Trace Elements and Minerals in Health and Longevity
- フロントマター
- 第1部分野を超えた健康概念
- 1. 進化論的な視点から健康を理解する。
- 2. 健康の進化論的分析
- 3. 健康な体とは何か？バイオデモグラファーの視点
- 4. 生体健全性とホメオダイナミック空間
- 5. 健全な生体システム
- 6. 哲学における健康。定義があっても理論がない
- 7. 哲学におけるメンタルヘルスとウェルビーイング
- 8. 学際領域で活躍する健康概念
- 9. 健康、エイジング、真正性、アート
- 第2部 システム横断的な健康
- 10. 健康な口元。歯周病学の観点から
- 11. 心血管系の健康
- 12. 健康な血液の特徴
- 13. 免疫と健康
- 14. 健康なマイクロバイオームとは何か？
- 15. 健康の分子生物学的マーカー
- 16. ダイナミックなパトソーム。健康と病気の代用品として
- 17. 健康のための睡眠プリズム
- 18. 1974年、そしてすべて。健全なセクシュアリティへの2つのアプローチの物語
- 19. 非ヒト生物における健康
- 20. 健康なワーム
- 21. 環境から見た健康
- 22. 社会との関わりと健康
- 23. 公衆衛生政策における説明の種類
- 24. ヒトの健康に対する直線的な規制の制約を振り切る
- 第3部 健康・ヘルシーエイジングの実践
- 25. ライフスパンとヘルススパンの比較
- 26. 健康と不老不死
- 27. 健康・長寿のためのインターベンション
- 28. ホルミシス、レジリエンス、メンタルヘルス。公衆衛生と治療法の選択肢を高める
- 29. 臨床現場におけるヘルシーエイジング。現在の概念と将来の展望
- 第4部 結論
- 30. 科学全体で「健康」はどのように説明されるだろうか？結論と総括
- 裏表紙
第12巻 健康な老後と長寿のために
シリーズエディター
Suresh I. S. Rattanデンマーク、オーフス大学、分子生物学・遺伝学教室
高齢者人口の増加や平均寿命の延伸など、世界的な人口動態の急激な変化により、「人はなぜ老いるのか」「どのように老いるのか」「いつまで生きられるのか」「健康を維持するには」「高齢期の病気を予防・治療するには」「健康長寿の将来展望は」などといった問題が、科学、社会、政治、経済の中心舞台に登場している。加齢の記述的側面は、種、集団、個体、そして個体内の組織、細胞、分子レベルで確立されているが、健康な加齢と長寿の達成を目指す上で、その詳細な理解の意味は、常に変化し続ける困難な問題である。ジェロントロジー、特にバイオジェロントロジーの継続的な成功は、生物学、医学、バイオインフォマティクス、バイオエコノミー、スポーツ科学、栄養科学などの研究者、社会学者、心理学者、政治家、公衆衛生専門家、化粧品、食品、ライフスタイル産業などのヘルスケア産業に加え、定評ある学識者、若い世代の学生の両方に注目されているのである。本シリーズでは、健康的な加齢と長寿の問題に関連するトピックを取り上げる。本シリーズは、確立された知識体系を網羅的にレビューするだけでなく、健康と長寿の維持・回復・増進に向けた介入の理論的・証拠に基づく実践的・倫理的側面に関して、現在進行中の研究・開発について批判的評価を行うものである。
編者ジョナサン・ショール、スレーシュ・I・S・ラタン
第1版2020年
エディター
ジョナサン・ショール（Jonathan Sholl）デンマーク、オーフス大学哲学・思想史研究室。
Suresh I. S. Rattanデンマーク、オーフス大学、分子生物学・遺伝学教室
序文
私たちは皆、健康な人とは何かという概念を持ち、あるいは自分自身が多かれ少なかれ健康であると感じたことがあるはずだである。しかし、「健康」とは一体何なのか、どのように定義されるべきなのかについては、これまで延々と議論が続いていた。その難しさの一因は、教科書に載っている健康の定義のほとんどが、「病気がないこと」という「不在」の観点から定義されていることにあるのかもしれない。その結果、「健康」を科学すること、あるいは「健康」を科学的な概念としてとらえることは、非常に困難であるように思われる。なぜなら、「健康」とは、本来、「存在しないもの」を追跡するものだからだである。一方、臨床以外の分野では、世界保健機関（WHO）の「健康とは、身体的、精神的、社会的に完全に良好な状態であり、単に病気や不調がないことではない」という定義が最もよく知られているのではないだろうか。健康とは、身体的、精神的、社会的に完全に良好な状態であり、単に病気や不調がないことではない」というもので、少なくとも健康を否定的に定義する問題は回避されているが、この概念は非常に曖昧で、科学的に定量化することが困難である。完全に健康な人なんているのだろうか？
