Geniala lösningar i naturen kan ge svar på vår tids utmaningar

På Peter Stenvinkels arbetsrum hänger ett citat av Charles Dickens, hämtat ur ”A Tale of two cities”. Romanen utspelar sig i London och Paris före och under franska revolutionen.

”Det var den bästa av tider, det var den värsta av tider, det var en tid av visdom, det var en tid av dårskap, det var en epok av tro, det var en epok av misstro, det var en tid av ljus, det var mörkrets tid, det var hoppets vår, det var förtvivlans vinter.”

– Citatet beskriver väl den situation vi har idag med krig i Europa, global uppvärmning, energikris, inflation och covid-19-pandemi. Vi ser också en växande rörelse med kunskapsresistens, fake news, och förakt för vetenskap. Samtidigt har forskare på rekordfart lyckats utveckla fungerande vaccin mot en dödlig virussjukdom som covid-19. Vi har även börjat förstå vilka geniala lösningar som naturen har utvecklat under evolutionens lopp, och som vi kan försöka imitera och tillämpa för att tackla de utmaningar planeten står inför. Det är både bra och dåliga tider vi lever i, säger Peter Stenvinkel, överläkare och professor i njurmedicin vid Karolinska institutet.

Våra ekosystem hotas av global uppvärmning, föroreningar av luft och vatten, avskogning, förlust av biologisk mångfald, ohållbar produktion och konsumtion av livsmedel. Människan bär ett tungt ansvar för den sjätte massutrotningen som nu pågår, menar Peter Stenvinkel.

– Hotet mot våra ekosystem är också ett hot mot människans och många andra arters liv och hälsa. Hälso- och sjukvården måste bli mycket bättre på att förstå hur hälsa och planetens välbefinnande hänger ihop för att vi ska lyckas möta de svåra utmaningar som följer med en allt varmare planet, säger Peter Stenvinkel.

Han lyfter fram planetarisk hälsa, ett begrepp som myntades av The Lancet och Rockefeller Foundation 2016. Kortfattat handlar planetär hälsa om att allt mänskligt välbefinnande på lång sikt beror på välbefinnandet i våra ekologiska system. Att ta hand om den ena hjälper också den andra; människan kan inte verka separat från naturen, vi är en del av den.

Inom hans eget område njurmedicin ökar andelen patienter med njursjukdomar runt om i världen till följd av luftföreningar och global uppvärmning.

– Unga arbetare på sockerrörsfält och jordbruksarbetare i Mellanamerika drabbas hårt av värmestress som bland annat leder till avancerad njursvikt och som många dör då de inte får tillgång till dialys.

Enligt Världshälsoorganisationen WHO kan nästa en fjärdedel av alla dödsfall i världen kopplas till hälsovådliga livs- och miljöförhållanden. Vi står samtidigt inför en global epidemi av livsstilssjukdomar som fetma, njursjukdomar, cancer, hjärt-kärlsjukdomar, stroke och diabetes.

– Gemensamt för dessa livsstilssjukdomar är att individerna har en låggradig kronisk inflammation och en förlust av biologisk mångfald i tarmen. Vid dessa livsstilssjukdomar när vi blir äldre, finner man ofta även ett nedreglerat uttryck av Nrf2. Det är en cellskyddande transkriptionsfaktor som fungerar som ett slags skydd mot inflammation och oxidativ stress.

Under flera miljarder år var livet på jorden ganska torftigt med bakterier och encelliga organismer. Men plötsligt, under den kambriska explosionen för cirka 600 miljoner sedan, dyker det upp flercelliga organismer och djurlivet tar fart. Livet på jorden gick från en låg grad till en hög grad av biologisk mångfald.

Hälso- och sjukvården måste bli mycket bättre på att förstå hur hälsa och planetens välbefinnande hänger ihop … Peter Stenvinkel, professor i njurmedicin vid Karolinska institutet

Men, hur klarade djurlivet och dessa flercelliga organismer exponeringen för allt det syre som frisattes i atmosfären från cyanobakterier?

