Почему мы чувствуем себя больными? Есть ли в этом роль альтруизма?

Перевод: Даша Кокина

Публикация: 18.02.2018

Краткий обзор

Когда мы заражаемся инфекционным заболеванием, мы обычно чувствуем себя больными и ведем себя соответствующе. К симптомам поведения больного (ПБ) относятся: отсутствие аппетита, сонливость, пониженное настроение и сниженное социальное взаимодействие. ПБ может возникать у многих видов от членистоногих до позвоночных и вызывается неспецифическими вирусами, бактериями и паразитами, регулируется сложной сетью цитокинов и нейрогуморальными путями; ясно, что эта система была выработана в процессе естественного отбора. Тем не менее, ПБ кажется эволюционно дорогостоящим: оно способствует голоданию, уничтожению и снижению репродуктивных возможностей. Как тогда сохранилось ПБ? Предшествующие объяснения фокусировались на индивидуальной приспособленности, обеспечивающей повышенную резистентность к болезнетворным организмам. Может ли предотвращение передачи заболевания, распространяющегося в популяциях посредством родственного отбора, также способствовать ПБ?

Синдром заболевания и поведение больного

Синдром заболевания - это генерализованный ответ организма-хозяина на инфекционный процесс. Его классические физиологические признаки включают лихорадку и анемию, а также психологические симптомы: так называемое «поведение больного» . Эти симптомы знакомы любому, кто когда-либо болел, и к ним относятся: усталость, пониженное настроение, раздражительность, дискомфорт, боль, тошнота, пониженный интерес к еде, напиткам, социальным контактам, сексу. У животных такие изменения количественно базируются на поведении и отражают изменение приоритетов мотивации во время болезни . Распространено заблуждение о том, что непосредственно патогенные организмы вызывают такое поведение, но по факту ПБ формируется иммунной и нейроэндокринной системами организма хозяина; у млекопитающих развито несколько параллельных путей, предупреждающих мозг о развитии воспаления и вызывающих симптоматическое поведение (Рисунок 1).

Рисунок 1

Информация о воспалении достигает мозга посредством параллельных нервного и циркуляторного путей. Лейкоциты, такие как дендритные клетки (DCs) и макрофаги, воспринимают микроорганизмы через рецепторы, опознающие патоген, такие как Толл-подобные рецепторы (TLRs) и NOD-подобные рецепторы (NLRs), затем высвобождаются провоспалительные цитокины, такие как интерлейкин 1 бета (IL–1β), IL–6 и фактор некроза опухоли α (TNF-α). В нервном пути цитокины активируют вагусные афференты, которые иннервируют ядра в стволе мозга (ядро одиночного пути (NTS)). Они в свою очередь передают сигнал к различным ядрам в гипоталамусе, таламусе и миндалевидном теле . В циркуляторном пути микробные лиганды и цитокины через кровь поступают к мозговым оболочкам, хориоидальному сплетению и циркумвентрикулярным органам (розовым цветом), где они могут поступить в мозг. Более свежие данные указывают, что такие лиганды могут также активировать эпителий в областях интактного гематоэнцефалического барьера, вызвав синтез различных простагландинов и высвободив их в ядра, отвечающие за специфическое поведение.

Несмотря на то, что характеристики могут варьировать, ПБ широко распространено и среди микроорганизмов, и среди хозяев: причиной ПБ могут выступать разнообразные патогенные организмы (вирусы, бактерии и простейшие), в то же время возникающие поведенческие реакции эквивалентны для нескольких классов позвоночных, а также членистоногих. Тем не менее, при ближайшем рассмотрении выясняется, что некоторые роды животных демонстрируют значительные вариации в степени проявления ПБ , которые остаются необъясненными.

Тайна: почему мы чувствуем себя больными?

