COOLna

Lidský organismus se neustále obměňuje, takže v podstatě regenerujeme průběžně. Některé naše tkáně – například kosti – se ale obměňují strašně pomalu. Než se v nich všechny buňky kompletně vymění, trvá to deset let. Kůže už se ale vymění za dva týdny a ve střevech to běží úplně fofrem. Tam buňka vydrží jen den a půl, než je nahrazena jinou. (Člověk má v průměru 50 až 70 bilionů buněk, jichž je zhruba 200 druhů. Každý den tělo vyrobí až 330 miliard buněk nových a stejné množství jich i zaniká. Nejvíc ze všech buněk v organismu – přes polovinu – tvoří červené krvinky. Žijí v průměru 120 dní a za tu dobu procestují tepnami a žílami při roznášení kyslíku a odvádění oxidu uhličitého až 500 km.)

Jak je to ale s naší regenerací v případech, kdy se nám něco stane?
Pokud se nám udělá žaludeční vřed, proděláme infarkt myokardu nebo třeba mozkovou mrtvici, už je to s obnovou horší. I když ne u všech orgánů. Například játra regenerují velice dobře, čehož se ostatně využívá při transplantacích, kdy chirurg živému příbuznému dárci odebere jaterní lalok a transplantuje jej příjemci. Jak příjemci, tak dárci zbytek jater doroste. Zajímavé ovšem je, že u takové cirhózy nebo ztučnění jater už jejich regenerace nefunguje.

Jak dobře regeneruje mozek? Asi všichni známe případy, kdy se po mozkové příhodě lidé díky rehabilitaci opět rozmluvili a rozchodili.
To sice ano, ovšem v mozku to není tak, že by se buňky, které jednou odumřely, protože k nim ucpaná céva nepřiváděla kyslík a živiny, obnovily. Mozek je plastický, což znamená, že se jen jiné buňky naučí převzít úlohu těch, které odumřely. Člověku se tak téměř plně vrátí jeho schopnosti. Ne vždy je to samozřejmě možné, ale není-li postižení příliš velké, většinou se to povede. Roli zde ovšem hraje i stáří organismu. Čím mladší mozek je, tím je i plastičtější, a to dokonce ještě v prenatálním stadiu. Někdy totiž utrpí mozkovou mrtvici ještě nenarozený plod v těle matky, ale plasticita mozku zapracuje natolik, že se na dítěti, když se narodí, vůbec nic nepozná.

Jak se na to tedy přijde?
Existují případy, kdy plod utrpěl mozkovou mrtvici v levé části mozku, kde je uložené řečové centrum. Když se potom dítě narodilo, bylo jeho řečové centrum uložené v pravé hemisféře. Takže si to mozek prostě přeorganizoval.

Naši prapředci prý kdysi mívali v organismu daleko větší zásobu kmenových buněk, z nichž můžou vyrůst nové kosti, chrupavky, svaly, cévy, nervy, kůže, … Právě díky nim třeba ještěrce naroste nový ocas. Během evoluce se ale údajně počet kmenových buněk v lidském těle snížil a jejich regenerační funkce se výrazně omezila. Dnes už dokážou kromě obnovy jater snad jen zacelit rány na kůži nebo zařídit, aby zlomené kosti srostly. Nahradit něco většího už však nezvládají, že ne?
Jsou popsány případy, kdy si člověk ušmikl malý kousek prstu a ten se mu pak sám dorovnal. Děje se tak však opět jen u mladých lidí a není to časté. Většina takových zranění u člověka končí tím, že se postižené místo zajizví, což je problém. Třeba v případě infarktu myokardu už se potom srdce nesmršťuje tak, jak by mělo, mnohem více se tedy musí namáhat a dál se poškozuje.

Co nám pomáhá regenerovat?
Důležitým faktorem je věk. Čím jsme mladší, tím lépe regenerujeme. Významnou roli ale hraje i zdravotní stav. Například diabetikům se rány hojí podstatně hůř než zdravým lidem. Nezanedbatelnou roli hraje také psychika. Už staří Řekové říkali, že se rány vítězů hojí rychleji než stejná zranění poražených, což vysledovali po bitvách.

