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Que razão evolutiva existe para a doença hemolítica?

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Hoje em dia temos métodos que nos permitem superar a doença hemolítica do recém-nascido ou prevenir seu aparecimento. O conflito Rh ou Kell, mas como é possível que esteja presente? Por que não desapareceu devido à seleção natural?

Uma doença hemolítica ocorre, por exemplo, quando a mãe tem Rh- e o feto tem Rh + depois do pai. Então, quando o sangue da criança chega ao sistema circulatório da mãe, ela cria anticorpos anti-Rh + que irão atacar e eventualmente matar seu próximo bebê com Rh +. Assim, podemos supor que a doença hemolítica é geneticamente dependente e causa efeito letal.

Então, estou procurando qualquer explicação. Eu sei, que não pode haver nenhum, só estou perguntando.


A doença hemolítica não é uma doença genética. É uma desvantagem de como o sistema imunológico funciona. Em geral, os benefícios gerais de ter o sistema imunológico como está agora são muito maiores do que desvantagens esporádicas, como a doença hemolítica, por isso não é contra-selecionado. Se, em vez de ser uma condição rara, fosse comum, eu esperaria que fosse de fato contra-selecionada.


Evidência de base biológica para a religião na evolução humana

Um pesquisador da Auburn University se juntou ao National Institutes of Health para estudar como as redes cerebrais moldam a crença religiosa de um indivíduo, descobrindo que as interações cerebrais eram diferentes entre assuntos religiosos e não religiosos.

Gopikrishna Deshpande, professor assistente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação do Samuel Ginn College of Engineering de Auburn, e os pesquisadores do NIH publicaram recentemente seus resultados na revista "Brain Connectivity".

O grupo encontrou diferenças nas interações cerebrais que envolviam a teoria da mente, ou ToM, rede cerebral, que sustenta a capacidade de relacionar as crenças, intenções e desejos pessoais de alguém com os dos outros. Indivíduos com atividade ToM mais forte foram considerados mais religiosos. Deshpande diz que isso apóia a hipótese de que o desenvolvimento de habilidades ToM em humanos durante a evolução pode ter dado origem à religião nas sociedades humanas.

"A crença religiosa é um atributo humano único observado em diferentes culturas do mundo, mesmo nas culturas que evoluíram independentemente, como os maias na América Central e os aborígenes na Austrália", disse Deshpande, que também é pesquisador da Auburn's Magnetic Resonance Imaging Research. Centro. "Isso levou os cientistas a especularem que deve haver uma base biológica para a evolução da religião nas sociedades humanas."

Deshpande e os cientistas do NIH estavam acompanhando um estudo relatado nos Proceedings of the National Academy of Sciences, que usava imagem de ressonância magnética funcional, ou fMRI, para escanear o cérebro de indivíduos declarados religiosos e não religiosos enquanto contemplavam três dimensões psicológicas das crenças religiosas.

O fMRI - que permite aos pesquisadores inferir regiões e redes cerebrais específicas que se tornam ativas quando uma pessoa realiza uma determinada tarefa mental ou física - mostrou que diferentes redes cerebrais foram ativadas pelas três dimensões psicológicas; no entanto, a quantidade de ativação não foi diferente em assuntos religiosos em comparação com assuntos não religiosos.


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1. O que é medicina evolutiva?
Como estou ansioso pelo dia em que ninguém precisa perguntar! A medicina evolucionária, às vezes chamada de medicina darwiniana, é o campo na interseção da evolução e da medicina. Evolução E Medicina é um descritor melhor, mas não pegou. O campo usa a ciência básica da biologia evolutiva para encontrar maneiras de prevenir e tratar doenças, e usa estudos de doenças para avançar a biologia evolutiva básica (2).

2. O que não é medicina evolutiva?
A medicina evolucionária não é radical ou alternativa. Não é um tipo especial de prática médica. Não defende nenhum tipo específico de dieta, exercício ou tratamento. Não faz recomendações clínicas diretas baseadas apenas na teoria (3). Se o seu médico afirma praticar a medicina evolucionária, certifique-se de que as recomendações de tratamento sejam baseadas em estudos científicos controlados. Se vierem diretamente da teoria, encontre um médico melhor. A medicina evolucionária é a ciência médica convencional padrão, apropriadamente cautelosa ao fazer recomendações clínicas.

3. Como a medicina evolucionária transforma nossa compreensão das doenças?
A medicina evolucionária apresenta um tipo fundamentalmente novo de questão sobre as doenças. Em vez de apenas perguntar como funcionam os corpos e por que algumas pessoas adoecem, a medicina evolucionária também pergunta por que a seleção natural deixou todos nós com características que nos tornam vulneráveis ​​a doenças (1). Por que temos dentes do siso, artérias coronárias estreitas, um canal de parto estreito e uma passagem para alimentos que atravessa a traqueia? A evolução explica por que temos características que nos deixam vulneráveis ​​a doenças, bem como por que tantos outros aspectos do corpo funcionam tão bem. Por exemplo, a pergunta usual sobre a dor nas costas é por que afeta alguns indivíduos. A medicina evolucionária também pergunta por que problemas nas costas têm sido um problema para todas as espécies de hominídeos desde que eles caminharam sobre duas pernas.

4. A medicina evolutiva trata principalmente de doenças causadas por nossos ambientes modernos?
A maioria das doenças crônicas ocorre porque nosso corpo está mal preparado para permanecer saudável em ambientes modernos (4), mas esta é apenas uma das várias explicações evolutivas para o porquê de adoecermos (5). A vulnerabilidade a infecções persiste porque os patógenos evoluem muito rapidamente. Nem todas as mutações deletérias podem ser eliminadas porque há limites para o que a seleção natural pode fazer. Outras vulnerabilidades resultam de compensações inevitáveis, incluindo a grande de maximizar a reprodução mesmo quando isso prejudica a saúde. Além disso, a seleção moldou muitas defesas, como a inflamação, cuja utilidade tem um custo substancial em danos e sofrimento aos tecidos. Estas não são alternativas às explicações médicas padrão, são explicações complementares mais profundas.

5. A medicina evolucionária trata apenas de vulnerabilidades?
Não, as perguntas sobre vulnerabilidade são apenas uma parte da medicina evolucionária. Alguns cientistas usam evidências de DNA para traçar a história evolutiva de humanos e patógenos. Alguns usam a evolução para descobrir novas maneiras de prevenir a resistência a antibióticos e drogas quimioterápicas contra o câncer. Outros estudam por que a seleção não pode remover algumas variações genéticas que causam doenças. A medicina evolutiva inclui todos os aspectos da biologia evolutiva aplicada a todos os problemas da medicina e da saúde pública.

6. A medicina evolutiva mostra como as doenças são úteis, certo?
Errado. As doenças não são adaptações moldadas por seleção. Não há nada de útil na pneumonia, esquizofrenia, epilepsia ou câncer. Tentar entender as doenças como se fossem adaptações é um equívoco, infelizmente tão comum quanto grave (6). No entanto, muitos sintomas da doença, como dor, febre, vômito, tosse e fadiga, são adaptações. Os sistemas que regulam essas defesas são, por boas razões evolutivas, sujeitos a falhas que causam dor crônica, transtornos de ansiedade e muitas outras doenças.

7. A medicina evolutiva é útil?
Com certeza é! Algumas aplicações são relativamente diretas - médicos que entendem como os mecanismos de regulação moldados pela seleção podem tomar melhores decisões sobre quando é seguro usar medicamentos para bloquear a febre e a tosse (2,3). Porém, assim como a genética e a microbiologia, a evolução é uma ciência básica que fornece principalmente novos conhecimentos que levam a novos tratamentos (1,7,8). Modelos evolutivos que analisam a competição evolutiva entre células em uma doença maligna levaram a novas estratégias de quimioterapia que estendem muito a vida de camundongos com câncer (9). Modelos de resistência a antibióticos sugerem que “tome todos os comprimidos do frasco” pode ser um conselho ruim (10). Devemos descobrir o que em nosso ambiente moderno está causando a nova epidemia de doenças autoimunes como diabetes, esclerose múltipla e doença de Crohn (11).