健康について言えることはこれだけなのだろうか？健康という概念を捨てるべきなのだろうか。おそらく、私たちは正しい問いを立てていないのだろう。医学が「健康」と呼ばれる現象を研究しているとき、彼らは何らかの特性、プロセス、能力の存在も追跡しているのではないだろうか？健康科学の対象が何だろうかを明らかにする必要があるのではないだろうか？このような疑問が、「健康」をテーマにした学際的な本の構想を練る上で、私たちの頭の中にあった。医学哲学者とバイオジェロントロジストである私たちが対話を重ねる中で、健康を理解し、説明するという問題に、できるだけ多くの異なる視点を結集して取り組む方法を絞り込んでいきた。科学的であれ哲学的であれ、それぞれの分野の専門家が、健康を理解し説明する方法について、その研究対象が持つ意味について考察するよう求められるような、編集された一冊の本の文脈に、私たちが行っていた学際的な会話を持ち込もうと考えた。この問いは、哲学的な議論をする場以外ではあまり問われることがないため、私たちは投稿者をコンフォートゾーンから押し出すような働きかけをする必要があった。また、あるテーマに関する共同研究という意味ではなく、科学と哲学が混在する本書の全体的な構成という意味で、結果的に学際的なものとなった。このような混合は、科学と哲学での執筆に求められるものが異なるため、興味深い挑戦と発見を生んだ。私たちは、最終的な構成が、方法、専門用語、テーマ、プレゼンテーションのスタイルが異なるにもかかわらず、互いに補完し合う多様な視点を読者に提供することを望んでいる。
本書は、特定の学問領域から健康を説明するパート、身体のシステム、部位、機能、または生物が存在する環境の観点から健康を探求するパート、そしてより臨床的、実践的な観点から見る最後のパートに分かれている（そして結論もある）。第1部では、それぞれの分野で議論されている、より一般的な健康の進化的、生物学的、哲学的次元を展開する。ここでは、進化学、分子生物学、システム生物学、哲学の議論など、ある分野全体から健康を俯瞰し、一般的な洞察を掘り起こすことを目的としている。哲学的寄稿では、健康の一般理論はあり得るのか、それは学際的な分野とどう関係するのか、精神衛生について哲学者は何を語るのか、さらには健康な老化と真正性の関係性など、さまざまな問題に焦点が当てられている。これらの章で提起される問題は、概して倫理的なものではなく、むしろ健康科学で用いられる概念やモデルに関する問題である。
第II部では、分野全体からその中の特定の分野へと移行し、健康の構造的・体系的側面、機能的側面、生物学的・環境的側面について深く掘り下げていく。局所的な分野や記述に焦点を当てた章では、例えば心臓、口、マイクロバイオームといった特定の部位や、睡眠、性欲といった特定の機能に焦点を当てることで、健康な体の特徴を提示している。そして、これらの内的な分野に、より広範な生物学的、環境学的な視点が加味される。また、有名なモデル生物である線虫など、人間以外の生物における健康の研究方法についても考察し、生命の多様な形態に「健康」を統一する試みが直面するさまざまな課題を分析している。最終章では、社会的関係や公衆衛生の説明まで探求し、健康を理解する上で極めて重要な外的要因について説明する。第III部では、臨床的あるいは実践的な観点から健康について考察し、特に、健康から健康な老後へという時間的な健康の延長に重点を置いている。また、不老不死という人類古来の夢（幻想）についての考察もある。これらの章では、健康とは何かということだけでなく、例えば「ホルミシス」という概念で説明されるように、低用量のストレッサーを戦略的に使用することによって、健康を促進することができるという興味深い議論がなされている。最後に、第4部 は結論であり、編集者が本書全体に含まれる多くの重要な洞察を整理し、健康に関する将来の研究のための独自の結論と考えを抽出した。
このようにパートが分かれているにもかかわらず、「健康」が学際的な思考を必要とするテーマであるため、本書を科学と哲学にきれいに分けることができなかった。哲学的な章はパートIに多く含まれているが、他のパートにも哲学者による寄稿、あるいは科学者による哲学的な寄稿が散見される。この意味で、本書の構成は学際性を示している。
本書の目的は、さまざまな分野の知識人が、異質な分野や生物学的レベルの説明を十分に体系化・統一して、健康という捉えどころのない現象を解明できるかどうかを検討することである。本書の成果は、健康とは何かについての単一または統一的な説明、あるいは理論を提供するには程遠いものであるが、少なくともそのための旅の小さな一歩になると確信している。
ジョナサン・ショル
スレッシュ・I・S・ラタン
デンマーク・オーフス
- Evgenios Agathokleous南京情報科学技術大学（NUIST）応用気象学院生態学研究所江蘇省農業気象学研究室（中華人民共和国江蘇省南京市）
- Ove Andersenデンマーク、コペンハーゲン大学病院-Hvidovre、臨床研究部
- Kenneth R. Arnoldカリフォルニア大学アーバイン校（米国）。