Так как ПБ - устоявшееся явление, которое опосредовано комплексом иммунологических и нейрогуморальных путей, ясно, что оно должно обладать эволюционными преимуществами. Тем не менее, в течение последних 25 лет на понимание непосредственных причин ПБ было затрачено множество усилий , но его изначальная причина - причина, по которой эта приспособительная реакция вообще развилась в ходе эволюции, — привлекала относительно небольшое внимание. В отличие от физиологических симптомов болезни, таких как лихорадка и дефицит железа в крови, которые, вероятно, повышают резистентность к патогенам (Вох 1), поведенческие симптомы остаются недостаточно объясненными. Понятно, что все эти симптомы требуют значительных затрат организма хозяина (Рисунок 2). Анорексия и отсутствие потребности в воде (адипсия) повышают риск истощения, потери необходимых питательных веществ, дегидратации, особенно из-за лихорадки. Летаргия может привести к истреблению, замедляя добычу и делая ее доступной для хищника. Социальная незаинтересованность понижает родительскую заботу , ограничивает возможности спаривания и вместе с усталостью может привести к потере территории и социального статуса. То есть для развития ПБ эти потери должны быть компенсированы преимуществами. Какие это могут быть преимущества?

Вставка 1. Лихорадка и дефицит железа: физиологическая манифестация синдрома болезни

Физиологические реакции на болезнь инициируются иммунной системой и распространяются главным образом мозгом и печенью. Считается, что многие из этих реакций увеличивают сопротивляемость организма инфекциям, при этом две - лихорадку и анемию - связывают с развитием ПБ. Считается, что лихорадка улучшает выживаемость от инфекций , непосредственно подавляя рост различных патогенов и усиливая иммунную функцию (например, бактериальный клиренс, пролиферацию Т-лимфоцитов, активацию нейтрофилов) . Преимущества гипертермии убедительно демонстрируются в эктодерме рептилий и рыб, у которых преднамеренное воздействие высоких температур внешней среды повышает выживаемость . У кроликов, мышей, цыплят антипиретики часто повышали смертность от бактериальных и вирусных инфекций. Доказательства положительного влияния гипертермии на течение заболеваний у людей не окончательные, поскольку не проводились крупномасштабные слепые исследования. Тем не менее, несколько небольших рандомизированных испытаний определили, что применение антипиретиков задерживает выздоровление от таких инфекций, как малярия и ветряная оспа. Поэтому считается, что обычное лечение гриппа антипиретиками вызывает, по крайней мере, 700 дополнительных смертельных случаев в одних только Соединенных Штатах. Другой физиологический компонент заболевания – анемия, которая является побочным результатом гипоферремии вследствие инфекции. Дефицит железа - это тонко регулируемый процесс, направленный на лишение патогенных организмов железа, необходимого для их роста . Это затрагивает несколько классов патогенных микроорганизмов, включая многих бактерий, некоторые вирусы и несколько видов простейших. Железо в свободном доступе может уменьшить нормальную резистентность к бактериям при некоторых заболеваниях, а избыток железа увеличивает уровень зараженности инфекциями, такими как туберкулез, малярия, бруцеллез. Инфекция вызывает дефицит железа в качестве одного из компонентов острой фазы печеночного ответа. Воспалительные цитокины – интерлейкин 6, ИЛ-22 и интерфероны 1 типа - инициируют продукцию пептидного гормона гепсидина в печени.Гепсидин связывается с трансмембранным экспортером железа-ферропортином и вызывает его интернализацию. В результате макрофаги захватывают железо, высвобожденное из эритроцитов, и энтероциты прекращают передавать железо из пищеварительного тракта в циркулирующую кровь; количество плазменного железа быстро уменьшается.

Рисунок 2. Влияние ПБ на непосредственную приспособленность

Поведенческие (розовый цвет) и физиологические (зеленый цвет) симптомы ПБ непосредственно или косвенно могут привести к неадекватным последствиям (оранжевый цвет), которые уменьшают индивидуальную приспособленность.

Может ли поведение больного улучшить резистентность организма хозяина?