8. A maioria dos médicos já não sabe tudo sobre a evolução?
Não, a maioria dos médicos provavelmente seria reprovada no exame intermediário em uma aula introdutória de evolução (13,14). Mesmo os líderes médicos costumam ter conceitos errôneos grosseiros. Um famoso geneticista uma vez sugeriu em um grande encontro de Darwin que a seleção mantém as mutações acontecendo para o bem da espécie, uma ideia que foi reconhecida como um erro por 50 anos. A crença de que a longa associação com um hospedeiro torna os vírus mais brandos permanece comum entre os médicos, décadas depois que Paul Ewald e outros apontaram que a seleção maximiza a transmissão de patógenos, mesmo que isso mate o hospedeiro. Os engenheiros aprendem os princípios da termodinâmica para não cometer erros como tentar construir máquinas de movimento perpétuo. Os médicos nunca aprendem os princípios da biologia evolutiva, portanto, os principais equívocos persistem na medicina (15).

9. Por que as escolas de medicina não ensinam evolução da mesma forma que ensinam outras ciências?
A maioria das escolas de medicina não tem biólogos evolucionistas no corpo docente, poucos médicos que sabem muito sobre a evolução e alguns que pensam que os corpos são produtos do design inteligente. Mesmo a ideia central de que as explicações evolutivas são necessárias para complementar as descrições dos mecanismos não é familiar para a maioria dos médicos. Alguns exibem sua ingenuidade de métodos para testar hipóteses evolutivas, lançando a frase "apenas assim histórias", como se essa fosse uma crítica devastadora. Alguns realmente ensinam "apenas algumas histórias". Que a evolução do currículo médico permaneça no século 19 é vergonhoso.

10. Quanto tempo levará para que a medicina e a saúde pública façam uso pleno da biologia evolutiva?

O progresso agora é rápido (16). A Sociedade Internacional para Evolução, Medicina e Saúde Pública criou uma rede de pesquisadores, educadores e clínicos evolutivamente sofisticados, e novos recursos de educação, incluindo EvMedEd.org. Vários novos livros didáticos estão disponíveis (8,17,18), juntamente com um novo periódico, Evolução, medicina e saúde pública, e The Evolution and Medicine Review. As questões evolutivas recentemente adicionadas aos exames de admissão às faculdades de medicina estão estimulando as inscrições em cursos de evolução. Os alunos que fizeram um curso de graduação em medicina evolutiva estão chegando à faculdade de medicina cheios de novas questões. Eles crescerão e se tornarão reitores de escolas de medicina. Quando o fizerem, a biologia evolutiva será finalmente amplamente reconhecida como uma ciência básica essencial para a medicina.

Literatura citada

1. Nesse RM, Williams GC. Por que ficamos doentes: a nova ciência da medicina darwiniana. 1st Vintage Books. Nova York: Vintage Books 1996. xi, 290 p.

2. Nesse RM, Stearns SC. A grande oportunidade: Aplicações evolutivas para medicina e saúde pública. Evol Appl. 20081 (1): 28–48.

3. Nesse RM. Dez perguntas para estudos evolutivos de vulnerabilidade a doenças. Evol Appl [Internet]. 20114 (2): 264–77. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1111/j.1752-4571.2010.00181.x

4. Gluckman PD, Hanson M. Mismatch: por que nosso mundo não se ajusta mais a nossos corpos. Nova York: Oxford University Press, EUA 2006.

5. Nesse RM. Má adaptação e seleção natural. Q Rev Biol [Internet]. 2005 Mar80 (1): 62–70. Disponível em: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15884737

6. Nesse RM. Dez perguntas para estudos evolutivos de vulnerabilidade a doenças. Evol Appl [Internet]. 20114 (2): 264–77. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1111/j.1752-4571.2010.00181.x

7. Stearns SC. Medicina evolutiva: seu alcance, interesse e potencial. Proc Biol Sci [Internet]. Novembro de 2012 7279 (1746): 4305–21. Disponível em: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22933370

8. Stearns SC, Medzhitov R. Evolutionary medicine. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc., Publishers 2016.

9. Gatenby RA, Silva AS, Gillies RJ, Frieden BR. Terapia adaptativa. Cancer Res [Internet]. 2009 [citado em 3 de junho de 2016] 69 (11): 4894–903. Disponível em: http://cancerres.aacrjournals.org/content/69/11/4894.short

10. Leia AF, Dia T, Huijben S. A evolução da resistência aos medicamentos e a curiosa ortodoxia da quimioterapia agressiva. Proc Natl Acad Sei. 2011108 (Suplemento 2): 10871–7.

11. Blaser MJ. Micróbios ausentes: como o uso excessivo de antibióticos está alimentando nossas pragas modernas [Internet]. Macmillan 2014 [citado em 3 de junho de 2016]. Disponível em: https://books.google.com/books?hl=en&lr=lang_en&id=iB5OAwAAQBAJ&oi=fnd&p.

12. Nesse RM. Seleção natural e regulação das defesas: uma análise de detecção de sinais do princípio do detector de fumaça. Evol Hum Behav. 200526: 88–105.

13. Nesse RM, Schiffman JD. Biologia Evolutiva no Currículo da Faculdade de Medicina. Biociências. 200353 (6): 585–7.

14. Hidaka BH, Asghar A, Aktipis CA, Nesse RM, Wolpaw TM, Skursky NK, et al. O status da educação em medicina evolutiva nas escolas de medicina norte-americanas. BMC Med Educ [Internet]. 2015 [citado em 1 de fevereiro de 2016] 15 (1): 1. Disponível em: http://bmcmededuc.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12909-015-0322-5

15. Antolin MF, Jenkins KP, Bergstrom CT, Crespi BJ, De S, Hancock A, et al. Evolução e medicina na graduação: uma receita para todos os alunos de biologia. Evolução [Internet]. Junho de 2012 (6): 1991–2006. Disponível em: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22671563

16. Nesse RM, Bergstrom CT, Ellison PT, Flier JS, Gluckman P, Govindaraju DR, et al. Fazendo da biologia evolutiva uma ciência básica para a medicina. Proc Natl Acad Sci USA [Internet]. Janeiro de 2010, 26107, Suplemento 1: 1800–7. Disponível em: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0906224106

17. Perlman RL. Evolução e medicina. Primeira edição. Oxford, Reino Unido: Oxford University Press 2013. 162 p.

18. Gluckman P, Beedle A, Hanson M. Principles of Evolutionary Medicine. Oxford, Reino Unido: Oxford University Press 2009.

19. Kruger DJ, Nesse RM. Uma Estrutura Evolutiva da História de Vida para Compreender as Diferenças de Sexo nas Taxas de Mortalidade Humana. Hum Nat. 200617 (1): 74–97.


Prognóstico Prognóstico

Se precisar de orientação médica, você pode procurar médicos ou outros profissionais de saúde com experiência com esta doença. Você pode encontrar esses especialistas por meio de organizações de defesa, ensaios clínicos ou artigos publicados em revistas médicas. Você também pode entrar em contato com uma universidade ou centro médico terciário em sua área, porque esses centros tendem a atender casos mais complexos e têm a tecnologia e os tratamentos mais recentes.

Se você não encontrar um especialista em sua área local, tente entrar em contato com especialistas nacionais ou internacionais. Eles podem indicar alguém que conheçam por meio de conferências ou pesquisas. Alguns especialistas podem estar dispostos a consultar você ou seus médicos locais por telefone ou por e-mail, se você não puder viajar até eles para obter cuidados.

Você pode encontrar mais dicas em nosso guia Como Encontrar um Especialista em Doenças. Também encorajamos você a explorar o restante desta página para encontrar recursos que podem ajudá-lo a encontrar especialistas.


Que razão evolutiva existe para a doença hemolítica? - Biologia

Coreia de Huntington: evolução e doença genética

Como é possível que uma doença genética tão devastadora seja tão comum em algumas populações? A seleção natural não deveria remover os defeitos genéticos das populações humanas? Pesquisas sobre a genética evolutiva dessa doença sugerem que há duas razões principais para a persistência de Huntington em populações humanas: mutação associada a seleção fraca.

