Пол Р. Эрлих
Укус эволюции. Откуда у современного человека неправильный прикус, кривые зубы и другие деформации челюсти
На основе всех этих данных можно, как отметили антрополог Питер Лукас и его коллеги, сделать вывод, что изменение грубости пищи в рационе млекопитающих может привести к уменьшению размера челюсти и неправильному прикусу: «Считается, что скученность зубов у современных людей является совокупным результатом использования орудий труда для измельчения пищи, а также ее температурной обработки для изменения механических свойств, таких как твердость» [31]. Как мы с вами вскоре убедимся, ротовое дыхание, особенно в помещении, а также распространение аллергий и заложенности носа (зачастую из-за циркулирующей в дошкольных учреждениях простуды) у детей, по всей видимости, дополняют общую картину. Судя по всему, эти культурные изменения, в особенности тенденция употреблять более мягкую пищу [33], постепенно все больше изменяли процесс развития челюсти [34], в результате чего в некоторых случаях для прорезывания последних моляров (зубов мудрости) не остается места и они оказываются ретинированными, т. е. непрорезавшимися. В США эти зубы повсеместно и не всегда целесообразно удаляют за большие деньги, что приводит к таким проблемам, как боль, отек, гематома, инфекция и общий дискомфорт. Кроме того, ежегодно около 11 000 пациентов сталкиваются с необратимой потерей чувствительности губ, языка и щек из-за повреждения нервов в ходе операции. По оценкам стоматолога и специалиста по общественному здоровью Джея У. Фридмана, примерно в двух третях случаев удаление зубов является нецелесообразным, что «приводит к невидимой эпидемии ятрогенных (нанесенных врачом) травм, из-за которых десятки тысяч людей вынуждены жить с дискомфортом и нарушением нормальных функций лица» [35].
Глава 2. Жевать – не переживать
Язык с синтаксисом сделал возможной культурную эволюцию человека, включая развитие сельского хозяйства, появившегося в разных уголках мира от десяти до шести тысяч лет назад и кардинально изменившего наш рацион питания. Мычания и жестов было бы попросту недостаточно, чтобы передать такие сложные идеи, как «помоги мне выкопать эту канаву, чтобы пустить воду к семенам, которые я посадил». В дополнение к пище, получаемой за счет охоты мужчинами и сбора растений (в особенности клубнеплодов) женщинами, люди начали создавать условия для роста ценных культур поблизости от их поселений (сельское хозяйство), а также привлекать диких животных для жизни по соседству (одомашнивание). Это имело ряд важных последствий. Сельское хозяйство позволило людям вести оседлый образ жизни и формировать запасы продовольствия. Последнее в свою очередь сделало возможным то, что некоторые люди стали специализироваться в областях, не связанных с добычей и производством пищи: изготовлении орудий труда (производство), охране поселений и поддержании порядка (солдаты), обучении детей (учителя), задабривании злых духов (жрецы). Именно это заложило основы того, что мы привыкли считать цивилизацией. Сельское хозяйство освободило часть популяции от важнейшей задачи добывать пищу, а изобретение письменности позволило больше не полагаться в вопросах хранения информации только на человеческий мозг – все это стало благодатной почвой для развития современного общества. Так мы и пришли к нынешнему рациону питания, жизни в помещениях, книгам о диетах, ортодонтии и сгорбившимся за компьютерами авторам этих трудов.