Концепция о том, что ПБ является скоординированной и адаптивной реакцией на инфекцию, существует с середины 80-х годов. Историческое развитие этой концепции и различные гипотезы относительно адаптивной роли ПБ были рассмотрены в нескольких обширных обзорах . Ранние результаты исследований анорексии подтвердили, что ПБ непосредственно приносит пользу хозяину. В хорошо контролируемом исследовании 1979 года Мюррей и Мюррей инфицировали мышей листерией (Listeria monocytogens) и кормили их насильно, чтобы компенсировать результаты анорексии . Зараженные мыши погибали в большом количестве. В отличие от адаптивных эффектов лихорадки, это оставалось неизученным в крупных изолированных исследованиях, и опровергающие теории все еще обсуждают: увеличивает ли анорексия резистентность к патогенным организмам и как это происходит . Предположения включали преднамеренное исключение питательных веществ, предотвращение поступления потенциально контаминированной пищи, а также уменьшения рисков поиска пищи, пока организм ослаблен . Недавно созданные источники, связывающие питание, кишечную микрофлору и иммунитет , могут также быть приняты во внимание. В 1988 в оригинальной газете Бенджамин Л. Харт впервые предположил, что ПБ – скоординированный ответ, приносящий пользу организму хозяина . Понимая то, что лихорадка и дефицит железа непосредственно способствуют защите организма хозяина (Вставка 1), Харт предположил, что ПБ, прежде всего, предназначено для того, чтобы помогать этой физиологической адаптации. В частности, он предположил, что ПБ развивается, чтобы сохранить энергию, необходимую для метаболически требовательной лихорадки. Таким образом, неподвижность, летаргия и пониженная мотивация к получению еды развиваются, чтобы минимизировать работу мышц и воздействие холода. Анорексия, с другой стороны, способствовала бы дефициту железа, уменьшая его потребление. Другие способы поведения рассматривались как подчиненные основным, которые сохраняют энергию и уменьшают содержание железа. Уменьшенный уход за поверхностью тела, например, может сохранить жидкость в контексте адипсии, тогда как уменьшенный поиск пищи может защитить ослабленное животное от хищников. Гипотеза Харта остается доминантной теорией в этой области , поскольку она узко объясняет большой спектр симптомов. Так как это только предположение, накопленные доказательства выявили некоторые недостатки в гипотезе; сейчас пришло время переоценить ее. Основой гипотезы является предположение о роли сохранения энергии в поддержании лихорадки. ПБ определенно связано с уменьшенной мотивацией к действиям - и поэтому с меньшим расходом энергии. Однако во многих случаях лихорадка и ПБ разъединены: одно возникает без другого . У людей, к примеру, недомогание и усталость часто характерны для легких инфекций, которые не вызывают лихорадку. Еще более важно то, что некоторые аспекты ПБ могут фактически направить энергетический баланс в неправильное русло. Заключение в гнездах и норах не всегда сохраняет высокую температуру. В теплых климатических поясах в норе прохладнее, чем снаружи в окружающей среде, и подвижность увеличивает температуру тела, но пустынные животные остаются внутри . Другой имеющий обратный эффект симптом - уменьшенный уход за поверхностью тела. Когда млекопитающие и птицы прекращают уход, их шерсть и оперение постепенно теряют изолирующие функции; в итоге требуется большее количество энергии, чтобы поддержать лихорадку . Самый парадоксальный симптом - анорексия, которая, как признает Харт, лишает больных животных энергии, необходимой для поддержания лихорадки (особенно у мигрирующих животных, которые не могут уменьшить энергетические расходы, укрывшись в защищенных местах). Признавая это, Харт предположил, что анорексия развивается, чтобы уменьшить потребление железа, таким образом способствуя другому важному антибактериальному фактору — дефициту железа. Кажется маловероятным, что эволюция способствует неизбирательному понижению качества питания, только чтобы уменьшить потребление железа. Травоядные животные, например, могут изменить свою диету, чтобы удовлетворить пищевым потребностям ; так, они могли бы избегать только продуктов богатых железом или заглатывать глинистую почву, чтобы уменьшить всасывание железа . Что еще более важно, понимание физиологами механизмов развития дефицита железа значительно продвинулось с тех пор, представляя это понятие менее вероятным. Количество получаемого с пищей железа пренебрежимо мало по сравнению с общими запасами железа в организме и количеством железа, перерабатываемым в ходе эритропоэза . Поэтому анорексия может способствовать только отсроченным изменениям в железе плазмы . Напротив, воспалительные факторы – липополисахариды (LPS) - могут вдвое сократить плазматическое железо в течение нескольких часов . Прямой механизм, посредством которого инфекция вызывает дефицит железа (Вставка 1), был открыт только 15 лет назад . Этот механизм включает быстрое производство гепсидина в печени. Этот механизм значительно эффективнее анорексии, когда в результате инфекции требуется быстро уменьшить содержание железа в плазме. Так как объяснения Харта не были применимы ко всем симптомам ПБ, с тех пор было предложено несколько дополнительных теорий. Уоткинс и Майер подчеркивали важность аллодинии и гипералгезии (уменьшения болевого порога и увеличения интенсивность боли) при ПБ. Они предположили, что эти симптомы вместе с уменьшенной активностью при болевом поведении предназначены для того, чтобы защитить чувствительные органы и ткани от дальнейшего повреждения. Медзитов и др. утверждают, что ПБ, в основном, способствует толерантности к паразитам, а не их устранению, хотя детали этого взаимодействия остались неясными. Все эти теории фокусируются на прямых преимуществах, которые инфицированный организм может получить от ПБ; они пренебрегают косвенным воздействием, которое ПБ может оказывать на групповой уровень. В целом, доказательства того, что все признаки ПБ непосредственно улучшают резистентность организма хозяина к инфекции, остаются неполными, и после нескольких десятилетий исследований в этой области авторы все еще спорят, действительно ли и как именно симптомы ПБ приносят пользу организму хозяина . Каково тогда дополнительное эволюционное объяснение?