O diagrama à esquerda mostra como o alelo de Huntington é transmitido. Por ser o alelo dominante, os indivíduos com apenas um dos pais com coreia de Huntingtons têm uma chance de 50-50 de desenvolver a doença.

Mutação
Em 1993, um grupo de pesquisa colaborativa descobriu o culpado responsável pela doença de Huntington: um trecho de DNA que se repete continuamente, CAGCAGCAGCAG. e assim por diante. Pessoas com muitos CAGs no gene de Huntington (mais de cerca de 35 repetições) desenvolvem a doença. Na maioria dos casos, as pessoas afetadas pela doença de Huntington herdaram um alelo causador da doença de um dos pais. Outros podem não ter história familiar da doença, mas podem ter novas mutações que causam a doença de Huntington.

Se uma mutação terminar inserindo CAGs extras no gene de Huntington, novos alelos de Huntington podem ser criados. Claro, também é possível que uma mutação remova CAGs. Mas a pesquisa sugere que, para a doença de Huntington, a mutação é tendenciosa, adições de CAGs são mais prováveis ​​do que perdas de CAGs.

Seleção
Como se isso não bastasse, a doença de Huntington pertence a uma classe de doenças genéticas que escapam em grande parte da seleção natural. Huntington é muitas vezes "invisível" para a seleção natural por uma razão muito simples: geralmente não afeta as pessoas até depois de eles reproduziram. Dessa forma, os alelos para Huntington de início tardio podem escapar da seleção natural, "se infiltrando" na próxima geração, apesar de seus efeitos deletérios. Os casos de início precoce de Huntington são raros, são uma exceção e estão fortemente selecionado contra.

A Dra. Nancy Wexler (mostrada em genealogias de rastreamento à direita) tem estudado a freqüência notavelmente alta de Huntington no Lago Maracaibo desde os anos 1970. Ela descobriu que a alta incidência dessa doença é explicada por um evento evolutivo chamado de efeito fundador. Cerca de 200 anos atrás, uma única mulher que carregava o alelo de Huntington deu à luz 10 filhos & # 151 e hoje, muitos residentes do Lago Maracaibo traçam sua ancestralidade (e seu gene causador da doença) até esta linhagem. Um simples acaso da história, altas taxas de natalidade e fraca seleção são responsáveis ​​pela carga genética suportada por esta população.

Soluções?


Comparar os padrões de bandas em um teste genético pode dizer aos pesquisadores se uma pessoa carrega um alelo que provavelmente causa a doença de Huntington.
Atualmente, os médicos não têm nenhuma cura para a doença de Huntington & # 151, não há pílula milagrosa que interrompa o progresso da doença. No entanto, compreender a história evolutiva da doença & # 151 uma mutação recorrente que muitas vezes é "perdida" pela seleção natural & # 151 aponta uma maneira de reduzir a frequência da doença a longo prazo: permitindo que as pessoas façam uma reprodução mais informada escolhas.

Hoje, o teste genético pode identificar pessoas que carregam um alelo de Huntington muito antes do início da doença e antes de terem feito suas escolhas reprodutivas. O teste genético que identifica o alelo de Huntington funciona como uma impressão digital de DNA. Uma amostra de DNA é copiada e cortada em pedaços. As peças são então espalhadas sobre um gel (veja à direita). O padrão de bandas pode dizer aos pesquisadores se uma pessoa carrega um alelo que pode causar a doença de Huntington.

Ter essas informações pode permitir que as pessoas tomem decisões reprodutivas mais informadas. Por exemplo, no Lago Maracaibo, pesquisadores e profissionais de saúde têm tentado disponibilizar anticoncepcionais para a população local para que possam fazer escolhas reprodutivas com base em sua própria história familiar com a doença. Mas seja o que for que as pessoas eventualmente decidam fazer com esse conhecimento, uma compreensão profunda da doença não seria possível sem a perspectiva histórica oferecida pela evolução.

Foto da família venezuelana & # 169 1983 por Steve Uzzell Dr. Wexler foto & # 169 1986 por Steve Uzzell


EVOLUÇÃO NÃO ADAPTATIVA INDUZIDA PELO RELAXAMENTO DA SELEÇÃO NATURAL

A razão primária para argumentar que a evolução humana parou é que a cultura humana relaxou ou até mesmo eliminou completamente a seleção natural em certos traços. O que geralmente não é apreciado é que o relaxamento da seleção em um traço pode realmente levar à sua evolução por seleção natural em outros traços. Com muita frequência, os traços são considerados um por um, como se cada traço pudesse evoluir independentemente de todos os outros. No entanto, a realidade biológica é que os traços são correlacionados por meio de processos de desenvolvimento, efeitos genéticos pleiotrópicos e conexões fisiológicas. Conseqüentemente, é comum que a evolução de um traço induza a evolução correlacionada de outro traço. Se a natureza dessas correlações inerentes for conhecida ou estimada, então um teste para seleção natural em um conjunto de características é que elas violam essas correlações inerentes ao longo do tempo evolutivo. Se um traço está evoluindo devido à seleção natural, mas um segundo traço não está mais sendo selecionado, espera-se que a seleção no primeiro traço cause mudança evolutiva no segundo traço de uma maneira consistente com as correlações inerentes.

Por exemplo, não há controvérsia de que a linhagem humana foi fortemente selecionada para aumentar o tamanho do cérebro nos últimos 2 milhões de anos, 38 e que uma das principais forças motrizes para esta evolução do tamanho do cérebro tem sido o uso crescente de cultura aprendida como um meio de lidar com o meio ambiente e as interações sociais. À medida que a sofisticação cultural da linhagem humana aumentou, talvez tenha realmente reduzido ou eliminado a seleção de alguns traços. Por exemplo, a maioria dos animais se adapta à dieta por meio dos dentes e mandíbulas, mas os humanos cada vez mais usam ferramentas e fogo para preparar sua comida, reduzindo assim a importância da evolução da mandíbula e dos dentes como meio de adaptação ao ambiente alimentar.

Ackerman e Cheverud39 testaram as hipóteses de evolução selecionada versus neutra de dentes e mandíbulas humanos, comparando várias medições de fósseis de hominídeos com as correlações esperadas entre tamanho relativo do cérebro, tamanho dos dentes e tamanho da mandíbula, conforme inferido de humanos modernos, chimpanzés e gorilas, que todos têm correlações de desenvolvimento notavelmente semelhantes para essas características. Os resultados são mostrados na Figura 1. Na base desta figura está o crânio de um australopitecino grácil, e originando-se dessa forma ancestral estão duas linhagens. A linhagem da esquerda representa os australopitecinos robustos, e a linhagem da direita é a que originou os humanos modernos. As setas que indicam as linhagens são sombreadas para indicar a força da seleção estimada na face (principalmente medidas de dentes e mandíbulas), de modo que quanto mais escuro o sombreamento, mais intensa a seleção. Como pode ser visto, a linhagem australopitecina robusta foi sujeita a uma seleção natural muito intensa em suas faces, indicando que eles se adaptaram principalmente ao seu ambiente alimentar por meio da evolução adaptativa dos dentes e mandíbulas. Em contraste, na linhagem que leva aos humanos modernos, a intensidade da seleção na face diminui com o tempo e, há 1,5 milhão de anos, não há mais nenhuma seleção detectável nos dentes e mandíbulas humanas. Ackerman e Cheverud39 interpretaram isso como sendo consistente com a hipótese de que a evolução cultural na linhagem humana realmente eliminou a seleção natural nos dentes e mandíbulas humanas. No entanto, isso faz não significa que os dentes e mandíbulas humanos não evoluíram nos últimos 1,5 milhão de anos. Durante os últimos 1,5 milhão de anos, houve um grande aumento no tamanho do cérebro na linhagem humana impulsionado pela seleção natural e, dadas as restrições de desenvolvimento comuns aos humanos, chimpanzés e gorilas, mandíbulas e dentes humanos continuariam a evoluir como um efeito correlacionado da evolução do tamanho do cérebro. Em particular, previa-se que as mandíbulas e os dentes se tornariam relativamente menores para o tamanho do nosso corpo como uma resposta correlacionada ao aumento do tamanho do cérebro, com a mandíbula se tornando relativamente menor mais rapidamente do que os dentes. Conseqüentemente, a eliminação da seleção natural diretamente nos dentes e mandíbulas não eliminou a evolução dessas características por causa da seleção natural para aumentar o tamanho do cérebro. O resultado dessa evolução correlacionada é que os humanos têm um rosto pequeno e achatado em comparação com os chimpanzés e gorilas, e que nossas mandíbulas tendem a ser muito pequenas para os dentes, dando origem à moderna profissão de ortodôntica.

