Student World

Tento text je úryvkem z knihy

Sharon Moalem: Zdraví zabíjí: Proč potřebueme nemoci
(dokončení včerejší části)

Spousta zvířat chlad miluje. Někteří obojživelníci, jako například skokan volský, tráví zimu v ledové, ovšem nezamrzlé vodě na dně jezera či řeky. Obří antarktická treska se radostně prohání pod ledovými krami; její krev obsahuje nemrznoucí protein, který přilne k ledovým krystalkům a nedovolí jim růst. A na povrchu Antarktidy žije housenka přástevníka medvědího v teplotách dosahujících až -60°C čtrnáct let, než se změní na motýla a odletí na pár krátkých týdnů do teplejších krajů.

Ovšem ze všech živočichů, kteří se přizpůsobili životu v mrazu, je nejpozoruhodnější skokan lesní.

Skokan lesní, Rana sylvatica, je roztomilá žabička, zhruba pět centimetrů dlouhá a s černou škraboškou přes oči ála Zorro, která je k nalezení po celé Severní Americe, od severní Georgie až po Aljašku, včetně oblastní kolem severního polárního kruhu. O jarních večerech je slyšet její „tokání“, brrrak brrrak, které zní trochu jako nářek kachňátka. V zimě však není po skokanu lesním ani slechu – celou ji totiž tráví v hibernaci. Avšak narozdíl od savců, kteří se ukládají k zimnímu spánku do tepla a vybavení tlustou izolační vrstvou tuku, se skokan lesní vydává cele na pospas zimě. Zahrabe se pod několikacentimetrovou přikrývku z větviček a lístků a pak vytáhne z klobouku fígl, který – navzdory nadějím Teda Williamse a veškerému úsilí společnosti Alcor – jako by vypadl z nějakého vědeckofantastického filmu.

Zmrzne na kost.

Kdybyste během zimní procházky do takovéhoto žabouchu nechtěně kopli, nepochybně byste usoudili, že tvoreček je dávno mrtvý. Vypadá totiž jako zkamenělý – netluče mu srdce, nedýchá a nevykazuje měřitelnou mozkovou činnost. Oči má strnulé, vypoulené a znepokojivě bílé.

Kdybyste však nad ním postavili stan a počkali do jara, zjistili byste, že malý Rana sylvatica má ve svém žabím rukávu ještě jedno eso. Jen pár minut poté, co jeho tělíčko díky stoupající teplotě roztaje, začne mu jako mávnutím kouzelného proutku znovu bušit srdce a plíce nasají vzduch. Párkrát zamrká, než znovu začne vnímat barvy, protáhne si nohy a posadí se. Zanedlouho už skokan bez jakékoli újmy odhopká pryč, aby si společně s ostatními právě roztátými kolegy našel družku.

*

Nikdo neví o skokanech lesních víc než špičkový a nezkrotný biochemik z Ottawy Ken Storey, který je se svou ženou Janet studuje již od počátku osmdesátých let minulého století. Storey kdysi zkoumal hmyz schopný přestát hluboké mrazy, když jej spolupracovník upozornil na výjimečnou schopnost skokana lesního. Sbíral totiž žáby pro své studium a zapomněl je v kufru svého auta. V noci přišel nečekaně mráz, a tak Storeyův kolega ráno vytáhl z auta tašku plnou zmrzlých žab. Představte si jeho výraz, když mu během dne v laboratoři rozmrzly a začaly mu hopkat po stole!

Storey okamžitě zbystřil. Zajímal se o kryoprezervaci – metodu zachování živé tkáně prostřednictvím podchlazení. Nehledě na pochybnou reputaci, kterou si vysloužila díky nákladným snahám zmrazovat výstřední boháče doufající v budoucí léčbu, je kryoprezervace klíčovou součástí medicínského výzkumu, který skýtá příslib řady důležitých poznatků a aplikací. Revoluci již způsobila v oblasti reproduktivní medicíny, kde lidem nabídla možnost nechat si zmrazit spermie a vajíčka.

Další krok – možnost prodloužit použitelnost velkých lidských orgánů pro transplantaci – by byl zásadním objevem, který by ročně zachránil tisíce životů. Dnes umíme uchovat například ledvinu jen dva dny a srdce pouhých pár hodin. Proto je orgánová transplantace vždy závodem s časem, neboť není snadné za tak krátkou dobu nalézt vhodného příjemce a dostat jej spolu s orgánem a chirurgem do téhož sálu. Ve Spojených státech zemře v průměru deset lidí denně, protože se nedočkali včas orgánu, který potřebovali. Kdybychom dokázali darované orgány zmrazovat a ukládat, míra úspěšných transplantací by téměř jistě prudce stoupla.

V současnosti to však možné není. Víme, jak pomocí tekutého dusíku snížit teplotu tkáně bleskovou rychlostí 600 stupňů Celsia za minutu, to ale nestačí. Dosud jsme nezjistili, jak zmrazit velké orgány a znovu je vzkřísit k plné funkčnosti. A tomu, jak zmrazit celého člověka, jsme se ještě, jak už jsem podotkl, ani nepřiblížili.