- Thomas T. Barterカリフォルニア大学アーバイン校（米国）。
- Julie Bienertová-Vašků チェコ共和国、ブルノ、マサリク大学医学部、病理生理学研究室
- チェコ共和国ブルノ、マサリク大学理学部、環境中の毒性化合物研究センター
- Alex Broadbentヨハネスブルグ大学知識の未来研究所（南アフリカ、ヨハネスブルグ
- Gabriela Bunuルーマニア・ブカレスト、ルーマニア・アカデミー生化学研究所、加齢システム生物学グループ
- Edward J. Calabrese環境健康科学科、Morrill I, N344, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts, USA
- Vittorio Calabreseカターニア大学医学部バイオメディカル・バイオテクノロジー学科、カターニア、イタリア
- Julien Coelhoフランス、ボルドーCHU、神経系機能探索サービス、ソメイユ科クリニック
- ボルドー集団の健康研究センター、U1219、ボルドー大学、Inserm、ボルドー、フランス
- A. A. Cohenシャーブルック大学医学部家庭医学科、加齢研究センター、シャーブルック、QC、カナダ
- Andreas De BlockKardinaal, Leuven, Belgium（ベルギー）
- Caitrin Donovanシドニー大学科学史・科学哲学学部、オーストラリア、シドニー
- Marina Ezcurraケント大学バイオサイエンス学部、カンタベリー、英国
- Ole Faergemanオーフス大学病院循環器科、オーフスN、デンマーク
- クネベル、デンマーク
- T. Fülöpシャーブルック大学医学部老年医学科、老化研究センター、シャーブルック、QC、カナダ
- Geetika Gargアラハバード大学生化学科、アラハバード、インド
- サヴィトリバイ・プーレ・プネー大学動物学教室、インド、プネー
- Matthew S. Gill米国フロリダ州ジュピター、スクリプス研究所、分子医学部
- Jaap C. Hanekampオランダ、ミデルブルグ、ユニバーシティ・カレッジ・ルーズベルト、サイエンス部門
- マサチューセッツ大学アマースト校（米国マサチューセッツ州アマースト市）環境健康科学科
- Rikke Hindsgaul Hardersデンマーク、オールボルグ大学化学・バイオサイエンス学部
- Tine Hjorthデンマーク、オーフス大学歯学研究所歯科矯正学研究室
- S. ジェイ・オルシャンスキーイリノイ大学シカゴ校（アメリカ・シカゴ
- Antonis Karamalegosケント大学カンタベリー校バイオサイエンス学部、英国
- James N. KezosSanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, San Diego, USA
- Thomas B. L. Kirkwoodニューカッスル大学高齢化研究所、ニューカッスル・アポン・タイン、英国
- Jan Pieter Konsmanアキテーヌ統合認知神経科学研究所、UMR CNRS 5287、ボルドー大学、ボルドー、フランス
- Marios Kyriazis国立老年学センター、ラルナカ、キプロス
- A. Larbiシンガポール科学技術研究庁（A*STAR）バイオポリス、シンガポール免疫学ネットワーク（SIgN）老化の生物学プログラムおよび免疫モニタリング・プラットフォーム
- Eric Le Bourgトゥールーズ大学統合生物学センター動物認知研究センター、トゥールーズ・セデックス、フランス
- Peter Lenartチェコ共和国、ブルノ、マサリク大学医学部、病理生理学教室
- チェコ共和国ブルノ、マサリク大学理学部、環境中の毒性化合物研究センター
- Henrik Lernerスウェーデン、ストックホルム、Ersta Sköndal Bräcke University College、ヘルスケアサイエンス学科
- Oleh Lushchakウクライナ、イワノフランキフスク、Vasyl Stefanyk Precarpathian National University、生化学・バイオテクノロジー学科
- Jean-Arthur Micoulaud-Franchiフランス、ボルドー、CHU de Bordeaux、Service d’explorations fonctionnelles du systeme nerveux、Clinique du Sommeil
- USR CNRS 3413 SANPSY, CHU Pellegrin, Université de Bordeaux, Bordeaux, France
- Teodora Bucaciuc Mracicaルーマニア、ブカレスト、ルーマニアアカデミー、生化学研究所、老化のシステム生物学グループ