Kanske, menar Peter Stenvinkel, utvecklades transkriptionsfaktorn Nrf2 som ett slags biologiskt verktyg för att ryggradsdjur och flercelliga organismer skulle kunna klara av exponeringen för syrgas och därmed oxidativ stress.

– När människor och djur utsätts för olika typer av påfrestningar i miljön sker ofta en uppreglering av Nrf2 och hundratals skyddande antiinflammatoriska och antioxidativa gener aktiveras.

Vad vi äter och hur vi lever påverkar vår hälsa; en stillasittande livsstil, rökning, processad mat och högt intag av kaloririk kost är välkända riskfaktorer för sjukdom och ohälsa.

– Vi ser nu att även att extrema väderförhållanden som värmeböljor, skogsbränder och långa perioder av torka påverkar vår hälsa.

Den globala epidemi av livsstilssjukdomar vi ser idag hänger nära samman med störningar i såväl kroppens inre miljö som i den omgivande yttre miljön, menar Peter Stenvinkel.

– Det finns tydliga samband mellan luftföroreningar och risken för bland annat kronisk njursvikt, fetma, hjärtkärl-sjukdomar och typ-2 diabetes. Luftföroreningar ger upphov till kronisk inflammation och sänker uttrycket av Nrf2, vilket försämrar vårt skydd. En allt större andel av alla fall av kronisk njursvikt, i särskilt låg- och medelinkomstländer, kan bero på luftföroreningar, säger Peter Stenvinkel.

För många hälsoproblem finns det dock många listiga lösningar som har utvecklats och finslipats av evolutionen genom årmiljonerna, menar Peter Stenvinkel.

Han har i sin medicinska forskning särskilt intresserat sig för björnar och deras förmåga att överleva flera vintermånader i dvala utan att drabbas av njurproblem, fetma, hjärt-kärlproblem och benskörhet. Forskningsfältet benämns biomimetik och innebär kortfattat att man identifierar och imiterar naturens bästa lösningar för att hitta nya möjligheter att tackla mänsklighetens utmaningar.

Naturen har under evolutionen utvecklat många olika sätt att överleva och anpassa sig till klimatförändringar och extrema miljöer och livsbetingelser.

– Vi har grodor som överlever långa perioder utan vatten, de har utvecklat genialiska mekanismer för att överleva i extrema miljöer. Fladdermöss är ett annat exempel på djur som utvecklat inflammationsskyddande mekanismer och ett högt interferonsvar som skyddar dem från aggressiva virus som ebola och covid-19. Elefanter har utvecklat skydd mot cancer. Och så har vi björnar som kan ligga i ide i ett halvår utan att kissa, utan njurfunktion och utan att drabbas av de olika komplikationer som vi ser hos patienter med njursvikt.

Det finns många fiffiga lösningar i djurriket som vi kan försöka förstå och använda för att förhindra och bota sjukdomar. Peter Stenvinkel

Peter Stenvinkels forskargrupp arbetar tillsammans med forskare i Skandinaviska björnprojektet, ett nordiskt forskningssamarbete som är finansierat av både Sverige och Norge och leds av professor Ole Fröbert i Örebro.

Studierna görs på björnar i det vilda och inte i fångenskap, vilket innebär att forskare kan studera djuren i sin naturliga miljö där fritt kan välja föda.

Gruppen arbetar tillsammans med ekologer, veterinärer och zoologer för att förstå djurvärlden och hur de har lyckats utveckla mekanismer som skyddar dem från de livsstilssjukdomar som drabbar människan.

– I djurvärlden tycks en uppreglering av Nrf2 spela en viktig roll för att skydda dem mot miljömässiga hot som global uppvärmning, brist på rent vatten och luftföroreningar. Det finns många fiffiga lösningar i djurriket som vi kan försöka förstå och använda för att förhindra och bota sjukdomar.