Антропологи и археологи нашли множество свидетельств того, что рацион питания людей на протяжении человеческой истории был очень разнообразен [1], и продемонстрировали, что появление сельского хозяйства привело как к его изменению [2], так и к новым способам употребления пищи. Так, например, доктор Лорен Кордейн вместе с коллегами подробно описал различия питательного состава в рационах охотников-собирателей и первых земледельцев. Он отметил, что в большинстве случаев у человеческой популяции было слишком мало времени, чтобы среагировать на изменения на генетическом уровне в достаточной степени для появления нового давления отбора[6] (явным исключением стало развитие переносимости лактозы у взрослых в популяциях, ведущих молочное хозяйство) [3]. С тех пор как наши предки стали вести оседлый образ жизни, явно изменились такие аспекты, как гликемическая нагрузка (показатель влияния потребленных углеводов на уровень глюкозы в крови), доступность для усвоения различных питательных элементов, содержание клетчатки, а также степень обработки пищи. Кордейн известен тем, что продвигал спорную палеолитическую диету, главной особенностью которой является высокое содержание белков и низкое – углеводов. Исследования людей, соблюдающих палеодиету, частично подтвердили ее возможную пользу [4]. Любопытно, что, как мы уже отмечали, эта исчерпывающая литература практически не затрагивает то, как менялась твердость пищи и необходимые жевательные усилия, несмотря на то, что эти факторы оказали сильное влияние на развитие лица и челюсти и со временем привели к уменьшению ее размеров [5].
Сельское хозяйство освободило часть популяции от важнейшей задачи добывать пищу, а изобретение письменности позволило больше не полагаться в вопросах хранения информации только на человеческий мозг.
С распространением оседлого образа жизни основным орудием для поедания пищи перестал быть нож, используемый для разрезания куска мяса, удерживаемого между рукой и сжатыми зубами [6]. Ложки, вне всякого сомнения, появились первыми, так как были лишь видоизмененным вариантом различных природных артефактов: раковин, кусков дерева подходящей формы и так далее. Вилки появились позже, вероятно, в качестве приспособлений для переворачивания мяса в процессе приготовления. И вилки, и ложки были распространены в древних Египте и Китае, а палочки для еды появились в Китае еще в эпоху неолита [7]. В общем и целом, столовые приборы связаны с употреблением мягкой и измельченной пищи. Вместо того чтобы жевать жесткое мясо, люди начали питаться вареным рисом и другими продуктами, а твердую пищу разрезали у себя в тарелке на небольшие кусочки. За счет селекции, проводимой земледельцами, фрукты стали более мягкими и сладкими [8]. Если у наших похожих на шимпанзе предков, не научившихся обрабатывать продукты, на усиленное пережевывание пищи уходило полдня, то с началом применения огня – это время определенно сократилось. В аграрном, а затем и индустриальном обществе люди жевали все меньше и меньше [9]. Как резюмировал эволюционный биолог Дэниел Либерман: «Механические усилия, создаваемые при пережевывании пищи, способствуют не только развитию челюсти нормального размера и формы, но и тому, чтобы в ней помещались все зубы» [10]. Изменения, связанные с пережевыванием пищи, в конечном счете трансформировали челюсти и лица людей.
Генетическая эволюция протекает медленно, и после того как в результате культурных изменений значительно снизилась потребность долгое время пережевывать пищу для получения питательных веществ, для надлежащей экспрессии генов, отвечающих за развитие лица и челюсти, по-прежнему нужны были условия, требующие тщательной работы челюстями. Точная хронология того, как происходило размягчение продуктов питания по мере индустриализации Запада, нам неизвестна, однако некоторые представления на этот счет имеются. Так, например, люди издавна любили сладкое, однако вскоре после аграрной революции эта потребность удовлетворялась главным образом за счет разорения ульев. Очевидно, возможности собирать мед подобным образом были сильно ограничены. В крайне разнообразном рационе богатых древних римлян этот продукт присутствовал в большом количестве. У бедных жителей Римской империи диета была куда более скудной и состояла преимущественно из хлеба и густого рагу [11]. В Средние века мед использовался, в особенности богачами, для приготовления всевозможных тортов, заварных кремов, пирогов, оладий – в общем, разнообразной мягкой пищи [12]. К сожалению, нам не удалось найти никаких данных о распространенности неправильного прикуса среди богатых и бедных людей Средневековья или Античности. Мед был подсластителем, который использовали состоятельные люди до появления сахарного тростника и особенно до оккупации Карибского региона европейцами в XVI веке. Эта местность идеально подходила для культивации растения, и за счет ужасающего рабовладения, являвшегося источником рабочей силы, началась активная торговля «белым золотом». Цены на сахар упали, и обычные европейцы получили доступ к большому количеству мягких и сладких продуктов питания.