Может ли родственный отбор способствовать эволюции ПБ?

Если увеличение непосредственной приспособленности не может полностью объяснить целесообразность ПБ, определенную роль может играть косвенная приспособленность. Мы предполагаем, что ПБ эволюционировало по той причине, что оно снижает передачу инфекционного заболевания между связанными индивидами. Хотя эта идея и возникала прежде , она никогда не признавалась главным принципом организации ПБ у позвоночных животных. Мы называем эту теорию “гипотеза Им” в честь английской общины горной промышленности, которая изолировала себя, чтобы сдержать вспышку бубонной чумы в 1666. По сообщениям, три четверти сельских жителей погибло, но окружающие общины были спасены . Гипотеза Им основывается на трех предпосылках:

Первая предпосылка: ПБ уменьшает прямые и непрямые контакты между инфицированными особями и представителями своего вида

Поразительно то, что большинство симптомов, которые составляют ПБ, имеют “общий знаменатель”: они ограничивают контакты между больными особями и их социальными группами (Рисунок 3). Это достигается благодаря применению трех сдерживающих стратегий:

Рисунок 3. Преиущества ПБ для косвенной приспособленности

Симптомы ПБ (розовый цвет) могут подавить (красные линии) или способствовать (зеленые стрелки) нескольким посредническим (желтый цвет) факторам, тем самым уменьшая патогенную передачу через несколько (синий цвет) механизмов.