- Dominic Murphyシドニー大学科学史・科学哲学研究科、オーストラリア、シドニー
- Katrine Vogt Møllerデンマーク、オールボルグ大学化学・バイオサイエンス学部
- Maria Grymer Metz Mørchデンマーク、オールボー大学化学・バイオサイエンス学部
- Jan O. Nehlinデンマーク、コペンハーゲン大学病院-Hvidovre、臨床研究部
- Anders Olsenデンマーク、オールボー大学化学・バイオサイエンス学部
- Kevin Ouazzani Touhamiボルドー集団の健康研究センター、U1219、ボルドー大学、Inserm、ボルドー、フランス
- Desmond O’Neillトリニティ・カレッジ・ダブリンの加齢・神経科学・人文科学センター、トリニティ健康科学センター、タラート大学病院（アイルランド・ダブリン
- Pierre PhilipClinique du Sommeil, Services d’explorations fonctionnelles du systeme nerveux, CHU de Bordeaux, Bordeaux, France
- USR CNRS 3413 SANPSY, CHU Pellegrin, Université de Bordeaux, Bordeaux, France
- Suresh I. S. Rattanデンマーク、オーフス大学、分子生物学・遺伝学教室
- アラハバード大学生化学科 Syed Ibrahim RizviD, University of Allahabad, Allahabad, India
- Michael R. Roseカリフォルニア大学アーバイン校（米国）。
- Grant A. RutledgeUSDA農業研究サービス、ボストン、マサチューセッツ州、米国
- Martin Scheringerチェコ共和国ブルノ、マサリク大学理学部、環境中の有害化合物に関する研究センター
- チューリッヒ工科大学生物地球化学・汚染物質動態研究所、チューリッヒ、スイス
- Maria Scutoカターニア大学医学部バイオメディカル・バイオテクノロジー学科、カターニア、イタリア
- Jonathan Shollオーフス大学哲学・思想史学科（デンマーク、オーフス市
- Abhishek Kumar Singhアミティ大学神経心理学・神経科学研究所、アミティ大学ウッタルプラデーシュ校、ノイダ、インド
- サンディープ・シンアラハバード大学生化学科、インド、アラハバード
- Benjamin Smartヨハネスブルグ大学知識の未来研究所、ヨハネスブルグ、南アフリカ共和国
- Gemma Lucy SmartSchool of History and Philosophy of Science, University of Sydney, Sydney, Australia
- Ilia Stamblerイスラエル、テルアビブ、Vetek（高齢者）協会-長寿と生活の質のための運動、研究部門。
- Robi Tacutuルーマニア・ブカレスト、ルーマニア・アカデミー生化学研究所、加齢システム生物学グループ
- Dmitri Torenルーマニア・ブカレスト、ルーマニア・アカデミー生化学研究所、老化のシステム生物学グループ
- Eugen Ursuルーマニア・ブカレスト、ルーマニア・アカデミー生化学研究所、加齢システム生物学グループ
- Alexander Vaisermanウクライナ、キエフ、老年学研究所
- Mireya Vazquez-Pradaケント大学カンタベリー校バイオサイエンス学部、英国
- J. M. Witkowskiグダニスク医科大学病態生理学教室（ポーランド・グダニスク市
- Robert Zachariaeデンマーク、オーフス大学病院、腫瘍科および心理学・行動科学科
1. 進化論的観点から健康を理解する
トーマス・B・L・カークウッド1
(1)ニューカッスル大学高齢化研究所、生物医学研究棟、高齢化と活力のためのキャンパス、ニューカッスル・アポン・タイン、NE4 5PL, UK
トーマス・B・L・カークウッド
要旨
健康は、日常的には機能的な健康状態を意味し、より特殊な意味では、進化的な自然選択の圧力下での競争的な成功を意味する、生物の適性の重要な側面である。進化が健康にどのような影響を与えるかを理解することは、慢性的な変性疾患の理解にとっても、私たちが共進化してきた多様な病原体から生じる病気についての洞察を得る上でも重要である。なぜなら、選択には制約があり、それはしばしばトレードオフを伴うからだ。特に、老化のプロセスそのものが、成長、生殖、長期的な身体維持などのプロセスに関わる進化的なトレードオフに起源を持つ可能性が高いと思われる。本章では、健康に対する進化の視点から何を学ぶことができるのか、また、人間の寿命が近年急速に変化している現在、将来の健康にとってどのような意味があるのかについて考察している。