A seleção natural nas características faciais e na diversidade na evolução humana inicial são mostradas em um contexto temporal. As duas setas indicam a linhagem australopitecina robusta à esquerda e a linhagem que leva aos humanos modernos à direita. Quanto mais escuro for o sombreamento, mais intensa será a seleção das características faciais. Reproduzido de Ackermann e Cheverud39 com permissão. Copyright (2004) National Academy of Sciences, EUA.


Diagnósticos diferenciais (outras causas de anemia) em cães

É crucial que o diagnóstico de IMHA seja confirmado, porque existem muitas causas de anemia além do IMHA. Tanto o tratamento quanto o prognóstico para essas outras causas costumam ser bem diferentes do IMHA. Outras possíveis causas de anemia incluem:

  • Perda de sangue. O sangramento resulta em anemia, e o local do sangramento nem sempre é óbvio. Por exemplo, um animal pode perder uma quantidade enorme de sangue pelo trato gastrointestinal, com a única evidência de sangramento sendo fezes escuras e cor de alcatrão.
  • Diminuição da produção de glóbulos vermelhos. A medula óssea é responsável pela produção de um suprimento contínuo de novos glóbulos vermelhos. Às vezes, essa produção de novas células fica para trás, seja por doenças dentro da medula óssea ou por outras doenças que afetam os sinais ou materiais necessários para a produção de novas células vermelhas. Exemplos de doenças na medula podem incluir câncer, danos tóxicos na medula e infecção na medula. Exemplos de outras doenças que podem afetar a produção de novos glóbulos vermelhos incluem insuficiência renal, deficiência de ferro ou infecções crônicas em qualquer parte do corpo.
  • A anemia hemolítica nem sempre se deve a um ataque do sistema imunológico. Outras causas de anemia hemolítica são possíveis.
    A infecção dos glóbulos vermelhos pode causar anemia hemolítica. Exemplos de tais infecções incluem Babesiose ou Hemobartonelose.
  • Certas toxinas podem causar anemia hemolítica. O zinco metálico e certos alimentos (como cebola e alho) são exemplos dessas toxinas.
  • A destruição mecânica dos glóbulos vermelhos resulta em anemia hemolítica. Os exemplos incluem um baço torcido, uma forma grave de dirofilariose em que um aglomerado de vermes oclui os principais vasos sanguíneos ou a formação generalizada de minúsculos coágulos de sangue (coagulação intravascular disseminada).
  • Certas doenças hereditárias resultam na formação de glóbulos vermelhos anormais. Essas células anormais têm maior probabilidade de serem destruídas, resultando potencialmente em anemia hemolítica.

Uma abordagem sistemática da medicina evolutiva

Nesse, junto com Williams (Nesse e Williams 1995), e mais tarde Stephen Stearns (Nesse e Stearns 2008), levantou a questão principal: por que a seleção e os processos relacionados deixaram o corpo humano vulnerável a doenças? Eles identificaram várias vias explicativas principais que, no nível mais integrado, podem ser resumidas por três fatores: a incapacidade de seleção, devido à sua natureza inerentemente lenta, para lidar com patógenos de rápida evolução ou com novos ambientes, as restrições da seleção natural e desvantagens de compensações e as consequências potenciais da seleção agindo para melhorar a aptidão ao invés da saúde. Gluckman e colegas (Gluckman et al. 2009) expandiram essa categorização para levar em conta a sobreposição entre os processos evolutivos e a genética populacional, e essa é a classificação que seguiremos aqui (Tabela 1).

Tabela 1

Vias que mediam a influência dos processos evolutivos na vulnerabilidade às doenças

1Incompatibilidade: exposição a um ambiente evolutivamente incompatível ou novo
2Fatores de história de vida
3Mecanismos de defesa excessivos: implantação inadequada de processos que evoluíram como uma adaptação
4Considerações co-evolutivas: perdendo a corrida armamentista evolutiva contra os micróbios
5Restrições impostas por nossa história evolutiva
6Seleção sexual e suas consequências
7Seleção de equilíbrio mantendo um alelo que aumenta o risco de doença
8História demográfica e seus resultados

Incompatibilidade

Pode surgir um risco aumentado de doença, porque o indivíduo foi exposto a um ambiente que está além de sua capacidade evoluída de adaptação, é totalmente novo ou que representa um desafio. Em seu nível mais simples, o diabetes mellitus tipo 2 pode ser encarado como a resposta do indivíduo a um ambiente nutricional que lhe dá uma carga metabólica além de sua capacidade de lidar. Embora existam fatores de desenvolvimento e genéticos que influenciam a capacidade metabólica adaptativa de um indivíduo, em última análise, é a exposição a alimentos com alto índice glicêmico e uma mistura muito diferente de ingestão de macronutrientes, que se acredita ser a base da epidemia de diabetes. Mesmo em populações como os índios Pima, para os quais se argumenta que os fatores genéticos são críticos para a alta incidência de diabetes mellitus tipo 2, está associada a manutenção de maior gasto de energia e nutrição mais fundamental nas aldeias que mantêm um estilo de vida tradicional de subsistência com menor incidência de diabetes (Schulz et al. 2006).

O escorbuto pode ser considerado outro exemplo de incompatibilidade. Apenas alguns primatas, incluindo humanos, perderam a capacidade de sintetizar vitamina C (Chatterjee et al. 1975). Supõe-se que a enzima responsável por sua síntese, L-gulonolactona oxidase, sofreu mutações neutras em um ancestral frugívoro e que foi apenas com a exposição a ambientes sem acesso a frutas frescas & # x02014 como fome extrema e navios à vela & # x02014 que nossa incapacidade de fazer vitamina C é exposta.

A miopia, ou miopia, é causada pelo crescimento inadequado do globo ocular em sua dimensão sagital, fazendo com que a luz seja focalizada na frente da retina. O crescimento do globo ocular ocorre na infância e é regulado por fatores de crescimento que são induzidos pela exposição à luz, de modo que o crescimento pode ser afetado pela distância focal dominante de visão. Atividades internas de curta distância, como leitura, podem resultar na tendência dos olhos da criança em crescimento de se concentrarem apenas na distância de uma página e, de fato, foi observada uma associação entre a incidência de miopia e o aumento da educação (Milinski, 1999). Embora possa haver uma predisposição genética para miopia em algumas populações, a exposição de crianças nessas populações ao ar livre leva a uma incidência menor dessa condição (Dirani et al. 2009). Assim, a miopia pode ser vista como uma incompatibilidade entre o ambiente em que evoluímos & # x02014 ao ar livre com luz natural & # x02014 e a vida moderna em grande parte interna.

Robin Dunbar propôs, a partir da associação entre o tamanho neocortical e o tamanho do grupo em diferentes espécies de primatas, que os humanos evoluíram para viver em grupos sociais de 100 & # x02013150 (Dunbar 2003). De fato, há muitas evidências em apoio a essa proposição. Mas os humanos agora vivem em grupos muito maiores do que nos grupos do Paleolítico & # x02014 que dependem predominantemente da comunicação verbal ou mesmo eletrônica, com menos ênfase no efeito de ligação da linguagem corporal. Se adicionarmos a isso a complexidade da sociedade moderna e suas estruturas em comparação com as do Paleolítico ou mesmo das modernas organizações sociais de caçadores-coletores, é razoável especular que algumas formas de doença mental simplesmente refletem indivíduos que vivem em um ambiente social além de sua capacidade evoluída para enfrentar. Esta é uma área fértil para pesquisa (Br & # x000fcne 2008).