Сдерживающая Стратегия №1 - ограничение физических контактов

Очевидно, что основные симптомы ПБ - социальная незаинтересованность, депрессия, повышенная чувствительность к боли, усталость, сонливость - уменьшают подвижность и общественную деятельность зараженных особей, ограничивая их контакты с представителями своего вида. Аналогично, сексуальная незаинтересованность подавляет ухаживание и спаривание, тогда как уменьшенный родительский уход влечет за собой, по определению, меньшее взаимодействие с потомством. Вклад анорексии и адипсии менее очевиден; подавляя мотивацию к еде и к употреблению воды, они уменьшают позывы к перемещению в поисках еды и воды, животные перестают принимать пищу с членами группы и собираться у водных источников. Добровольная изоляция может подтвердиться народной приметой: неизлечимо больные собаки оставляют своих владельцев, чтобы умереть в одиночестве. Подобное поведение было зарегистрировано в дикой местности среди барсуков, которые, заразившись бычьим туберкулезом, отделялись от клана и заселяли отдельные барсучьи норы, где и умирали . Характерно, что противоположный эффект наблюдается, когда болезнетворные микроорганизмы управляют поведением хозяина, получая выгоду. При таких болезнях зараженные хозяева становятся гиперактивными и больше взаимодействуют с потенциальными хозяевами: например, бешеные собаки становятся бесстрашными, больше кусают; грызуны, зараженные Toxoplasma gondii, не боятся кошек (окончательных хозяев) .

Сдерживающая Стратегия №2 - ограничение контаминации окружающей среды

Кроме ограничения прямых контактов, ПБ может также ограничивать косвенные контакты между представителями одного вида, уменьшая микробное загрязнение общих ресурсов - почвы, пищи и воды (Рисунок 3). Такие симптомы, как сонливость, усталость и пониженное настроение уменьшают радиус деятельности животного, ограничивая контаминацию окружающей среды его непосредственным окружением. Социальная и сексуальная незаинтересованность, а также анорексия и адипсия уменьшают передвижения животных дальше родной местности. Анорексия и адипсия кажутся главными в этом отношении, поскольку они препятствуют тому, чтобы больные животные загрязняли общую, еду и водные ресурсы. Загрязнение пастбищ (для травоядных) или туш животных (для плотоядных) и загрязнение водопоев - несомненно, главные маршруты для оральной и фекально-оральной передачи инфекции в дикой местности. Наконец, анорексия и адипсия также уменьшают дефекацию, диарею и рвоту, которые являются главными средствами распространения для кишечных патогенных микроорганизмов.

Сдерживающая Стратегия №3- оповещение об инфекции представителей своего вида.

Стратегии № 1 и № 2 включают самоналоженные ограничения, но ПБ может также действовать, вызывая ответ сородичей. У многих видов члены группы могут обнаружить зараженных особей через визуальные, обонятельные и химические сигналы , дистанцироваться сами и прекратить взаимодействовать с ними . Такая передача сигналов была продемонстрирована наиболее убедительно у общественных насекомых (пчел), у которых химическая коммуникация используется, чтобы скоординировать социальную устойчивость/защищенность (Вставка 2).