Under björnens vintersömn genomgår njurcellerna sjukliga förändringar som i normala fall hade framkallat inflammation och celldöd, men på något oförklarligt sätt tycks njurarna självläka när björnen på våren kryper ur sitt ide.

– Om vi kan lösa den gåtan skulle vi kunna hjälpa många svårt njursjuka patienter och troligtvis även individer med typ-2 diabetes, säger Peter Stenvinkel.

Björnar lyckas till stora delar bibehålla sin muskelmassa, de förlorar endast cirka 10 procent av sina muskler under vintersömnen, trots att de är helt passiva.

– Vi vet inte riktigt hur det går till, men det kan ha att göra med förändringar i björnens tarmbakterier. Man har sett att förändringar i tarmfloran påverkar omsättningen av energi hos björn. En ny studie på jordekorrar, ett annat hibernerande djur, visar att förändringar i tarmfloran medför att djuren kan återvinna kväve för att spara sin muskulatur.

Än så länge har björnforskningen inte någon praktisk tillämpning i form av nya behandlingar.

– Forskningen kring elefanter har kanske kommit längst, där har redan läkemedelsföretag startat prövningar för att försöka hitta nya behandlingar mot cancer.

Många av de läkemedel vi redan använder idag har sitt ursprung i djurriket såsom ACE-hämmare (Brasiliansk huggorm) och GLP1-receptoragonister (Gilaödla). Forskningen kring elefanters cancerresistens har resulterat i att ett biotechbolag har startat prövningar som rör olika proteiner som elefanter bär som ett skydd mot muterande celler.

– När det gäller forskningen på björnar kan kanske ökad kunskap om hur en förändrad sammansättning av tarmbakterier kan skydda mot livsstilssjukdomar och leda till nya kostbehandlingar. Blåbär har skyddande effekter mot både metabola rubbningar och höga blodfetter.

Peter Stenvinkels forskargrupp har i även samarbete med professor Johan Frostegård vid Karolinska Institutet noterat att hibernerande björnar verkar genomgå en slags immunisering mot åderförkalkning.

– Detta skulle på sikt kunna leda till en möjlighet att framställa vaccin mot åderförkalkning.

The power is on your plate. Det som är bra för planeten är också bra för hälsan. Peter Stenvinkel

Det som nu pågår med en snabb massutrotning av arter och förlusten av mångfald påverkar möjligheterna att identifiera och dra nytta av naturens genialiska lösningar, menar Peter Stenvinkel.

– Eftersom naturen verkar kunna återhämta sig ganska snabbt, bara man ger den en chans, finns fortfarande en möjlighet att rätta till de missförhållanden som människan ställt till med. Vi måste göra allt vi kan för att minska koldioxidutsläppen och klimatavtrycket. En av de bästa saker vi kan göra på individnivå för att minska utsläppen är att förändra vårt sätt att äta.

Livsmedelsproduktion och konsumtion är en stor och fortfarande relativt okänd miljöbov. Hög konsumtion av exempelvis rött kött driver både livsstilssjukdomar och ökar utsläppen av växthusgaser.

– Eftersom den ohälsosammaste maten ofta även har den största miljöpåverkan, finns goda möjligheter att slå två flugor i en smäll.

Peter Stenvinkel skulle gärna vilja se att planetarisk hälsa börjar implementeras i hälso- och sjukvården och att läkare börjar prata med patienter som lider av livsstilssjukdomar om hur man med ändrade kostvanor inte bara kan påverka sin egen hälsa, utan även planetens hälsa.

– The power is on your plate. Det som är bra för planeten är också bra för hälsan. Hur vi lever och vad vi äter har stor betydelse för den egna hälsan, men nu är det också uppenbart att det har betydelse för miljön. Vi kan alla bidra för att minska klimatavtrycket, inte minst hälso- och sjukvården, säger Peter Stenvinkel.