Мы предполагаем, что широкое распространение мягкой пищи (а вместе с ней и неправильного прикуса) началось в XIX веке. Именно тогда были изобретены мясорубки, в рацион вошли котлеты, впервые стало общедоступным мороженое [13], началось производство детского питания [14] и, вероятно, не случайно, возросла популярность консервов.
Потребление переработанной (более мягкой) пищи на протяжении всей жизни еще больше усугубило проблему развития у людей маленькой челюсти со скученными и кривыми зубами. Некоторые считают, что мы можем извлечь урок из известного эксперимента доктора Фрэнсиса Поттенджера, проведенного в 1930-х годах не над людьми, а над кошками [15]. Одну группу кошек ученый кормил готовой мягкой едой, в то время как другая употребляла сырое мясо. Животные, питавшиеся приготовленной пищей, выросли меньше по размеру, чем их сородичи-мясоеды, у них было больше проблем со здоровьем, и они оказались неспособны к размножению [16]. К несчастью, в работе Поттенджера было множество недостатков. У него не было никаких знаний о кошачьем питании, а на современной готовой еде для питомцев вырастают вполне здоровые животные [17]. Кроме того, разумеется, люди – это совсем не кошки!
Некоторые стоматологи продолжили работу Кэтлина по сравнению здоровья ротовой полости и лица коренных народов и приверженцев западного рациона. В 1930-х годах основатель исследовательского подразделения Американской ассоциации стоматологов и ее председатель с 1914 по 1928 годы Вестон Прайс объездил весь мир, осматривая зубы аборигенов. Он обнаружил, что представители традиционных обществ, как правило, не страдали массово кариесом, болезнями десен или скученностью зубов, так распространенных в Америке. Несмотря на серьезный подход, многие из полученных им результатов по таким вопросам, как распространенность кариеса и его связь с современной диетой, до сих пор вызывают споры [18]. Теория Прайса заключалась в том, что кариес, болезни десен и тому подобные проблемы обострились после распространения западной системы питания, основу которой составляли мучные изделия из очищенной муки, сахар и пастеризованное молоко [19], и, как мы с вами убедимся, это было отчасти правдой. Вместе с тем, его главным вкладом было сравнение людей из традиционных обществ с жителями урбанизированных индустриальных стран. Ученый обратил внимание на то, что у первых неправильный прикус был большой редкостью, и даже зубам мудрости, доставлявшим столько хлопот людям на Западе, спокойно хватало места во рту представителей коренных народов.
Вместе с тем, он заблуждался по поводу причин этих отличий, которые объяснял различным содержанием питательных веществ в рационах этих групп людей. Исследователь обратил внимание, что форма лица представителей коренных народов при переходе на западную систему питания менялась всего за одно поколение, однако упустил из виду, что главным фактором, влияющим на строение челюсти, было не содержание питательных веществ в пище, а те усилия, которые требовались для ее пережевывания. Это наглядно демонстрируют фотографии двух братьев, переехавших жить в резервацию (рисунок 14). Как сказал Дэниел Либерман: «На протяжении миллионов лет у людей без всяких проблем прорезывались зубы мудрости, однако новые методы обработки пищи нарушили многовековую систему, в рамках которой взаимодействие генов и механических нагрузок при пережевывании обеспечивало нормальное развитие челюсти и зубов». [20]
Рисунок 14. Эти два брата перебрались из традиционной среды обитания в резервацию, где стали придерживаться более современного рациона питания. У младшего, справа, наблюдаются значительные дефекты зубного ряда, так как он переехал в более раннем возрасте (фотографии Вестона Прайса)
Мы с вами можем пойти по стопам ученых, первыми заметивших появление неправильного прикуса в семьях при переходе к современному рациону питания. На рисунке 15 сравнивается внешность дедушки, выросшего в традиционном обществе в Индии, и его сына с внуком, переехавших жить в Лондон. Дедушка придерживался традиционной системы питания, и его, предположительно, в течение долгого периода вскармливали грудью с последующим переходом на еду для взрослых, требующую активной работы челюстями. Его челюсть хорошо развита и выступает вперед, в то время как у сына и внука, которые питались более «западной» пищей, челюсть отодвинута назад. Как результат, у них может быть повышена вероятность развития проблем со здоровьем, связанных с дыхательными путями, а также нарушений сна, характерных для западного общества.