Com o desenvolvimento da pecuária e da agricultura e a mudança associada para um modo de vida mais concentrado após a invenção da agricultura, os humanos tornaram-se muito mais expostos às cargas parasitárias uns dos outros e à proximidade dos animais. Surtos de influenza pandêmica geralmente surgem dessa associação. Outros padrões infecciosos refletem as mudanças ambientais: a distribuição histórica da malária está diretamente ligada a padrões de pântanos e uso da terra. Da mesma forma, o aumento da irrigação após o desenvolvimento de canais na África levou a um aumento considerável da esquistossomose (Steinmann et al. 2006). As implicações do desenvolvimento de antibióticos são discutidas posteriormente.

Fatores de história de vida

Esta categoria combina vários conceitos evolutivos relacionados que explicam como a estratégia evoluída do curso de vida humana e a mudança no modo de viver levaram ao aumento da suscetibilidade a doenças. There is necessarily some overlap with the other pathways discussed in this paper, and it includes multiple possible mechanisms such as life history trade-offs and antagonistic pleiotropy however, we find it a useful heuristic for considering a number of evolutionary explanations.

In life history, there are two basic kinds of trade-off that may arise as a result of adaptive developmental responses to environmental influences. The first occurs when such responses are made to confer immediate advantage, such as the early metamorphosis of the tadpole of the spadefoot toad in response to pond desiccation, which promotes immediate survival but results in smaller adult size that is more susceptible to predation. The second type of trade-off arises from responses that result in an advantage that is manifest later, such as the presence of predators inducing the young of the water flea to develop defensive armor in adulthood, the trade-off being a decrease in resources for reproduction. In humans, where intrauterine growth restriction may be viewed as an immediate adaptive response of the fetus for surviving maternal ill-health or placental dysfunction, the fetus may also make anticipatory responses to more subtle nutritional or hormonal cues to adapt its developmental trajectory to the type of environment in which, according to its prediction, it will live postnatally. These ideas, and the adaptive nature of developmental plasticity, have been expounded extensively (Gluckman et al. 2005a,b, 2007, 2010).

Anticipation is common across taxa, but becomes more obvious in a long-lived species such as the human. Whereas the strategy of bet-hedging is used by species with very high reproductive outputs (Beaumont et al. 2009), mammals with their relatively low reproductive outputs and high maternal investment rely on predictive adaptation to enhance offspring fitness. Situations when different strategies between mother and offspring will emerge have been modeled (Marshall and Uller 2007). Humans are at one extreme, and the situations in which maternal fitness will dominate as in some other species do not occur in humans. Even in famine, fecundity is maintained to a degree. Prediction need not be accurate to be selected (Lachmann and Jablonka 1996), and biases may exist in prediction. Because the consequences of predicting a high-nutrition environment and ending up in a low-nutrition environment are worse than the converse, there is a bias towards predicting a lower nutrition environment and, consequently, towards human susceptibility to disease in modern obesogenic environments. This argument is supported by the observation that under conditions of severe undernutrition, children of lower birth weight are more likely to develop the more benign syndrome of marasmus than those of higher birth weight, who develop kwashiorkor (Jahoor et al. 2006). We argue that the marasmic children are better adapted to low nutrition by virtue of their lower birth weight and thus tolerate undernutrition better. This hypothesis is supported by the finding that the marasmic children as adults have a bias in their appetite towards carbohydrate and possibly fat consumption (T. Forrester, unpublished data), analogous to the preference observed in rats that have been prenatally undernourished.

In considering life course factors, it is important to recognize that a cue acting in early life may have different effects from cues acting later. For example, in rats, prenatal undernutrition shortens life while postnatal undernutrition prolongs life (Jennings et al. 1999). Similar biphasic effects are seen for the influence of nutrition and possibly stress on the age of puberty (Sloboda et al. 2009).

There is increasing evidence for the role of developmental plasticity in influencing the susceptibility to developing disease in a particular environment. It has been shown that longevity was affected by the season of birth in the Gambia, an environment in which the weight gain of pregnant women drops from 1500 g/month in the harvest season to just 400 g/month in the hungry season (Moore et al. 1999). Offspring born in the hungry season had the same infant and juvenile mortalities as the children born in times of plenty, but after the age of 20 they started to show an increase in mortality such that their average life expectancy was 15 years shorter. David Barker (Hales and Barker 1992) and many others showed that size at birth, which can be taken as a proxy measure of intrauterine conditions, was associated with altered risks of metabolic and cardiovascular disease, mood disorders, and osteoporosis in later life.

Elsewhere, we have extensively reviewed this area of research, known as the �velopmental origins of health and disease’, or DOHaD (Gluckman et al. 2010). We view this phenomenon as a classic example of developmental plasticity operating to ensure survival to reproduce but resulting in antagonistic pleiotropic disadvantages in later life. It is argued that constraint of fetal growth, lower maternal nutrition (Gale et al. 2006), or maternal stress (Meaney 2001) signal to the fetus that the postnatal world will be threatening. The developmentally plastic fetus may make responses incurring either immediate or delayed trade-offs and adjust its physiological development accordingly. A threatening world implies less nutritional security, and thus, an appropriate phenotype is based on a nutritional adaptive capacity to a plane that is lower than that of fetuses who anticipate a more benign world. Thus, the fetus exposed to a low-nutrition environment may or may not be smaller (depending on the severity of the limitation), but either way as an adult it may reach the threshold of metabolic load to which it can respond healthily, leading to diabetes and other metabolic conditions at a lower nutritional level than an individual who, early in life, shifted to a developmental trajectory more appropriate for a higher nutrition environment (Gluckman et al. 2010). Evidence to support this hypothesis includes epidemiological studies on humans prenatally exposed to famine, who have a higher risk of coronary heart disease and obesity in adulthood (Painter et al. 2005). Experimental studies have also shown that rats that experienced fetal undernutrition have higher body fat and are more sedentary compared to their counterparts that received adequate fetal nutrition (Vickers et al. 2000, 2003). They subsequently develop a constellation of symptoms similar to the human metabolic syndrome, such as obesity and hypertension, in adulthood, and these effects are exacerbated by a high-fat postnatal diet. However, if leptin, a satiety hormone made by fat, is administered to these rats neonatally thus artificially shifting their perception of their environment from low to high nutrition, neonatal weight gain, caloric intake, locomotor activity, and fat mass in these infant animals are normalized for the rest of their lives despite exposure to a high-fat diet (Vickers et al. 2005).

Pleiotropy describes how a single gene can influence several different physiological and phenotypic characteristics. Antagonistic pleiotropy refers to genes that confer an advantage in early life, but that result in ill effects later in life. We find utility in employing this term to encompass phenotypic traits that involve life course-associated trade-offs for example, because human fitness depends primarily on survival to reproductive age (Jones 2009), a potential adaptive advantage in early life may become disadvantageous later on and manifest as obesity, diabetes, and cardiovascular disease in middle age. High levels of insulin growth factor-1 (IGF-1) promote infant and childhood growth and presumably were selected for their consequent fitness advantage, but in later life are associated with higher rates of prostate and breast cancer.

Importantly, these mechanisms operate in all pregnancies and are a reflection of the role of developmental plasticity in ensuring adaptability to a changing environment on a timescale of change between that of selection (many generations) and homeostasis (minutes�ys). There is a growing body of experimental and clinical data showing that epigenetic processes are involved. Cues that induce plastic responses must be distinguished from those that disrupt the developmental program: clearly teratogens, such as thalidomide or the rubella virus, operate through the latter. For this reason, we would suggest that terms such as metabolic teratogenesis (Freinkel 1980) are not particularly helpful.

The human pregnancy is a co-adaptive compromise. The human fetus is born in a more altricial state than other closely related primates, because the human upright posture determines that the fetus must pass the pelvic canal that is narrower than in other primates (Rosenberg and Trevathan 1995). Brain growth must continue for a long period after birth to reach the disproportionately larger brain size of the hominin clade. Fetal growth in mammals is not solely genetically controlled, otherwise the outcome would be fetal obstruction in every case where pregnancy followed a female mating with a larger male. Indeed, human fetal growth can be shown to be largely determined by the maternal environment (Gluckman and Hanson 2004). In pregnancies where the egg has been donated, birth size is more closely related to the recipient than to the donor size (Brooks et al. 1995). The constraining mechanism on fetal growth is likely primarily a consequence of the utero-placental anatomy of mother and her ability to deliver nutrients to the placental bed. Further, the placenta, at least in sheep, is able to clear excessive concentrations of growth factors such as IGF-1 from the fetal circulation. Other studies, primarily in mice, raise the possibility of a role for parentally imprinted genes in regulating fetal growth. From studies of the IGF-2 system in mice, David Haig has developed the concept of maternal-fetal conflict to explain the evolution of imprinting (Haig 2010). However, imprinting appears in marsupials and possibly monotremes, and Eric Keverne and colleagues have made a good case for considering imprinting in terms of maternal-fetal co-adaptation rather than conflict (Curley et al. 2004).

