Nový krevní doping? Gen v kůži

dý ví, že vzdušný kyslík si naše tělo zajišťuje v plicích, kde probíhá klíčová část výměny mezi lidským tělem a okolním prostředím. To, že někteří živočichové jako obojživelníci jsou schopni výměny plynů mezi tělem a vnějším prostředím pokožkou, asi také nikoho nepřekvapí.

V prestižním časopisu Cell ale skupina vědců pod vedením Randalla S. Johnsona z Kalifornské univerzity v San Diegu prezentovala své překvapivé zjištění.
Zdá se, že pokožka savců obsahuje totožné senzory kyslíku shodné s plicními, a že dokonce jejich prostřednictvím dochází k aktivní regulaci množství červených krvinek v těle. Výsledky jsou zatím příliš čerstvé, ale představují obrovský potenciál pro vývoj podpůrných přípravků ke zvýšení krvetvorby. Ať už pro využití v medicíně, nebo u dopingu sportovců.

EPO

Buňky pokožky, keratinocyty, obsahují protein zvaný VHL. Pokud ho máme málo, dochází ke zvýšení hladiny erytropoetinu (EPO) v krevní plazmě a k výrazně zvýšené produkci červených krvinek, a tím způsobené vyšší hustotě krve. EPO je známý hormon, jehož nitrožilní podávání vede ke zvýšené fyzické výkonnosti. Od roku 1989 je jeho použití ve vrcholovém sportu zakázáno, avšak vhodné detekční metody se více rozšířily až po roce 2000, kdy byly použity na olympijských hrách v Sydney. Podle řady sportovních asociací, například Mezinárodní asociace atletických federací IAAF, nelze uznat světový rekord, pokud byl dosažen sportovcem užívajícím právě erytropoetin. Značné obliby před větším rozšířením testů dosáhl zejména mezi cyklisty a lyžaři. Švýcarský jezdec Rolf Jarmann se před časem pro Frankfurter Allgemeine Zeitung dokonce vyjádřil: „ EPO bylo svého času tak rozšířené, že všichni měli stejné šance. Vyhrál ten, kdo nejvíc trénoval nebo nejlépe jel."

Erytropoetin

K pochopení problematiky týkající se hormonu EPO, je důležité si uvědomit, že v naší kůži je řada kapilár, které se rozšiřují a zužují v závislosti na okolní teplotě, případně na tom jakou aktivitu člověk vyvíjí. Například naše pleť zčervená pokud budeme pobývat v horkém prostředí, naopak v chladu se nám kožní kapiláry stáhnou, aby oběhový systém dokázal udržet dostatečnou teplotu alespoň těch nejdůležitějších orgánů - naše tělo tím zesvětlá. Je tedy zřejmé, že regulace toku krve v kůži jsme schopni, a ta je důležitým mechanismem udržování naší stálé tělesné teploty.

Protein VHL

A jsme zpět u proteinu VHL. U myší, které nejsou schopny syntézy proteinu VHL, dochází k výraznému růstu krevního tlaku v kožních vlásečnicích. Dále dochází k deregulaci dalších genů, zvaných HIF-1α a HIF-2α. Tyto dva jevy mají za následek jejich roztažení, což vyvolá řadu dalších věcí. Do kůže přitéká mnohem větší množství krve a na ostatní orgány se nedostává. Následkem toho dochází v játrech dokonce k akutnímu nedostatku kyslíku. Na scénu se opět dostává hormon EPO. Jehož syntézou si játra zajišťují přítomnost enormního množství červených krvinek, a tím lepší zásobení kyslíkem.

Nitroglycerin

Nitroglycerin je sám o sobě velice toxický. Podání jen několika miligramů může být pro člověka smrtelné. Hlavním účinkem v medicíně je rychlé roztažení cév a následný pokles tlaku, hned po jeho užití. Právě toho využil i Johnsonův tým. Jedné skupině myšek podal nitroglycerin perorálně. Druhé jej podal pomocí náplastí, ze kterých se pomale uvolňoval do kůže. Jen jedna skupina na podání nitroglycerinu reagovala. Myšky s náplastmi. Tok krve se v jejich těle dramaticky změnil. Snížil se v játrech a slezině a naopak zmnohonásobil v pokožce. Hladina EPO tak v krevní plazmě rychle stoupla na sedminásobek původní hodnoty. Zjistili zároveň, že za celý tento mechanismus odpovída gen HIF-1α. Pokud buňky pokožky tento gen postrádaly, ke výšení hladiny EPO vůbec nedošlo.

Dýcháme kůží?

Pořád se neví, co je vlastně tím kožním senzorem obsahu kyslíku. Ví se ale, že gen HIF-1α, klíčový pro tuto detekci, se objevuje i v lidských kožních buňkách. Očekává se tedy velmi rychlé využití změn v expresi genu HIF-1α v praxi - zvýšení množství tohoto proteinu se zdá být novou prozatím legální cestou k dramatickému zvýšení počtu červených krvinek u sportovců. Použití EPO je už dnes nelegální, avšak HIF-1α ani hypoxie způsobená nitroglycerinem zatím na indexu nejsou. Samozřejmě, že tento objev nemá využití jen pro zvýšení výkonnosti u sportovců. První návrhy se objevují pro jeho využití v klinické medicíně. Jednou z již používaných metod je aplikace nitroglycerinových náplastí pro léčbu bolestí v oblastí hrudníku při chorobách srdce. Další z možných aplikací je zvýšení produkce EPO pomocí kožních nitroglycerinových náplastí u lidí trpících chudokrevností.

gen HIF-1α

Dýchání kůží patrně u lidí, ani u myší nehraje žádnou větší roli, nicméně nově objevená schopnost kůže vnímat koncentraci kyslíku v okolí, spolu se schopností předávat tyto informace dalším orgánům, je nesmírně důležitá. Využití této schopnosti povede k vyvinutí nových metod používaných v medicíně.

Autor: Marek Čermák

Zdroje: www.wikipedia.org
Časopis Science