キーワード
健康 進化 自然淘汰 老化 病気 可塑性
1.1 はじめに
健康とその裏返しである病気をどのように概念化するかは、一見簡単そうに見えて、実はそうでもない。「病気」とは一体何なのか。「健康」とは、単に病気がない状態なのか。数年前、アフリカで仕事をしていた私は、ある同僚に「今朝はどうですか？」という日常的な質問をしたことを覚えている。その時の彼の返事は興味深かった。「今日は体が楽じゃないんだ」国際疾病分類に載っているような病気でないにもかかわらず、「体が楽ではない」、つまり「不調」であることを表現しているように思えた。
世界保健機関（WHO）にとって、健康の定義は厳しいものである。「身体的、精神的、社会的に完全に良好な状態であり、単に病気や虚弱がないだけではない」この定義に従えば、私の同僚は健康な状態ではなかったことになるが、どこに問題があるのか、どうすればそれを正すことができるのかは明らかではない。一方、何か深刻な問題を抱えていても、身体的、精神的、社会的に完全に良好な状態にある人もいる。危険なウイルス感染の初期段階にある人や、体細胞変異によって悪性腫瘍への道を歩み始めたクローン細胞を思い浮かべればよいだろう。
健康という概念を検証するための一つのレンズとして、進化生物学がある。一般に、進化とは最適化されたプロセスであると認識されている。しかし、現実はもちろん、生命の条件は完璧とは言い難いことが多い。ほとんどの生物は、その生涯を通じて、健康に対する挑戦を受け続けている。病原体や寄生虫は大量に存在し、傷や怪我は頻繁に起こり、毒素やストレス要因による健康を脅かす環境の脅威は蔓延している。このように、進化論的な健康観は、完璧な状態を維持することよりも、病気や不調を抑えることを目的としている。
健康と疾病の相互作用について、進化の視点から考察する必要があるのは、おそらく3つの主要な側面である。第一に、健康の維持を支える進化的なメカニズムとは何か、そしてなぜそれが最終的に壊れてしまうのか。第二に、進化的なトレードオフが、健康と病気の相互作用の決定においてどのような役割を担っているのか。第三に、健康はどのようにして各世代から次の世代へと保証されるのだろうか。
1.2 自然淘汰とその優先順位
進化は、自然淘汰によってもたらされる。自然淘汰の基本原理は、一般に「適者生存」と言われるが、この小さな言葉のシンプルさが、その複雑さを裏付けている。「生存」とはどのような存在なのか？「適者生存」はどのような指標で定義され、測定されるのか？これらは深い問題であり、この章の範囲外であるため、十分に検討する必要がある。本章では、「生存」という概念を、個々の生物ではなく、遺伝的な系統を指すものと見なすが、例えば、単一遺伝子とゲノムを比較した場合、この考え方は単純ではなくなる。
「フィットネス」（適応度）という考え方は、自然淘汰が基本的に数字のゲームであることを理解する必要がある。このことに同意していても、フィットネスの定義は初歩的なものとは言い難い。フィットネスの指標としてよく使われるのは、マルサスパラメーターとも呼ばれる、問題の集団の固有自然増加率である。この指標は比較的簡単に計算できるのが魅力であるが、そのためには一般に、集団の年齢構成が安定しているという仮定が必要であり、必ずしもそうとは限らない。この前提があれば、異なる遺伝的適応の相対的な進化的成功は、結果として得られる自然増加率を比較することで判断でき、最も高いものが「勝者」となる。もちろん、生態学的な制約があるため、無限に数を増やすことはできないが、勝利した適応がその環境で平衡状態にあるときの自然増加率がゼロであるのに対し、敗者はマイナスであり、相対的に減少していることを示せば、この困難を克服することは可能である。その他の適応度の指標としては、特定の適応度を持つ個体に対する環境の「収容力」を最大にすることや、長期的な絶滅のリスクを最小にすることなどがある。
健康という進化的な視点に立つと、自然淘汰がどのように優先順位をつけるかについて、年齢と関係する非常に重要な側面がある。なぜなら、集団には異なる年齢を持つ個体が混在しており、つまり年齢構造を持っているからだである（Charlesworth 1994）。選択における年齢構造の意義は非常に大きい。なぜなら、死亡率は一方通行だからだ。同じ時期に生まれた個人の任意のコホートについて、生存者の数は年齢が上がるにつれて徐々に少なくなる。これは、集団が本質的な加齢、つまり老化のプロセスを経るかどうかに関係なく起こる。その結果、自然選択には年齢的な側面があり、集団内のさまざまな年齢層に異なる影響を与えることになる。選択の力、つまり、代替的な適応（より正確には、それを生み出す遺伝子）を適合性の観点から識別する能力は、年齢とともに低下する。簡単に言えば（完全な分析には多くの数学的ニュアンスを考慮する必要があるが）、より多くの割合がまだ生きていて、それによって生殖能力のより多くの割合が将来に残る若い年齢での選択の力は、その逆が真となる高齢の年齢よりも大きくなる。