Velmi zajímavou schopností zvířat je umění hibernace, tedy zimní spánek. Při něm zpomalí svůj metabolismus, tedy látkovou a energetickou výměnu, při níž tělo přijímá a zpracovává živiny potřebné ke svému fungování. A to natolik, že organismus v podstatě ani nestárne. Byla by i nám k něčemu tahle schopnost, kterou zvířata mají hlavně kvůli zimnímu nedostatku potravy?
Například medvěd za těch sedm měsíců své hibernace ani jednou nemočí a nekálí. My už bychom byli dávno otrávení a skončili na dialýze. Když se zimní spáč probudí, vyskočí na nohy a funguje, jako by nikdy nespal. U lidí je to jinak. Když nějaký pacient skončí na tři čtyři týdny upoutaný na lůžko, má se vstáváním problémy, protože mu ochabne celé tělo a kvůli jiné regulaci krevního tlaku má závratě.

Proto se tyto mechanismy tak intenzivně studují. Lékaře zajímá, jak to udělat, aby pacient dlouhodobě upoutaný na lůžko neztrácel svalovou sílu a hmotu. (Význam svalů je spojován hlavně se silou a pohybem, ovšem svalová hmota je i významnou zásobárnou bílkovin. A další věc: Jsou-li svaly ochablé, netahají za kosti, takže ochabuje i tvorba nové kostní tkáně. Takhle vzniká ve starším věku osteoporóza, tedy řídnutí kostí vedoucí k jejich křehkosti. Svaly přitom začínají ztrácet výkonnost už ve věku kolem 30 let a jejich objem se během každých deseti let zmenší v průměru o 3 až 5 %. To je zvlášť zrádné u svalů v trupu, které drží tělo vzpřímené. Proto se lidé ve stáří „zmenšují“ a hrbí se) V jednu chvíli se nám zdálo, že bychom možná mohli mít způsob, jak člověka do hibernace uvést, a to pomocí H2S, tedy sirovodíku, jemuž se dnes říká spíše sulfan.

Není tahle látka jedovatá?
Je. A také velice nebezpečná. Když někde sulfan uniká, stačí se jednou pořádně nadechnout, člověku ochrne celé dechové centrum a už ho nic a nikdo nezachrání. Ve velmi nízkých koncentracích si jej ale lidský organismus vyrábí sám a používá ho jako signální molekulu. Když se dala tahle látka – samozřejmě ve velmi nízkých koncentracích – čichat myším, upadly do stavu, který byl k nerozeznání od zimního spánku. Začalo se spekulovat, zda by se to dalo využít i u lidí.

Jenomže…?
Malá myška se prosytí plynem velice snadno, má malý objem. Prosytit jím ale třeba metrákového čuníka už je velký technický problém, takže se to prozatím nepovedlo. Bohužel. Hibernace by se totiž velice dobře uplatnila kupříkladu u těžkých havárií a úrazů. Nebo například u infarktu myokardu. Ve chvíli, kdy vezou záchranáři takového pacienta na jednotku intenzivní péče, je to pro ně závod s časem, protože nikdy nevědí, zda pacienta až do nemocnice, kde jsou všechny potřebné přístroje, dovezou. Kdyby ho ale mohli uvést do zimního spánku a zpomalit mu metabolismus, aby v něm žádné procesy neběžely, změnilo by to celou hru – lékaři by rázem měli mnohem více času na léčbu.

Zrovna od zimních spáčů bychom se ale mohli učit mnohem víc. Před zimou totiž neskutečně přiberou, ale s jejich tělem to nic negativního neudělá. Jak je to možné?
Zatím nevíme. Medvěd nebo sysel na podzim naberou 60 % tělesné hmotnosti, přičemž jen 17 % z toho jsou svaly. Zbytek je normální sádlo. Přitom jim nikterak nevadí. A přes zimu to všechno pěkně zhubnou. U lidí je to ale jinak. S obezitou přichází také zvýšené riziko chorob, jako jsou ateroskleróza, diabetes druhého typu nebo vysoký krevní tlak, jež jinak spojujeme se stářím. Určité množství tuku v těle samozřejmě potřebujeme, i tuková tkáň totiž vylučuje důležité hormony, jimiž o sobě podává organismu zprávy, aby věděl, kolik jí tam je. Jedním z nich je hormon leptin, který má například u dívek s mentální anorexií na svědomí zastavení menstruačního cyklu, protože by organismus na případné těhotenství neměl dost energetických rezerv.

