Stáří je relativní pojem – kolik nám toho zůstane od narození?

V březnu navštívil Brno v rámci Mendel´s lectures profesor molekulární biologie Jonas Frisén. Tento švédský vědec se zabývá na Karolinska Institutet obnovováním buněk v lidském těle.
Do všeobecného podvědomí je vryta představa, že je nám od narození daný určitý počet nervových buněk, jejichž počet se stárnutím zmenšuje. Podobné mýty opřádají i buňky svalové, zatímco u tukových buněk se často uvažovalo o zvyšování jejich počtu při tloustnutí. Touto zastaralou představu však vyvrací nové objevy.

Hlavním problémem bylo určování stáří buněk. Paleontologické metody s výhodou využívají poločas rozpadu izotopu uhlíku 14C. Ten se přirozeně vyskytuje v prostředí, je za života přijímán do těl organismů, zabudováván do jejich struktur a po jejich smrti dochází k plynulému snižování jeho koncentrace rozpadem. Bohužel tento izotop je velmi vzácný - přibližně 0,000000001% veškerého uhlíku. A poločas rozpadu (přes 5700let) neumožňuje reálné využití při studiu stáří živých buněk. Přesto se tato „vzácná" forma uhlíku stala klíčem k záhadě.
V 60.letech dvacátého století byly provedeny testy s atomovými bombami, při nichž došlo k obrovskému nárůstu izotopu 14C v ovzduší. Ten se vytváří při kolizi neutronu a atomu atmosférického dusíku. Neutron pocházející z kosmického záření nebo uvolňující se při výbuchu atomové bomby „vyrazí" z jádra atomu dusíku proton a zaujme jeho místo. Tím zůstane v jádře 6 protonů typických pro uhlík a 8 neutronů, které zapříčiňují nestabilitu atomu, jeho radioaktivitu.

Izotop se tak zabudovával ve zvýšeném množství do těl organismů až do roku 1963, kdy byly pozemní testy atomových bomb zakázány. Ihned došlo k dramatickému poklesu koncentrace 14C v atmosféře a ke snížení jeho koncentrace v živých strukturách vzniklých po tomto roce. Protože v rámci buňky dochází k neustálé obměně, syntéze nových proteinů i ostatních makromolekul se zabudovaným uhlíkem, Frisénova laboratoř se zaměřila na poměrně stálou jadernou DNA. Ta sice podléhá reparačním mechanismům, přesto je změna koncentrace 14C velmi dobře zaznamenatelná.

Frisén a jeho spolupracovníci zkoumali srdeční svalovinu lidí, kteří se narodili před intenzivním testováním jaderných zbraní. Původní tkáň podle jejich zjištění obsahovala jen velmi málo 14C. Některé ze studovaných buněk ale obsahovali jeho abnormální koncentraci. U padesátiletých lidí se jednalo dokonce o 50% buněk. Z měření také vyplynulo, že schopnost obnovování srdeční svaloviny se s věkem snižuje. Podobnou situaci pozorovali i u mozkových buněk hippokampu a tukových buněk. Pozorovali neustálé obnovování tkání o různé intenzitě, s věkem klesající. Přitom obézní jedinci obnovovali tukové buňky stejně rychle jako jedinci neobézní a jejich počet byl stále konstantní. Počet tukových buněk se nijak neliší v závislosti na množství tukové tkáně.

Stále však není vyřešena záhada molekulární podstata regulace diferenciace nových buněk těchto tkání. To by s sebou neslo obrovský přínos pro léčbu poškozených tkání a je také pravděpodobné, že poruchy obnovovacích mechanismů mohou způsobit řadu onemocnění. Velice optimistické představy se dotýkají prodlužování života podpořením obnovování buněk.
(Před testováním lidských buněk byla tato teorie ověřena na rostlinách. Letokruhy stromů z období testování atomových bomb obsahují v celulóze svého dřeva mnohem více 14C než letokruhy z pozdějšího a dřívějšího období.)

Autor: Martin Jacko