1.3 健康、損傷、修復
仮に、生まれたばかりの個体が完璧な健康状態で人生をスタートできたとしても、その状態は、ダメージを与える膨大なメカニズムによって直ちに脅かされることになる。外からは、病原体、紫外線などの放射線、酸化ストレス、毒素、あらゆる種類の傷害などが挙げられる。また、内側からは、すぐにわかるものではないが、分子や細胞へのダメージがある。このような内部損傷の多くは、生命システムを支える情報伝達と処理反応を担う基本的な経路で発生する、ほとんど避けられないエラーに由来する（Kirkwood et al. 1986）。DNAの複製、RNAの合成と処理、タンパク質の翻訳でエラーが発生する。このようなダメージの蓄積に対抗するため、予防（例：校正）と除去（例：オートファジー）の両方に大きな投資が行われている。全体として、健康に対する外的・内的脅威に対処するための維持・修復への代謝的投資は、非常に大きなものであると考えられる。
ダメージに対処することはコストがかかるので、進化の観点から、「この投資をすることがどれだけ必要なのか」と問う必要がある。この問いに対する答えは、明らかになる。一方では、生物が早急に重大な障害を受けないようにするために十分な投資をすることは、明らかに有意義である。この結論を支持する証拠は、すべての細胞や組織で常に働いていることが確認されている維持システムの数々から明らかである。一方、他の原因による自然死によって生存率が低下することを考慮すると、生体がまだ生きている可能性がある限り、健全な状態を維持するために必要な以上のメンテナンスや修復のプロセスに投資する価値はなさそうだ。感染症、捕食、怪我、寒さなど、環境や偶発的な原因によって死亡することが多い状況では、平均寿命はかなり短くなることが多い。
このような論理の結果、老化の「使い捨て」理論という概念が生まれた（Kirkwood and Austad 2000参照）。身体の組織や臓器については、自然環境下で必要とされる以上の維持・修復能力は、自然選択では得られないと考えられている。マウスのような動物にとって、野生での死亡圧力は、1.0〜1.5年以上生存する個体が非常に少ないことを意味する（Berry and Bronson 1992）。したがって、マウスは、この期間、妥当な健康寿命を確保するための体細胞維持システムを必要とするだけであることがわかる。しかし、マウスを保護された環境に移すと、より長く生存し、ダメージが蓄積して病気を引き起こし、最終的に3歳くらいまでに死亡する。人間の場合、単位時間あたりのハザードへの曝露量は、マウスに比べればはるかに少ない。しかし、タイムスケールを約30倍に拡大することで、同様の議論が成立する。
このように、加齢に伴う劣化の根本的な要因は、様々な種類の分子や細胞の損傷が生涯にわたって蓄積されていくことにあると考えられている（Kirkwood 2005）。これらの損傷は、それぞれ老化の生物学に寄与するものである。加齢に関する生物学的研究の長い歴史の中で、加齢の原因は何か、あるいは他のメカニズムにあるとする傾向があった。このようなアプローチには不満があった。というのも、個々のメカニズムについて、仮説の対象となるタイプの損傷が加齢とともに蓄積するという証拠があるかもしれないが、一般に、そのメカニズムだけで老化を説明できるという証拠は十分ではなかった。現在では、老化には複数のメカニズムが協調して作用し、おそらくそれらの間に相乗的な相互作用があることが認識されている。
損傷が起こる主要なメカニズムに加えて、生物学的老化には二次的なものとみなされるべき一連の特徴がある。これには、細胞間シグナル伝達、組織の恒常性維持、免疫監視、遺伝子発現の制御、基礎代謝など、正常な生理学の主要な側面の障害や機能不全が含まれる（López-Otín et al.2013）。これらの各側面において、加齢に伴って起こる漸進的な障害により、健康の基本的な基盤が徐々に悪化していくことになる。その結果、炎症、細胞死（アポトーシス）、細胞分裂の停止（複製性老化）など、進化した二次反応が引き起こされることもある。これらの二次応答は、損傷を検知し、その応答を調整する制御経路を含んでおり、その存在の究極の進化的理由は、若い生物における急性損傷やストレスに対処するためだったと考えるのが最も妥当であると思われる。老化プロセスの本質的な特徴として、高齢の生物で広範囲に作用するという事実は、老化を引き起こすために特別に進化したというよりも、ダメージの蓄積が老化を引き起こすという事実によって説明される。
老化がダメージ（およびそれに対する反応）の結果として生じることが理解できれば、加齢に関連した障害や病気という形で、現代の人間集団に生じている健康に対する大きな課題を説明することが非常に容易になる。これらの慢性疾患は、いずれも加齢が最大のリスク要因となっている。また、これらの慢性疾患では、発症要因から末期の病態に至るまで、何らかのダメージが関連している。年齢だけでなく、遺伝子型、行動、ライフスタイル、喫煙、栄養など、他の危険因子が存在することも少なくない。現代の生物医学研究の課題は、本質的な生物学的老化に起因するダメージの蓄積が、個々の老化関連疾患の原因となる経路にどのように関連しているかを正確に理解することである。この課題に取り組むには、これら2つの構成要素の進化的背景に注目することが有益である可能性が高いと思われる。