Kromě „normálního“ bílého tuku máme v těle také hnědý tuk. Ví se, jaký je jejich poměr?
Kolem toho se vede zajímavá debata, protože ještě před dvaceti lety jsme si mysleli, že dospělý člověk žádnou hnědou tukovou tkáň, jež vypadá jinak a slouží k úplně jiným účelům, vůbec nemá. Zatímco bílý tuk, který máme uložený v „pneumatikách“, slouží jako naše energetická zásoba, ten hnědý slouží k výrobě tělesného tepla. A některá zvířata – třeba netopýři, sysli, svišti a další zimní spáči – jej mají poměrně hodně, protože se potřebují tímto způsobem ohřívat při probouzení ze zimního spánku. Při hibernaci jim klesá tělesná teplota až k nule. Před dvaceti lety se ale ukázalo, že má hnědou tukovou tkáň i dospělý člověk. Nicméně vědci se pořád nemohou shodnout na tom, kolik jí v těle máme. Někdo říká, že hrozně málo, někdo zase, že i půl kila.

Může se „zlý“ bílý tuk přeměnit na „hodný“ hnědý, když se potřebujeme zahřát?
U některých organismů, jako jsou právě zimní spáči, to jde. U člověka to moc nefunguje. Důvod, proč jsme tuto schopnost evolučně ztratili, má dvě možná vysvětlení. Prvním je, že máme moc velký mozek, který je nabitý tuky, protože pro své fungování potřebuje obrovskou zásobu energie. Pak jsou ale lidé, kteří říkají, že se na tom mohl podepsat fakt, že se lidé ohřívat zase tak moc nepotřebují. Člověk zná oheň několik set tisíc let, a když se před milionem let zatoulal Homo erectus z jižní Asie na Sibiř, kde je přes zimu minus dvacet stupňů Celsia, musel si vyrobit nějakou obuv a oblečení z kůží, aby nezmrzl, čímž jsme si prý také ulevili. Když srovnáme naši DNA s dědičnou informací živočichů, kteří umějí tukovou tkáň měnit z bílé na hnědou, ukazuje se, že máme v DNA hned 780 míst, jež jsou jinak sbalená a říkají nám, abychom tu přeměnu tuku nedělali. Pokud bychom chtěli, aby se nám stejně jako zvířatům, která to umějí, ta bílá kila nadváhy proměnila na hnědý tuk, museli bychom svou DNA pozměnit docela zásadním způsobem, což je poměrně složitý proces.

U laboratorních myší se to ale přece povedlo.
Ano, povedlo se u nich vyblokovat jeden jediný gen, který způsobil, že myši zintenzivnily proces přeměny bílého tuku na hnědý, a tím pádem hubly. Jedná se však o zákrok, jaký u lidí provést nemůžeme. U myši ano. V laboratoři si můžeme vzít myší embryo a provést v něm genový zásah, o němž často nevíme, co přesně v organismu udělá. Geny totiž většinou nemají na starosti pouze jednu úlohu, ale hned několik, a když je vyřadíme z provozu, můžeme narušit další procesy v těle, které ten gen také obhospodařuje. Přestože už máme lidský genom více než dvacet let přečtený a víme toho o něm hodně, pořád nemáme prozkoumáno úplně všechno a nemůžeme vědět, co přesně se stane, když v něm něco změníme. To je, jako bychom dali dítěti na hraní švýcarské hodinky a čekali, že nám je vrátí ve vylepšeném stavu.

K čemu nám tedy ten výzkum na myších je?
Řekl bych, že spíše předpokládáme, že nám poznání procesů přeměny bílého tuku na hnědý pomůže najít bílkoviny s funkcí enzymů, které tento proces zprostředkovávají, a tedy usnadňují žádoucí chemické reakce.

Věříte, že se věda pohne natolik, že se to jednou skutečně povede a že nám v budoucnu třeba amputovaná ruka doroste jako noha čolkovi?
Myslím, že ano. Co se týče končetin, zajímavé pokusy probíhají s africkou žábou drápatkou, které amputované končetiny normálně nedorůstají. Vědci jí amputovali nohu a na pahýlek na 24 hodin nasadili pohárek se speciálně namíchaným koktejlem látek. Do roka jí chybějící noha dorostla. Tento výzkum je tedy velice slibný a je možné, že nám jednou pomůže při hojení zlomenin, popálenin nebo rozdrcených tkání.

prof. Ing. Jaroslav Petr, Drsc.