Given the long life course of our species, this emergent field of developmental plasticity will become a major part of clinical medicine. As our understanding of epigenetic mechanisms including DNA methylation, histone modifications, and small noncoding RNAs grows, this area is likely to play a major role in clarifying disease causation and treatment. A major challenge for studies in contemporary evolution is the role of epigenetic inheritance. While epigenetic marks have long been established to transfer across mitosis, there is increasing evidence that some epigenetic marks transfer across meiosis. The most well-demonstrated mechanisms are via small RNAs in sperm that can transfer between generations inducing phenotypic effects on pigmentation and heart development in mammals (reviewed in Nadeau 2009). Transgenerational genetic effects on body weight and food intake have also been shown to be passed through the mouse paternal germline for at least two generations (Yazbek et al. in press), again implying the involvement of sperm in the molecular basis for such effects. There is inferential evidence of environmentally induced epigenetic inheritance in experimental animals. For example, the effects of glucocorticoid exposure in pregnant rats on their offspring's metabolic control extend to the F2 generation even when the intermediate F1-exposed fetus is male (Drake et al. 2005). Similarly, there is some inferential evidence in humans of male line-mediated environmental influences (Hitchins et al. 2007).

In addition to direct epigenetic inheritance, epigenetic marks may be induced in the F1 generation as a result of maternal effects as discussed in the DOHaD example earlier, or via grand-parental effects where the F1 generation is female. This is because the oocyte that will contribute genetic material to the F2 offspring is formed by the F1 female fetus while in the uterus of the F0 generation and is therefore exposed indirectly to the F0 environment. Similarly, male-line germ cells that will form spermatogonia are sequestered in the testis when the male is itself a fetus. Indeed, in the grandchildren of women who became pregnant in the severe Dutch famine of 1944�, where the exposed fetus was female, their children are more likely to be obese (Painter et al. 2005). A further form of indirect epigenetic inheritance may be seen in those cases where the environmental niche inducing the epigenetic change leading to the phenotype is recreated in each generation. The best demonstration is in rodents, where altered maternal care has been shown to induce epigenetic changes in the brain, resulting in behavioral changes and, in the next generation, the same pattern of maternal care (Weaver et al. 2004). Cross-fostering and pharmacological agents both reverse the epigenetic change and associated phenotype. The potential implications of direct and epigenetic inheritance, as well as maternal and grand-parental effects, are likely to be particularly important in human medicine, where we must focus on a single generation. This has theoretical implications for the use of traditional genotype–phenotype interactive models. Contemporary evolutionary studies need to develop models that focus on phenotype𠄾nvironment interaction. In these models, the phenotype at any point in time should be seen as a consequence of the cumulative effects of early environmental influences inducing epigenetic change, extending back to conception where the phenotype is determined by inherited genetic and epigenetic information.

Demographic change, acting through these developmental processes, may also play a role in the changing patterns of disease. First-born children are smaller because of the processes of maternal constraint (Gluckman and Hanson 2004), and they have higher risk of obesity (Reynolds et al. in press). Their smaller size reflects greater maternal constraint and has also been interpreted in life history terms (Metcalfe and Monaghan 2001). We have shown that they have a very different pattern of DNA methylation at birth (McLean et al. 2009), and falling family size may be a factor in changing patterns of chronic disease.

There are other dimensions to life course pathways to disease. The progressive loss of oocytes from the ovary is an inherent property and explains the decline in fertility in women from the beginning of the fourth decade of life. However, cultural changes mean that women can and do delay their pregnancies, and then, because of lower fertility in their later reproductive years, have a much greater requirement for medical intervention to treat infertility. Here is another example of how cultural developments have impacted on human biology this phenomenon has arisen because of the interaction between prolongation of life course resulting from technological developments in medicine and public health, and shifting of reproductive timing caused by the social changes associated with the development of contraceptive technologies.

Adolescence is an illustrative example of the changing nature of the human life course and the interaction with a changing social context. The age at menarche, the best documented sign of reproductive maturation, in Paleolithic times was probably around the ages of seven to 13 (Gluckman and Hanson 2006) full reproductive competence would have been achieved in concert with the psychosocial maturation required for function as an adult within society. The subsequent occurrence of agriculture and settlement, and the attendant negative outcomes of childhood disease and postnatal undernutrition, resulted in the delay of puberty onset, but again this would have been matched to the increased complexity of society. However, the age at menarche has fallen in Europe from a mean of 17 years around 1800 to about 12 years now (Gluckman and Hanson 2006). This decline can be attributed to better maternal and child health subsequent to the enlightenment support for population growth, improved sanitation and access to food in the postindustrial era, as well as public health and medicine from the late nineteenth century on. But whereas the age of puberty has fallen, the age at which an individual is treated as an adult appears to have risen dramatically in modern Western society. While in the nineteenth century individuals in their late teens were accepted as adults, this is now less likely. If the term adolescence is restricted to the period between the completion of biological maturation and acceptance as an adult in society, then adolescence has probably extended from one to 3 years in the nineteenth century to over a decade in the twenty-first century. Indeed, modern neuro-imaging techniques demonstrate that the brain shows ongoing maturation until well into the third decade, with the pathways influencing impulse control and higher levels of executive function being the last to mature (Lebel et al. 2008). There is, thus, a mismatch between biological and psychosocial maturation, reflected in a far greater morbidity in children who undergo earlier biological maturation, because of acting out behaviors and emotional disorders, including suicidal attempts (Michaud et al. 2006).

These observations raise several hypotheses. Is the delayed maturation of the brain evolutionarily old but has it only recently become of significance, because the higher functions are only needed for coping with the complexities of modern society? Have the complexities of modern society induced a longer period for skills to be learnt and the brain to mature, as has been suggested in the arguments related to the origins of the juvenile period in children? These two hypotheses could be tested by studies of brain maturation across different cultures. Or does the way in which we now rear children change the pattern of brain maturation? In most Western societies, we now control the children's environment much more rigorously than ever before, and the effect of this can be assessed by comparisons between different educational systems.

Excessive defence mechanisms

Many symptoms can be explained as demonstrations of evolved defence processes that have become inappropriate or excessive, and thus potentially harmful to the individual. For example, fever is an appropriate anti-bacterial response that activates some components of the immune system, but, if excessive, can harm the individual. Similarly, a depressed mood might be the appropriate response in some situations, but inappropriate depression of mood or excessive anxiety leads to dysfunction. Fear is an appropriate response to many situations, but if the level of fear induced is excessive or if it is inappropriately triggered, then a phobia may be manifest. Nesse has expanded on this class of mechanism extensively (Nesse 2005).

The long historical exposure of humans to microorganisms such as helminthic worms is the basis of the ‘hygiene hypothesis’, which argues that since humans have begun to be reared in more hygienic circumstances, the incidence of certain diseases has risen (Bresciani et al. 2005). While the hygiene hypothesis has generally been applied to asthma, it may also apply more broadly. Crohn's disease is an inflammatory disease of the bowel, which can be very debilitating. Recent evidence suggests its incidence has risen as gastrointestinal worm infection has fallen. Thus the disease might be caused by the defence mechanisms against gut parasites now targeting the gut wall. Indeed, there are promising clinical trials in which patients suffering from Crohn's disease are treated with either pig hookworms or their extracts (Croese et al. 2006). Another study of patients with multiple sclerosis found that those with worm infections developed symptoms significantly more slowly than those without (Correale and Farez 2007), and clinical trials are presently underway to determine whether treatment with worms has therapeutic value.