1.4 トレードオフの重要性
進化が最適化プロセスであるとすれば、それは制約の中での最適化である。もし制約がなければ、淘汰によって「ダーウィンの悪魔」が生み出されるかもしれない。この悪魔は、ゆるぎない誠実さを持って生まれ、並外れたスピードで生殖能力まで成長し、大量の子孫を残し、永遠に生き続ける。これを阻むのが制約の存在であり、進化論的な観点から健康を理解する上で重要な役割を担っている。前節では、体細胞維持への投資に関する費用対効果を考慮した結果、使い捨ての体細胞という概念が生まれ、さらに、老化とそれに関連する疾患の生物学的背景には、ダメージの蓄積があるはずだという期待が生まれたことを説明した。死亡率によって生存の可能性が決まり、その維持にコストがかかる場合、体幹を必要以上に維持するメリットはほとんどないだろう。このレベルでは、制約について明確に言及する必要はなかったが、維持のためのコストは、他の必要な機能のコストと相殺する必要があることを認識すると、制約は容易に明らかになる。制約の存在に付随するものとして、トレードオフの考え方がある。
トレードオフは、資源配分の問題が重要な意味を持つ進化的生命誌理論の領域に固有のものである（Townsend and Calow 1981; Stearns 1992）。生物はエネルギーを中心とした資源を獲得し、このエネルギーを使って成長、繁殖、維持といったさまざまな活動を行わなければならない。最適な配分戦略は、自然選択の下で適合度を最大化するものである。そのためには、トレードオフが必要である。もちろん、配分できる資源量を増やすという選択肢もあるが、そのためには、餌を集める労力を増やしたり、消化の効率を上げたりする必要がある。資源の利用可能量を増やすための適応は、それ自体がトレードオフの関係にある。そして、現在の資源の利用可能性がどの程度であっても、それを最適な形で配分することが自然淘汰の観点から重要であることに変わりはない。このように、トレードオフは生物システムを理解する上で不可欠なものである。
資源の配分から生じるトレードオフに加えて、特定の遺伝子に基づく形質が「多面的」である場合、すなわち表現型に複数の影響を与える場合に生じるトレードオフも予想される。例えば、ある効果が人生の初期には有益であるが、後期には有害である場合、その形質は「拮抗的多面性」を示す（Williams 1957）。自然淘汰の力が年齢とともに低下する年齢構造集団の中では、初期の利益に基づいてそのような遺伝子を保持しようとする選択が、後期の害に基づいてそれを失おうとする選択よりも勝ることになる。これはもちろん、遺伝子の利益が実現した後、害が生じる前に遺伝子を不活性化させるだけの選択が存在しないことを前提としているが、害が十分に遅れて生じるのであれば、この選択を行うための選択は存在しないかもしれない。例えば、老化に伴う損傷に対する反応としての複製的老化は、拮抗的多面性の例であると考えるのが妥当であろう。
トレードオフが健康に対する進化の視点にとって重要である例は、数多く、多様に存在する（Stearns 1999）。鎌形赤血球貧血では、βヘモグロビンの原因であるHbS変異を1つでも持っている人はマラリアに抵抗力がある。HbS対立遺伝子が発生したアフリカの集団では、この変異が生存に大きな利益をもたらしたことは、同じ変異が異なる遺伝的背景の中で独立して4回発生したように見えるという事実が示している。しかし、HbS変異を2つ持つホモ接合体は、鎌状赤血球症という深刻でつらい病気にかかるため、トレードオフのマイナス面が生じる。親子間の対立では、遺伝的な関係が密接であるにもかかわらず、親と子の利害が異なるためにトレードオフが発生する。典型的な例として、離乳の対立がある。母親は生殖を再開するために授乳を止めることが利益になるが、授乳中の乳児は続けることが利益になる。トレードオフは「性淘汰」の過程でも生じる。大きな体格、身体的攻撃性、極端な表現型装飾などの形質は、雄が交尾相手を得る機会を増やすが、死亡率の上昇という代償を伴う。実際、人間の男女の長寿の差は、女性が男性より長生きするだけでなく、すべての年齢で死亡率が低いというもので、トレードオフの結果である可能性が高いと思われる。
1.5 世代を超えた健康