Вставка 2. Случаи социального иммунитета у общественных насекомых

Социальные (общественные) насекомые — общественные пчелы и осы, муравьи, термиты — формируют колонии, называемые “суперорганизмы”. Они содержат немного размножающихся особей и много тесно связанных бесплодных рабочих. Рабочие не являются необходимыми для продолжения рода, они коллективно заботятся о потомстве, генетически вкладываясь в братьев и родителей. Эта ситуация/положение поддерживает взаимодействие и альтруизм. Колонии социальных насекомых - это идеальные условия для распространения болезнетворных микроорганизмов, поскольку их обитатели живут в высокой плотности, постоянно соприкасаются и обменивают едой через рот. Низкое генетическое разнообразие может представлять дополнительную угрозу, поскольку больше индивидуумов восприимчиво к одним и тем же болезнетворным микроорганизмам. Теоретически, эти факторы делают социальных насекомых оптимальными кандидатами для развития ПБ. Эмпирически, долгое время считалось, что социальные насекомые демонстрируют социальный иммунитет - коллективное поведение, которое способствует сопротивлению паразитам и ограничивает контагиозные взаимодействия среди членов группы . Многие черты такого поведения напоминают ПБ у позвоночных животных, тогда как некоторые из них – специфическая адаптация к условиям в колониях насекомых. Среди нескольких видов муравьев, которых экспериментально заразили живыми болезнетворными микроорганизмами или веществами, ассоциированными с болезнетворным микроорганизмом (такими как липополисахариды), особи становились менее общительными , избегали контактов с выводком , прекращали передавать еду соседям по гнезду (трофаллаксис) , становились менее подвижными , прекращали чистить соседей и проводили большую часть времени вне гнезда, где в конечном счете умирали . Точно так же среди медоносных пчел: особи, здоровье которых под угрозой, меньше едят, передают меньше нектара улью , проводят меньше времени в улье и в итоге умирают в изоляции . Это вынужденное оставление улья может объяснить внезапное массовое дезертирство, наблюдаемое в недавних эпидемиях Синдрома разрушения пчелиных семей (CCD), независимо от неуловимого болезнетворного микроорганизма, который вызывает его . Поведение зараженных паразитами термитов было изучено меньше, но зараженные особи, возможно, мигрируют в нижнюю часть термитника и умирают там .Передача сведений о состоянии здоровья является важным аспектом социального иммунитета. Большая часть наших знаний касается “гигиенического поведения” медоносных пчел. В этом процессе зараженные личинки и куколки выявляются и удаляются из улья рабочими, этим ограничивается распространение инфекций . Очевидно, выводок сообщает о своем состоянии здоровья химически на самых ранних стадиях болезни. Недавно было показано, что взрослые пчелы могут также быть высланы из улья на основании подобных сигналов . Поведенческий компонент такой передачи сигналов более ясен у термитов семейства Termopsidae, у которых взрослые, контактировавшие с грибковыми спорами, сигнализируют об этом посредством вибрации, чтобы отпугивать других особей из колонии.

Исследования показали, что сошниково-назальный орган грызунов вовлечен в ощущение инфекции и воспрепятствование социальным и сексуальным взаимодействиям ; важно, что иммунной активации с липополисахаридами было достаточно, чтобы отметить животных как больных. Даже у людей - у млекопитающих с плохо развитым обонянием - одежду липополисахарид-несущих людей можно почувствовать по запаху . Легко признать, что обнаружение инфицированного представителя своего вида развивалось как защитный механизм, но передача таких сигналов, возможно, также была выработана в процессе отбора. Несколько признаков ПБ могут действовать как сигналы инфекции: уменьшенный уход за собой явно отличает зараженных особей как грязных, неряшливых и, вероятно, подчеркивает обонятельные сигналы, которые они испускают. Подобные изменения могут затронуть вокальную коммуникацию. У воробьев, например, частота и структура пения изменяются во время воспалительных реакций . Наконец, стереотипные движения и положения, которые инфицированные животные принимают из-за усталости и гиперальгезии, могут действовать как дополнительные сигналы. Таким образом, липополисахарид-несущие субъекты могут быть обнаружены наблюдателями на основании походки. Сигнальные аспекты таких изменений в поведении делают больных животных доступными хищникам. Под наблюдением плотоядных животных больные члены стада попытались бы замаскировать свою уязвимость и подавить ПБ . Это наблюдение предполагает, что животные могут предупредить свою семью об инфекции, но подавить такую передачу сигналов хищникам.

Предпосылка № 2: Уменьшенное количество контактов ограничивает распространение инфекций.

