胰岛的能力。因此，这些个体中摄入的大量食物所造成的高血糖可以被充分转化利用，减少了能量（葡萄糖）在尿中流失。在人类进化的近期，在世界的部分地区（如工业发达国家和部分发展中国家）由于食物的供应基本有了保证，在进化上曾经显示出优势的“节俭基因型”群体，目前而言对生存没有明显的优势但却仍然被保流下来，其结果是餐后的高胰岛素血症导致胰岛素抵抗，并随之出现β胰岛细胞功能衰竭和糖尿病。
笔者在Neel提出糖尿病的“节俭基因型”理论的启发下，从自然选择的进化论角度解析肥胖易引发Ⅱ型糖尿病的机制：①绝大多数人基因组中存在怕挨饿的基因，致使食欲亢进。人类自远古至不远的过去，因食物的来源十分不稳定且无法长期的保存食物而一直处饥饿的威胁之下，一旦在食物丰盛时期，如风调雨顺的夏季和秋季，那些食欲亢进个体，能够尽可能地多吃食，尽量使体内积聚更多的能量，为了可能接踵而至的食物匮乏做好准备。经过长期反复饥荒的自然选择，那些携带导致食欲旺盛的“节俭基因型”的肥胖个体，因体内储存能量多而增加了存活的机会。②胰岛素抵抗：由于大脑的中枢神经系统没有能量的储存，其唯一的能量来源是由血液循环中的葡萄糖和少量酮体所提供。在农业出现以前，远古人类能量的主要来源是通过群猎和采集方式获得的食物所提供，因此，同现代的饮食结构相比，远古人类饮食中的碳水化合物很少（<125g每日）。因此在有限的碳水化合物摄入的情况下，机体能量代谢系统的首要任务是确保大脑中枢神经系统的能量供应。在生存压力胁迫下，为了防止肌肉蛋白分解生糖，那些携带肌肉局部胰岛素抵抗的节俭基因型个体，能更有效提高血糖，使有限的碳水化合物供应给大脑中枢神经系统。综上所述，“食欲亢进和肌肉的胰岛素抵抗”自然选择优势基因群体虽然在农业出现后逐渐被淡化了，但保留下来的基因类型却成为糖尿病发生的遗传基础。支持这一理论的发现还有：在瑞典白人和Pima Indian人中的研究发现，在婴儿其有遗传性胰岛素抵抗倾向的个体的生存率相对较高。
“脱离了进化论的生物学犹如瞎子摸象”在漫长的人类进化史中，机体内的“自私”基因只是为了保证人类物种完成繁殖和哺乳，生存是“自私”基因的唯一目的。生存作为唯一目的前提下，造成肥胖的“节俭基因”型个体具有生存优势被自然选择所保留下来。然而“节俭基因”型个体易食欲亢进和胰岛素抵抗引发Ⅱ型糖尿病。血糖的轻、中度增高应该是人体内的一种“生理”现象，就像其他生理现象如同咳嗽、轻微的发热一样，是在人类进化史上有益的保护机制，因为这种性状在相对较短的时间内对机体的益处远远大于害处。迄今为止，人们发现了胰岛素能够降低血糖，但同升血糖的多种激素的能力相比，胰岛素的效力实在太弱了，在极度饥饿的时候机体甚至以牺牲分解蛋白生糖为代价来升高血糖。在人体中有众多的机制（如儿茶酚胺，皮质激素，生长激素，泌乳素等）可以在多个层次非常有效地升高血糖以防止低血糖发生，因为低血糖对身体的伤害远远超过了高血糖的危害，血糖过低瞬间可以使人晕倒，而高血糖对机体的造成生存危害往往需要15-20年的时间才能表现出来。众所周知胰岛素除了降血糖作用外，还有其他重要的生理功能如促进有丝分裂、促进蛋白质合成和抑制脂肪分解等。因此，血糖的轻、中度增高也许不是血糖利用的障碍，而是一种人体为了保证胰岛素供应的独立调节机制。
多年以来医学界一直就胰岛素抵抗和胰岛素分泌的异常中的哪一个因素是糖尿病的原发因素而争论不休，争论的双方均有大量的实验依据来支持自己的论断。据近年来提出的各种“节俭基因”型假说，胰岛素抵抗和胰岛素分泌的异常均可能是某一特定人群的“节俭型基因”的表现形式。因此，在寻找糖尿病和肥胖基因的遗传学研究中，进行系统地寻找致病基因之前，研究者一定要了解他们所研究的人群的特定性和该特定人群中肥胖和糖尿病发生的自然病程。肥胖、高血压、糖尿病和冠心病这些严重困扰现代人类的“非传染性疾病”就是“遗传稳态受损（Syndrome of impaired genetic homeostasis）”的疾病。根据“节俭基因型”的学说，“现代文明疾病”的广泛流行是漫长的自然选择留下来的“近乎完美的人类基因组”与迅速改变的饮食结构和现代生活方式之间冲突的结果。笔者已经强烈意识到现代工业文明所带来的饮食结构和生活方式的迅速改变给我们人类长期生存下去造成严重的威胁，使我更加对大自然的自然规律极其崇拜。笔者认为，在对糖尿病和肥胖等“现代文明病”的防治上，通过改变我们的饮食结构和生活方式，减少对“节俭基因型”和“胰岛素抵基因型”个体的不利影响，要比改变我们“曾经完美无缺”的人类基因组要容易得多。如果现代工业文明所带来的生存环境仍然长期持续的话，那些携带“节俭基因型”的“曾经近乎完美的人类基因组”个体将会逐渐被自然选择所淘汰，但所需要的时间实在太久了，也许要一万年，甚至十万年。
参考文献
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