何世代にもわたるタイムスケールにおいて、健康が保たれなければならないのは言うまでもない。そうでなければ、進化の系譜は絶滅してしまう。生殖と幼少期は、親と子の健康に多くの課題を伴う重大なリスクのある時期であるが、ヴァイスマンの生殖細胞系列の不滅の原則（Weismann 1891）に従って、生命は世代ごとに新たに始まるというのが正統なケースである。したがって、生殖細胞は、体細胞の老化の原因となるダメージの蓄積をどのように回避しているのかが大きな関心事となる。生殖細胞は老化の原因となる分子的損傷から免れることはできず、生殖系列の多くの細胞は実際に死滅するが、次の世代の形成に寄与するこれらの細胞の本質的な完全性が保たれていることが必要である。生殖細胞の不死性を確保する方法は、大きく分けて3つある。維持管理の改善、生殖細胞系列における厳格な選択（分子的完全性が損なわれた細胞を除去するため）、欠陥を持つ子孫に対する選択である。これら3つのメカニズムには、それぞれ何らかの役割があると思われる。
まず、マウスやヒトの胚性幹細胞（実質的に生殖細胞系列）は、分化先の体細胞よりも高いレベルで細胞維持機能を発揮する（Saretzki et al.2008）。第二に、配偶子の成熟と競争の過程は、積極的な選択のためのユニークな機会を提供すると思われる。精子の場合、膨大な数の細胞が卵子と受精するために競争し、最も生存率の高いものだけが成功するようにしなければならない。卵子の場合、競争のメカニズムはあまり明らかではないが、卵巣には、後に排卵のために成熟するよりも多くの潜在的な卵子が最初に存在し、何らかの品質保証の結果、必要な基準を満たさないものが削除される可能性が高いと考えられる。また、新生児は機能的に欠陥がある場合、失敗して自然流産する危険性が高く、深刻な発達異常や遺伝的な異常を持って生まれた赤ちゃんは、現代の医療介入がなければ、長く生き延びることはできなかっただろう。
世代を超えた健康の維持は一般的に必要なことであるが、世代を超えて伝達される健康への影響も大きい場合がある。一般的に、赤ちゃんは「年齢時計」がゼロにリセットされた状態で生まれてくる。しかし、母親の年齢が遅いと、ダウン症などの遺伝子異常のリスクが高まることはよく知られている。父親の年齢が高いことも、子孫の健康に悪影響を及ぼす何らかの兆候と関連している（Nybo Andersen and Urhoj 2017）。HIVなど一部の感染症は母子感染する可能性があり、赤ちゃんが胎内にいる間に有害な物質（タバコ、アルコール、娯楽用薬物）を摂取すると、永続的に有害な影響を及ぼす可能性がある。
特に進化学的に興味深いのは、親の環境に対する適応的な反応、特に不利な場合は、子供や孫の将来の健康に影響を与える可能性があることである。このようなことから、発達可塑性の進化的基盤の可能性に大きな関心が集まっている（Bateson et al.）。例えば、不利な状況で妊娠・出産した子どもは、体が小さく代謝が遅い方が生存に有利であり、逆に資源が豊富な場合は大きく早く成長する方が望ましい。このような可塑性が働く場合、出生前に母親の状態に対応できる赤ちゃんは、不利な環境でもうまく立ち回ることができるかもしれない。しかし、社会経済的な発展によって栄養状態やその他の環境が急速に改善された結果、両親や祖父母が過酷な環境で生活していた人たちは、代謝異常（糖尿病や肥満など）に対して平均以上の脆弱性を持つようになるかもしれないという予想外の事態が起きている。その結果、加齢に伴う慢性疾患の負担が大きくなり、平均寿命が短くなる可能性が高い。
1.6 結論
進化は健康を生み出すが、同時に病気も生み出す。私たちを取り巻く多くの病原体との共進化は、前世代において生と死を支配していた最も重要な健康上の課題の多くを形成してきた。しかし、進化はまた、私たちの健康に対する脅威の多くにも関与している。現代の世界では、感染症に対する安全性は（完全にとは言えないまでも）格段に高まっているが、加齢という慢性的な悪化に対してはますます脆弱になっている。
進化が私たちの生活史をどのように形成してきたかを理解することは、加齢に伴う病気を理解する上で非常に重要な意味をもっている。私たちの体は、死ぬようにプログラムされているのではなく、生き残るようにプログラムされている。しかし、自然淘汰にとって、個体の生存は、私たちの体を永遠に維持できるほど優先順位が高いものではなかった。実際、炎症などの生存メカニズムの一部は、老齢になったときに問題を悪化させるだけかもしれない。このような枠組みを用いれば、ライフコースを通じて展開される健康の軌跡を理解するだけでなく、私たちが「健康」と呼ぶ物や性質を維持するための戦略について考えることも可能になるのではないだろうか。最終的に老化と死をもたらすダメージは、生涯を通じて徐々に蓄積されるため、老化が実際に始まる特定の時点は存在しない。加齢に関連する病気は、ある合意された診断の閾値を超えた時点で始まる。老化の科学を利用して「健康寿命」を延ばすという新たな強調は、本質的には、メンテナンスを強化し、障害が発生した場合にはそれを軽減しようとすることに尽きる。しかし、トレードオフや制約の存在を反映した副作用にも備えなければならない。
健康の進化的側面に関する理解を、人口動態の変化から生じる新たな課題に応用することができれば、必要な進歩を遂げることができるかもしれない。