Co-evolutionary considerations and the evolutionary arms race

Humans live in symbiotic relationships with a large population of bacteria, particularly in their gastrointestinal tract. Increasingly, it is recognized that this extended symbiome needs to be considered in understanding human health. Alterations in the gut flora are associated not only with acute gastroenteritis but also with chronic disease. For example, there is growing evidence that the gut microbiome plays a role in determining metabolic homeostasis and the risk of diabetes mellitus type 2 and obesity (Tschöp et al. 2009). It is not clear whether the significance of the gut microbiome arises simply from its role in predigestion, from the potential it has to release inflammatory cytokines, or whether it might induce epigenetic changes in the human host.

A key to understanding the consequences of our relationships with the microbial world is in their fast generation times, leading to an evolution much more rapid than that of humans. This is best illustrated by antibiotic resistance. The interval between the commercial introduction of antibiotics and the appearance of resistance in human commensals and pathogens is often frighteningly short, on the order of 1𠄲 years. Broad use of antibiotics leads to rapid spread and high frequency of resistant strains, particularly in hospital and long-term care settings where rates of antibiotic use are the highest. Moreover, it can be difficult to get rid of resistance once it evolves. Compensatory mutations ameliorate the costs of resistance for bacteria (Schrag and Perrot 1996) and can create fitness valleys that prevent reversion to drug-sensitivity even after drug use is discontinued (Levin et al. 2000). The challenge for medicine is similar to that faced in agriculture, where insecticide use leads to insecticide resistance and herbicide use leads to herbicide resistance. Evolutionary theory has proven useful for suggesting approaches for more effectively deploying our antibiotic resources in ways that will minimize resistance evolution (Lipsitch et al. 2000). For example, despite early enthusiasm, results from trials of antibiotic cycling have been somewhat disappointing (Brown and Nathwani 2005). Evolutionary theory explains why (Bergstrom et al. 2004) and suggests alternative approaches that may be more effective.

Similarly, evolutionary models allow us to understand the process by which viral threats emerge. Phylogenetic analysis has helped us reconstruct the early spread of the human immunodeficiency virus around the globe (Korber et al. 2000), and the genetic origins of the H1N1 influenza pandemic (Smith et al. 2009). Models of sequence evolution can inform the process of designing each year's influenza vaccine (Russell et al. 2008). Mathematical models of disease emergence have likewise been useful in developing mitigation plans for potential pandemic strains of influenza (Ferguson et al. 2005).

Infections can also shape human evolution. While much in the historical record remains speculative and inferential, there are some contemporary, well-recorded examples. For example, kuru is a prion-caused neurodegenerative disease transmitted by cannibalistic funeral rites in New Guinea. Some mutations in the prion protein gene confer partial or even strong resistance to the disease. There is now evidence that these resistance genes only emerged in recent generations from a common ancestor some 10 generations ago and that that resistance gene is now well spread throughout the population at risk. This may in part explain the recent reduction in the incidence of kuru (Mead et al. 2009).

Evolutionary constraint and history

Many features of human anatomy associated with potential pathology represent the consequences of our evolutionary history. A well-known example is the appendix: while it evolved to improve digestion for the vegetarian diet of earlier members of our clade, it has no function in human digestion and infection in the appendiceal lumen leads to appendicitis. The appendix cannot become lost over evolutionary time, because it will first need to decrease in size and this inherently promotes the development of appendicitis (Nesse and Williams 1995). Other examples include the risk of detached retina, which arises because the mammalian lineage evolved with the vascular layer in front of the neural layer, in contrast to the cephalopod eye (Fernald 2000), and the risks of obstruction at birth resulting from the conflict between the shape of the female pelvis in a bipedal ape and the large human fetal brain size (Rosenberg and Trevathan 1995). In comparison with the chimpanzee, the human infant encounters a much narrower pelvis and must go through a series of rotations during delivery. Therefore, if the fetus is large and/or the mother is small, dystocia may result. Back pain and spinal problems can be understood in terms of the compromises made some 6 million years ago, when human ancestors adopted an upright posture (Anderson 1999), and our large head and truncal weight serve as risk factors for spinal disk injury. Scurvy, as discussed earlier, represents the result of a mutation that was presumably neutral when it first arose in a frugivorous ancestor.

Sexual selection and its consequences

Many anatomical features of humans, such as the loss of most of their body hair, may have their origin in sexual selection. Men at all ages have a higher mortality than women (Office for National Statistics 2006), and the life history explanation for this phenomenon has been extensively discussed (Kruger and Nesse 2006). Male mortality is particularly high in the early reproductive years and is associated with violence and other acting out behaviors. Such differences might be best understood in terms of mate-seeking behaviors, where the investment in competition for a mate leads to comparatively greater fitness pay-offs for men. Some sexually dimorphic characteristics also impose a burden on men: higher testosterone favors higher body mass and aggressive behavior, but is also thought to be an immunosuppressant, therefore increasing susceptibility to infectious disease (Muehlenbein and Bribiescas 2005). Other factors like higher somatic maintenance and faster aging in males are also thought to play a role.

There is an extensive evolutionary psychology literature that aims to explain much of human behavior in terms of mate-seeking behavior and sexual competition. Unfortunately, there has been much over-statement and popularization in this domain that has harmed the overall incorporation of evolutionary thought into medicine. However, while evolutionary psychology has its limitations, the role of sexual selection in the origin of both physical and behavioral traits should not be ignored.

Balancing selection

In population genetics, the examples of sickle cell anemia, the thalassemias, and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency have all been explained in terms of the heterozygote advantage providing resistance against malaria, whereas the homozygous form is associated with more severe disease (Luzzatto 2004). Recently, the possession of two variants in the APOL1 gene𠅊 characteristic common in Africans but absent in Europeans—was shown to be associated with an increased risk of renal disease (Genovese et al. 2010). The protein produced by these variants showed lytic activity against the trypanosome parasite that causes sleeping sickness, suggesting that the risk alleles were maintained to help confer a protective effect. The association of the variants with protection was dominant, while that with renal disease was recessive, pointing towards a heterozygous advantage model.

Speculation persists about other common alleles that are in apparent equilibrium within populations. For example, in European populations, the most common recessive disease is cystic fibrosis, a disorder of the chloride-secreting channel in epithelia such as the lung associated with excessively viscous secretions and subsequent wheezing and infections a carrier frequency of one in 25 has been seen in some populations (Massie et al. 2005). It has been suggested this frequency could not persist unless there was an advantage to being a heterozygote. Possible past selective pressures include typhoid, cholera and other diarrheal diseases, or perhaps tuberculosis, but no firm data exist. A recent study analyzing the genome in two human populations was able to identify genes associated with various functions, such as immunity and keratin production, that strongly demonstrated long-term balancing selection (Andres et al. 2009) such studies provide a step towards finding functional variants that may be of phenotypic and medical relevance.

Balancing selection has also been used to explain differences between allelic forms that confer different behaviors. For example, there are alternate alleles of the promoter for the vasopressin receptor that is associated with pair bonding, with one form being more common in individuals who have less stable relationships (Walum et al. 2008). While at the moment such observations are speculative and premature, as human genomic information becomes more widely incorporated into the understanding of human biology and behavior, such inferences and associations will become more frequent they raise ethical issues that will need to be confronted.

Demographic history

There are many examples of founder effects and population effects affecting disease distribution. For example, blood group distribution in American-Indians is dominated by the O blood type, possibly reflecting a founder effect when humans crossed the Bering strait (Halverson and Bolnick 2008). The contemporary Finnish population also descended from a founder population that underwent a tight bottleneck during migration northwards across the Gulf of Finland. It is a highly homogeneous population that displays a distinct pattern of disease compared to the rest of Europe, such as being prone to multiple rare genetic diseases but also being much less likely to develop some other diseases like cystic fibrosis (Peltonen et al. 1999). A similar situation is seen in the French Canadians, whose ancestors underwent a series of regional founder effects, leading to a characteristic geographical distribution of genetic diseases (Laberge et al. 2005). There are clusters of individuals with rare diseases of genetic origin found in different locales: for example, Huntington's disease has a large Venezuelan cluster, while Laron dwarfism, caused by a mutation in the growth hormone receptor, is largely clustered in southern Ecuador. The distribution of leprosy strains maps to human migration (Monot et al. 2009).