Рисунок 15. Этот человек переехал в Англию в молодости вместе со своими детьми. Его внук родился в индустриальном обществе. Как вы можете видеть, с каждым поколением челюсть все меньше выступает вперед
Корруччини дополнил сделанное Вестоном Прайсом заключение о том, что «западный рацион питания, или “индустриальная диета”, может быть одним из факторов, ответственных за нарастающую эпидемию проблем с зубами у людей в развитых странах» [21]. В современном мире благодаря развитию медицины и санитарии в начале XX века на смену инфекциям пришли хронические заболевания – произошел так называемый эпидемиологический переход. Корруччини описал параллельное движение от преимущественно нормального прикуса к неправильному с наступлением эпохи индустриализации [22]. Он провел исследования по всему миру, изучая различные аспекты этой трансформации. Так, например, в одном из них он изучил две генетически схожие популяции людей в Индии, одна из которых жила в сельской местности, а другая – в городе. Ученый обнаружил, что у тех, кто употреблял больше очищенных продуктов, челюсти были меньше и наблюдалось больше проблем с зубами, по сравнению с теми, кто придерживался более традиционной диеты, преимущественно состоящей из твердой пищи [23].
Его работа поставила под сомнение гипотезу Бегга [24], популярную в 1950-х годах, согласно которой неправильный прикус стал результатом нехватки твердых частиц в современном рационе, из-за чего зубы не стачивались в достаточной степени, вырастая слишком крупными для челюсти [25]. В одной из своих ранних работ Корруччини сравнил между собой группы беличьих обезьян (которые считаются идеальным приматом для моделирования формирования челюсти у людей) с различными диетами – состоящими из твердых или мягких продуктов – с одинаковой питательной ценностью. Идея состояла в том, чтобы проверить различия в формировании челюсти в зависимости от необходимых жевательных усилий. Он обнаружил, что употреблявшие мягкую пищу обезьяны, которые недостаточно тренировали жевательные мышцы, оказались подвержены неправильному прикусу. У них было «больше повернутых и смещенных зубов, а зубные дуги были более узкими как в абсолютном, так и в относительном выражении». Вместе с тем никаких отличий в том, насколько сильно стерлись боковые поверхности зубов, между двумя группами обезьян обнаружено не было, как следовало ожидать в соответствии с гипотезой Бегга [26]. Специализирующиеся на зубах антропологи Джером Роуз и Ричард Робли [27] подтвердили сделанное Корруччини заключение и для человека. Они обнаружили, что «большинство случаев неправильного прикуса у современных людей связано с несоответствием ширины челюсти и длины зубной дуги (расстояния, необходимого для того, чтобы поместились все зубы)». Такой неправильный прикус, как вы должны помнить, был редкостью для жителей Амарны и древних людей по всему миру.