Медицина долго признавала важность изоляции для сдерживания инфекционного заболевания у людей. Поведенческие вмешательства, такие как карантин, закрытие школ и запреты на путешествия и нахождение в общественных местах сократили распространение контагиозных болезней, таких как лихорадка Эбола , трансмиссивных инфекций - бубонная чума , аэрогенных инфекций - тяжёлый острый респираторный синдром (ТОРС) . Эти успехи демонстрируют, что независимо от механизмов социальная изоляция может уменьшить передачу инфекции. Вопрос, более относящийся к развитию ПБ, состоит в том, эффективна ли самостоятельная социальная изоляция в дикой природе. Существуют несколько таких примеров: в прошлое десятилетие популяции летучих мышей многих разновидностей в Северной Америке пострадали из-за грибковой болезни - синдрома “белого носа”. Хотя почти все наблюдаемые колонии были истреблены, некоторые популяции летучих мышей выжили, приняв уединенный образ жизни . С другой стороны, исследование диких оленьих хомячков показало, что очень активные особи, которые контактировали с большим количеством сородичей, показали более высокий уровень вирусной зараженности . Изоляция зараженных людей, основанная на клинических признаках, может быть эффективной только тогда, когда она совпадает с контагиозным периодом . Эмпирические данные подтверждают, что при нескольких изученных инфекционных заболеваниях (за исключением ВИЧ-инфекции) это действительно имеет место быть. Таким образом, при ТОРС, натуральной оспе и ящуре это совпадение превышает 80%, для гриппа диапазон 50% -90% . Так как поведенческие признаки, как правило, предшествуют определенным клиническим знакам, эти показатели, вероятно, недооценивают совпадение между ПБ и периодом контагиозности и потенциальным сокращением передачи.

Предпосылка №3: Поведение, которое уменьшает патогенную передачу, может сохраняться посредством родственного отбора.

Если ПБ действительно поддерживает приспособленность других членов группы в ущерб отдельным особям, то это можно считать случаем биологического альтруизма. Долго обсуждалось, как альтруизм может стать эволюционно стабильной стратегией (ESS). Вероятный механизм – родственный отбор - выбор положительных черт, которые увеличивают приспособленность родственников особи. Эта первоначально спорная теория, выдвинутая В. Д. Гамильтоном , была математически утверждена и широко принята с тех пор . Родственный отбор легко принять, когда альтруизм активно направлен на родственников (например, птицы симулируют ранение, чтобы увести хищников от их птенцов), но как это может способствовать ПБ, ответу, который неизбирательно влияет на связанных и несвязанных членов группы? Это может произойти только когда средняя связанность в пределах социальной группы выше, чем в пределах всей популяции. Действительно, у многих видов (хотя, конечно, не у всех) генетически связанные особи непропорционально представлены в непосредственных социальных группах, в которых происходит большинство физических взаимодействий . Такое смещение развивается из-за высокой вязкости популяции, т.е., медленного и пространственно ограниченного рассредоточения потомства. Виды животных варьируют по степени межгруппового родства, основанной на их жизненной истории. В одном конце спектра r-стратегии отбора: потомки таких животных неонатально независимы и широко распространяются. В таких условиях социальные обстоятельства вряд ли будут стимулировать ПБ. В противоположном конце спектра лежат социальные животные. Среди них больше всего изучены социальные перепончатокрылые (Вох 2). Эти насекомые действительно показывают множество коллективных поведенческих способов защиты от болезни, отчасти напоминающих ПБ, которые называют “социальным иммунитетом” . Люди, классические представители K-стратегии отбора, которые сосуществуют большую часть жизни с родственниками первой степени, лежат ближе к этому полюсу спектра. Весьма любопытен тот факт, что некоторые экспериментальные данные свидетельствуют о том, что ПБ фактически не так универсально, как обычно считается. Некоторые птицы могут заразиться, у них формируется иммунная реакция и развивается лихорадка, при этом заметных симптомов болезни нет , и это приводит к внезапной смерти от инфекции . У рыб действие липополисахаридов не вызывает заметных изменений в поведении . Исследования в диких популяциях мышей показали, что интенсивность ПБ значительно варьируется среди родственных видов . Исследовательские усилия необходимо направить на выяснение того, как это разнообразие касается социальной структуры.