Five to 14% of European Caucasians possess a deletion in the CCR5 gene, a mutation that is not found among Africans, American-Indians, and East Asians, indicating that the mutation probably arose after the ancestral founders of these populations had separated. The mutation results in a defective chemokine receptor, and its high frequency in Europeans appears to have been attributed to selective pressure caused by infectious disease (Duncan et al. 2005). While this mutation has been well established to confer a high level of resistance to infection by the human immunodeficiency virus, it also increases the risk of succumbing to encephalitogenic West Nile virus infections (Glass et al. 2006).


Research for Your Health

The NHLBI is part of the U.S. Department of Health and Human Services’ National Institutes of Health (NIH)—the Nation’s biomedical research agency that makes important scientific discovery to improve health and save lives. We are committed to advancing science and translating discoveries into clinical practice to promote the prevention and treatment of heart, lung, blood, and sleep disorders including hemolytic anemia. Learn about the current and future NHLBI efforts to improve health through research and scientific discovery.

Learn about the following ways the NHLBI continues to translate current research into improved health for people who have hemolytic anemia. Research on this topic is part of the NHLBI’s broader commitment to advancing blood disorders and blood safety through scientific discovery.

  • Program Helps Protect Blood Transfusion Recipients. The NHLBI’s Recipient Epidemiology and Donor Evaluation Study (REDS) program began in 1989 to protect the Nation’s blood supply and improve the benefits and reduce the risks of transfusions. Now in its third phase, called REDS-III, the program supports research in the United States and around the world.
  • Providing Access to NHLBI Biologic Specimens and Data. The Biologic Specimen and Data Repository Information Coordinating Center (BioLINCC) centralizes and integrates biospecimens and clinical data that were once stored in separate repositories. Researchers can find and request available resources on BioLINCC’s secure website, which maximizes the value of these resources and advances heart, lung, blood, and sleep research.
  • New Treatments for Hemolytic Anemia. NHLBI-sponsored clinical trials showed that eculizumab is an effective treatment for a rare and life-threatening type of hemolytic anemia called paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH). Eculizumab can reduce or stop the need for blood transfusions. NHLBI research helped eculizumab become the standard treatment for PNH.
  • Supporting Safe Manufacturing of Cell-Based Therapies. The NHLBI’s Production Assistance for Cellular Therapies (PACT) program supports translational research on cellular and genetic therapies by increasing the capacity to manufacture cell products that follow current Good Manufacturing Practices (cGMP) regulations. The PACT program aims to increase the supply and safety of genetically modified cells available for people who have blood disorders such as hemolytic anemia.
  • Accelerating Cures for All People Who Have Sickle Cell Disease. Our Cure Sickle Cell Initiative is a NHLBI-led collaborative research effort to develop genetic therapies for patients who have sickle cell disease. The goal is to have these genetic therapies ready to safely use in clinical research within 5 to 10 years. This patient-focused Initiative will bring together researchers, private sector researchers, patients, providers, advocacy groups, and others as it supports research, education, and community engagement activities.
  • Improving Care for Adolescents and Adults Who Have Sickle Cell Disease. While most U.S. children who have sickle cell disease survive to adulthood, the transition from pediatric to adult care is often challenging. By funding the Sickle Cell Disease Implementation Consortium, we are working to understand current barriers to care, test interventions to overcome those barriers, and develop a new sickle cell disease registry.
  • Network Accelerates Research on Blood and Bone Marrow Transplants. The NHLBI and NCI launched the Blood and Marrow Transplant Clinical Trials Network (BMT CTN) in 2001 to promote large multi-institutional clinical trials that seek to understand the best possible treatment approaches in blood and marrow transplantation. In the United States, about 20,000 patients receive blood or marrow transplants annually.

In support of our mission, we are committed to advancing hemolytic anemia research in part through the following ways.

  • We perform research. The NHLBI Division of Intramural Research and its Hematology Branch are actively engaged in research on conditions related to hemolytic anemia. Research in the Hematopoiesis and Bone Marrow Failure Laboratory spans the basic sciences, clinical trials, and epidemiology, focusing on blood cell production in healthy individuals and patients who have bone marrow failure.
  • We fund research. The research we fund today will help improve our future health. Our Division of Blood Diseases and Resources is a leader in research on the causes, prevention, and treatment of blood diseases, including hemolytic anemia and sickle cell disease. Search the NIH RePORTer to learn about research the NHLBI is funding on hemolytic anemia.
  • We stimulate high-impact research.The NHLBI Strategic Vision highlights ways we may support research on hemolytic anemia over the next decade.

Learn about exciting research areas the NHLBI is exploring about hemolytic anemia.

  • Preventing complications from hemolytic anemia. During hemolytic anemia, red blood cells release heme molecules into the blood. These heme molecules may become toxic because they are no longer bound by protective proteins. They may also collect in organs, such as the kidneys, and cause damage. NHLBI-supported researchers are looking into treatments that may be able to prevent this damage.
  • Supporting research on rare types of hemolytic anemia. We support research on new treatments for a rare type of autoimmune hemolytic anemia called cold agglutinin disease.
  • Understanding rare but life-threatening reactions to blood transfusions. Some people are more at risk of developing hemolytic reactions to a blood transfusion even when the blood type is matched. The NHLBI supports research to identify the cause, predict people who have a greater risk, and find treatments that prevent hemolytic anemia.

Biologia Final

As samambaias têm tecido vascular, raízes e caules bem desenvolvidos.

experimenta uma queda na temperatura corporal

espere para ver se vai mais baixo

aumentar a atividade muscular para gerar calor

too much heat produced by the body

upward adjustment of the body temperature set point

inadequate cooling mechanisms in the body

Essential nutrients can be synthesized by the body.

Vitamins are required in small quantities for bodily function.

Some amino acids can be synthesized by the body, while others need to be obtained from diet.

Quando inspiramos, o ar viaja da faringe para a traquéia.

Os bronquíolos se ramificam em brônquios.

Os dutos alveolares se conectam aos sacos alveolares.

Blood in the pulmonary vein is deoxygenated.

Blood in the inferior vena cava is deoxygenated.

Blood in the pulmonary artery is deoxygenated.

fornece oxigênio aos tecidos do corpo

fornece aos tecidos do corpo oxigênio e dióxido de carbono

estabelece quantas respirações são realizadas por minuto

nasal cavity, trachea, larynx, bronchi,
bronchioles, alveoli

cavidade nasal, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, alvéolos

cavidade nasal, laringe, traqueia, bronquíolos, brônquios, alvéolos

Arteries have thicker wall layers to accommodate the changes in pressure from the heart.

Arteries have thinner wall layers and valves and move blood by the action of skeletal muscle.

Hypothyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.

Hyperthyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating and increased heart rate.

Hyperthyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.

regulate production of other hormones

stimulates production of red blood cells

causes the fight-or-flight response

thoracic cage and vertebral column

thoracic cage and pectoral girdle

Todos os vírus são encerrados em uma membrana viral.

O capsômero é composto por pequenas subunidades de proteínas chamadas capsídeos.

O DNA é o material genético de todos os vírus.

A virion contains DNA and RNA.

Viruses replicate
outside of the cell.

No processo de apoptose, a célula sobrevive.

Durante a ligação, o vírus se liga a locais específicos na superfície da célula.

O capsídeo viral ajuda a célula hospedeira a produzir mais cópias do genoma viral.

resposta imune secundária

lúpus eritematoso sistêmico

The vas deferens carries sperm from the testes to the seminal vesicles.

The ejaculatory duct joins the urethra.

Both the prostate and the bulbourethral glands produce components of the semen.

LH and FSH are produced in the pituitary, and estrogen and progesterone are produced in the ovaries.

O estradiol e a progesterona secretados do corpo lúteo causam o espessamento do endométrio.

Both progesterone and estrogen are produced by the follicles.

The carrying capacity of seals would decrease, as would
the seal population.

The carrying capacity of seals would decrease, but the seal population would remain the same.

The number of seal deaths would increase, but the number of births would also increase, so the population size would remain the same.