Более поздние исследования Корруччини, связанные уже с людьми, подтвердили его заключение о том, что жевание сказывается на развитии челюсти. Так, например, в ходе изучения группы, состоящей из первого поколения австралийских аборигенов, которое стало питаться мягкой пищей, он продемонстрировал следующее:
«Более длинные (нестертые) зубы не связаны как со скученностью зубов в целом, так и с их искривлением на близлежащих участках или в процессе развития. Явной связи между считающимся неблагоприятным избытком места в зубной дуге после выпадения у ребенка молочных зубов со скученностью или другими видами неправильного прикуса обнаружено не было. Несоответствие размеров различных структур и узкая верхняя челюсть оказались связаны с неправильным прикусом в большей степени. Данные результаты согласуются с недавно высказанным мнением о том, что расхождение между размером резцов и длиной зубной дуги связано, скорее, со слишком маленькой челюстью, чем со слишком большими зубами». [28]
Были получены убедительные доказательства того, что здоровье ротовой полости также может быть тесно связано и с другим аспектом описанного эпидемиологического перехода. Колонии бактерий, обитавших у нас во рту на протяжении тысячелетий охоты и собирательства, играли важнейшую роль в профилактике кариеса. Микроорганизмы претерпели значительные изменения, когда привычная для них среда обитания трансформировалась из-за того, что ведущие относительно оседлый образ жизни группы охотников-собирателей начали есть дикорастущие растения, богатые ферментируемыми углеводами, а затем и в связи с изменениями рациона питания, связанными с земледелием [29]. Оказавшиеся в более свободном доступе углеводы и сахара, в особенности благодаря обработке продуктов, оказывали благоприятное влияние на вызывающие кариес бактерии, которые теперь преобладают в экосистеме нашей ротовой полости. Хотя прямое влияние изменения бактериальной флоры на размер челюсти, может, и является незначительным, а то и вовсе отсутствует, так называемый «дрейф» (естественное смещение из-за трения зубов друг о друга) гниющих зубов при отсутствии их своевременного лечения сказывается на жевании и развитии челюсти. Ребенок с болезненной дыркой в зубе будет стараться не смыкать челюсть, чтобы избежать дискомфорта.
Рисунок 16. Когда язык в расслабленном состоянии лежит на своем месте, прижатый к небу, он поддерживает U-образную форму зубной дуги (слева). Если же держать его слишком низко, зубная дуга уменьшается, что приводит к скученности зубов и сужению дыхательных путей
Если же он будет избегать контакта между зубами, то это приведет к вытягиванию лица. И что с того? К сожалению, вытянутое лицо связано с сужением дыхательных путей и потенциальным апноэ во сне в будущем. Как это происходит? При отсутствии контакта между зубами челюсть развивается неправильно, так как они вырастают из десны на большее расстояние. Когда касание противоположных зубов вызывает боль, язык, как правило, опускается, чтобы снизить дискомфорт, выступая в качестве своеобразного амортизатора, укутывающего зубы. Из-за того, что он смещается со своего идеального расслабленного положения, когда прижат к небу (верхней челюсти), зубная дуга теряет свою «опору» и развивается скученность. Это, в свою очередь, и приводит к вытягиванию лица, так как верхняя челюсть из-за отсутствия нормального контакта между нижними и верхними зубами смещается вниз и назад. Поскольку нижняя челюсть крепится к верхней, она передвигается аналогичным образом. Это приводит как к уменьшению свободного места для зубов и языка, так и к сужению дыхательных путей.
Возможно, вы спросите: «Ну и что?» А то, что вытянутое лицо у ребенка является возможным предвестником по-настоящему серьезных проблем со здоровьем, таких как апноэ во сне и сопутствующие ему заболевания. Из-за этого может оказаться намного сложнее дышать.
Рисунок 17. У людей с вытянутым лицом и менее выраженным подбородком более узкие дыхательные пути, что подвергает их опасности развития обструктивного апноэ во сне (ОАС)
Возникает очевидный вопрос: почему у наших далеких предков, которым досаждали сколотые или больные зубы, не развивались вытянутые лица, кривые зубы и узкие дыхательные пути? Судя по всему, ответ кроется в грубой пище, требовавшей тщательного пережевывания. Это, может, и было мучительно больно, но явно не настолько, как голодная смерть. Современные дети могут вместо жесткой отбивной выбрать молочный коктейль, да и лечение, позволяющее облегчить боль, можно получить относительно быстро.
Таким образом, имеются крайне убедительные доказательства того, что тщательное пережевывание пищи в детстве способствует нормальному развитию челюсти и лица. Сложно поверить, что такое на первый взгляд незначительное повседневное действие способно оказывать столь сильное влияние, однако это так.