Když tedy Storey uslyšel o mrznoucí žábě, okamžitě se pustil do studia tohoto pozoruhodného živočicha. Žáby mají tytéž klíčové orgány jako lidé, a tento nový výzkumný směr tudíž sliboval významný pokrok v kryoprezervaci. My přese všechnu naši technologickou zdatnost neumíme zmrazit a znovu oživit ani jeden důležitý lidský orgán a tady byl tvor, který složitá chemická kouzla tohoto procesu zvládá se všemi svými orgány najednou. Po mnoha letech výzkumu (a mnoha nočních výpravách, kdy v blátivém podrostu jižní Kanady hledali skokany lesní) se toho Storeyovi o tajemství, díky němuž se Rana sylvaticus směje ledové smrti do tváře, dozvěděli opravdu hodně.

Ve stručnosti zjistili následující: jen pár minut poté, co skokan vycítí, že teplota klesá k bodu mrazu, začne se zbavovat vody v krvi a orgánech. Místo aby ji však vymočil, shromáždí ji v břiše. Zároveň mu začnou játra vyplavovat do krve obrovské (na žábu) množství glukózy a cukerných alkoholů, čímž vyženou obsah krevního cukru až na stonásobek. Cukr významně sníží bod mrazu veškeré tekutiny, která v krevním oběhu skokana ještě zbývá, a prakticky ji promění na jakousi sladkou nemrznoucí směs.

Voda v těle skokana samozřejmě zůstává, je jen vytlačena tam, kde ledové krystalky způsobí minimální škody a kde může být led dokonce i prospěšný. Když Storey provedl pitvu zmrazených žab, objevil tenké vrstvičky ledu mezi kůží a svaly na nohou a také kus ledu v dutině břišní, který obalil všechny důležité orgány. Ty byly dehydrované a scvrklé jako rozinky. Skokan vlastně naložil své orgány do ledu podobně jako to dělají lékaři s orgány lidskými, určenými k převozu. Ti orgán po vyjmutí vloží do igelitového pytlíku, který pak umístí do mrazničky s drceným ledem, aby orgán uchovali v co největším chladu, aniž by jej zmrazili nebo poškodili.

Voda zůstane i ve skokanově krvi, ale vysoký obsah cukru nejen že sníží bod mrazu nejvzácnější tekutiny, ale také minimalizuje škody ledových krystalků tím, že je donutí utvořit menší a tupější tvary, které neprotrhnou stěny krvinek či kapilár. Ani všechna tato opatření by sice nedokázala zabránit úplně všem škodám, ale na to skokan pamatoval také. Během zimních měsíců produkuje velké množství koagulačního faktoru zvaného fibrinogen, který pomáhá tělu opravovat všechny škody, které ve svém ledovém spánku utrpělo.

*

Eliminace vody a zvýšení koncentrace cukru jako obrana proti chladu – dělají to hrozny. Víme také, že to dělají i žáby. Je možné, že by něco podobného dokázali i někteří lidé?

Je snad náhoda, že lidé vykazující genetickou predispozici k chorobě, která působí přesně takhle (nadměrná eliminace vody a vysoká hladina krevního cukru), pocházejí právě z oblastí nejvíce postižených prudkým nástupem doby ledové zhruba před 13 000 lety?

Teorie je to zajisté velmi kontroverzní, nicméně je opravdu možné, že diabetes pomohl našim evropským předkům přežít náhlý chlad mladšího dryasu.

Každá adaptace na zimu, jakkoli potenciálně škodlivá za běžných podmínek, mohla znamenat rozdíl mezi pokračováním života a smrtí v raném věku. Například ti, kteří si vyvinuli lovcovu reakci, měli výhodu ve sběru jídla, protože jim hrozilo menší nebezpečí omrzlin.

Představte si však, že u jisté malé skupiny lidí by se objevila jiná reakce na chlad. Vzhledem k celoročním nízkým teplotám by jim klesla produkce inzulínu, čímž by jim stoupl obsah krevního cukru a, stejně jako u skokana lesního, klesl bod zamrznutí krve. Častěji také močili, aby tělo odvodňovali. (Nedávný výzkum americké armády dokládá, že v chladném počasí nemůže napáchat dehydrace žádné větší škody.) Předpokládejme, že tito jedinci spalovali přebytek krevního cukru pomocí svého hnědého tuku, a tak se zahřívali. Možná také produkovali více koagulačního faktoru k zacelení ran, které mohli utrpět při obzvlášť prudkých ochlazeních. Není obtížné si představit, že tito lidé mohli mít oproti ostatním značnou výhodu, zejména pokud se jim hladina krevního cukru, stejně jako u skokana lesního, zvýšila jen dočasně, a měli tudíž větší šanci dožít se reproduktivního věku.

Tento text je úryvkem z knihy

Sharon Moalem: Zdraví zabíjí: Proč potřebujeme nemoci

O knize na stránkách vydavatele

autor