Что дальше?

Гипотеза Им непосредственно никогда не проверялась, поэтому эмпирические доказательства в ее пользу еще недостаточны; тем не менее, она дает проверяемые прогнозы. Как указано выше, ESS для ПБ уравновесила бы свою стоимость для зараженных людей с преимуществом в виде сокращения передачи инфекции их семье. Это преимущество должно быть пропорционально патогенной вирулентности, возможностям передачи между людьми (инфекционность) и средней связанности восприимчивых организмов. Следовательно, можно исследовать несколько прогнозов корреляционно (1-3), экспериментально (4, 5) или математически (6, 7).

Вирулентность: Различные болезнетворные микроорганизмы вызывают ПБ различной интенсивности. Наша теория предсказывает, что посредством эволюционного процесса более опасные болезнетворные микроорганизмы вызывают более сильные поведенческие ответы. Когда болезнетворный микроорганизм смертелен, человек мало проигрывает (поскольку он умрет так или иначе) и извлекает пользу (поскольку он спасает своих родственников от смерти) от изнурительного поведенческого ответа. Когда болезнетворный микроорганизм невирулентен, оптимальный поведенческий ответ будет субклиническим, не вызывая ПБ, даже если иммунная реакция активирована.
Передача заболевания: Увеличенные шансы для передачи также способствовали бы энергичному ПБ. Таким образом, более интенсивное ПБ ожидается среди видов, которые живут в плотных колониях и участвуют в близком физическом контакте (особенно во время жизни в группе). Аналогично, высоко контагиозные болезнетворные микроорганизмы, как ожидается, вызовут более явное ПБ.
Генетическое родство: Более высокое родство в пределах социальных групп должно также усилить ПБ (как и другие альтруистические типы поведения). Таким образом, ПБ усилилось бы в связи с вязкостью популяции и продолжительностью заботы о потомстве. Это может быть проверено при сравнении филогенетически закрытых видов (например, общественных и одиночных ос). Можно сравнивать особей в пределах сообществ: например, матери против отцов у полигамных видов и репродуктивные особи против нерепродуктивных членов социальных сообществ.
Противовоспалительные препараты: Фармакологическое подавление ПБ у экспериментально зараженных особей должно ускорить распространение инфекций, даже когда течение болезни остается неизменным. Такие эксперименты, тем не менее, потребовали бы среду обитания, в которой возможна эффективная самоизоляция.
Сигналы и метки: Чтобы исключить иммунологические эффекты на патогенный клиренс, может быть прослежено рассеивание безвредных меток, таких как пигменты или радиоизотопы.
Математические модели: Могли бы быть разработаны, чтобы формально исследовать осуществимость гипотезы.
Компьютерное моделирование: Могло бы быть применено, чтобы проверить гипотезу в цифровой форме.

Мы так привыкли к недомоганию, плохому самочувствию, являющемуся сущностью инфекции, что часто забываем спрашивать себя, почему это развивается. Социальные последствия ПБ могут не быть единственной селективной силой, но они явно способствуют селекции, и их значение игнорировали слишком долго. Тайна ПБ – это не только интеллектуальный вызов, она также имеет клиническое значение. Это вызвано тем, что поведенческие признаки обычно уменьшаются после использования противовоспалительных препаратов, таких как ингибиторы циклооксигеназы (ЦОГ). Согласно гипотезе Им, такое использование может оказаться социально безответственным. Позволяя зараженным людям широко перемещаться и социализироваться, мы вмешиваемся в естественный механизм, который предотвращает распространение инфекции. Напротив, ПБ, которое сопровождает медицинские процедуры (такие как лечение цитокинами) и неинфекционные болезни (такие как кахексия при раке), является побочным эффектом, который можно было бы медикаментозно подавлять без последствий.

Благодарности

Мы благодарим профессора Шэмгэра Бена-Элияху за его критическое чтение рукописи и полезные советы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.