Návratová kapsle čínského satelitu SJ-10 v níž se myší embrya v severní Číně vrátila na Zem. (Kredit Xinhua)

Z oblasti zdraví ve vesmíru se v uplynulé týdnu v odborném tisku objevily dvě zprávy. Asi proto, že se na lidech a ještě k tomu ve vesmíru špatně pokusničí, oba se týkají pokusného zvířete – myši. Číňané jich velkoryse na oběžnou dráhu vypravili hned šest tisíc najednou. Bombastickou zprávu ale je ale potřeba poněkud upřesnit. Šlo o myši v tom nejranějším stádiu života - krátce po oplození. Pozemského života si vlastně užily jen dva dny - jako zygoty, nebo dvoubuněčná embrya. V tomto stadiu je raketa vynesla do sféry nadpozemské, kde se vyvíjely do dalších stádií.  Po několika dnech v kosmu je výzkumníci už měli zpět na svých stolech a pod mikroskopem zjišťovali, jak se jim nahoře dařilo. Ukázalo se, že do stadia blastocysty zdárně vyvinul takový počet, který se nelišil od toho očekávaného a k němuž by došlo pokud by byly zde na zemi, vědci z toho usoudili, že těhotenství ve stavu bez tíže nepředstavuje problém. O čínských „myších“, respektive jejich časných embryích, které se v mikrogravitaci vyvíjely bez očividných známek poškození, informovala media celého světa. Ve všeobecném veselí zcela zapadl pokus v němž hlavní roli hrály myši americké a jejichž asistence na orbitě už tak dobře nedopadla. Přesněji řečeno, jejich zdravotní stav dopadl hodně špatně. A to přesto, že tam letěly již jako dospělé a nahoře si pobyly jen o něco málo déle, než jejich, tak oslavované, čínské embryonální kolegyně. Výsledky tohoto pokusu ale stojí za zmínku. Hodně totiž zhatily plány na naše dlouhodobější výlety za hranice všedních dnů.

Embrya se ve vesmíru vyvíjela bez známek poškození. Vědci z toho vyvozují, že těhotenství na oběžné dráze by nemělo být problém. Kredit: Xinhua

Od našich prvních vesmírných krůčků byla snaha u všeho, co jsme kdy do kosmu poslali, sledovat zdravotní stav a tak máme dobré znalosti o chování svalů, mozku, kostí, krvinek štítné žlázy i buněk imunitního aparátu. V nyní uveřejněné americké publikaci, jde o zdravotní stav patnáct myšek, starých devět týdnů, které se s raketoplánem podívali na třináct a půl dne do vesmíru. Stejný počet zvířat zůstal doma v laboratoři Kennedyho vesmírného centra. Oběma skupinám naordinovali stejný světelný režim i krmi. Mluvíme tu tedy o době před pěti lety, kdy k ISS létala eskadra amerických raketoplánů a to dělá dojem, že jde o poznatky poněkud vousaté (asi proto je media tak ignorovala). Opak je pravdou. Ukončením mise vše teprve začalo a to přesto, že všechny myši po jejich výletu nadobro uspaly a vzorky jejich tkání uchované v tekutém dusíku, putovaly do mnoha laboratoří. Část se jich dostala do Denveru v Colorádu, kde se tým Karen R. Jonscherové pustil do rozboru půlek jaterních laloků, které jim NASA svěřila a o právě o těch se zmiňuje nyní zveřejněná publikace. Vědci v ní píší o aktivaci lipotoxické dráhy.

Co to znamená?
Zatímco čínský pokus nás naplnil bezbřehým optimismem a představou zahánění nudy při dlouhých meziplanetárních letech sexem bez obav z nějakých nežádoucích následků pro zdravotní stav potomků, výsledky amerického pokusu veškerou euforii poslaly k ledu. Podle nich totiž už i při plánovaném výletu na Mars by se osádka mohla setkat s  komplikacemi, po kterých by na sex neměla ani pomyšlení. Teda, pokud by se fyziologické procesy v lidských tělech probíhaly podobně, jako ty v tělech hlodavců. Pak by to mohlo dopadnout i tak, že by se na výlet na Mars vypravit parta abstinentů, která by záhy měla játra „jako zvon“. A i kdyby se pak jejich návrat na Zem zdařil bez jakýchkoliv komplikací, byli by výletníci  na tom stejně jako ti, co dlouhá léta trávili po hospodách a teď čekají na vhodného motorkáře.

Jedním z přeborníků na pobyt mimo naši matičku Zemi je ruský kosmonaut Sergej Krikaljov. Nebyl „doma“ celkem 803 dní. Rekordu dosáhl postupně v lodích Sojuz, na americkém raketoplánu, na stanicích Mir a ISS. Na obrázku je po jedné z déle trvajících misí a neschopný pohybu v péči kolegů z pomocných jednotek. (Kredit: NASA)

Pravdou je, že některé studie již dříve u astronautů avizovaly problémy s jaterním metabolismem a signalizovaly příznaky počínajícího diabetu. Jak moc mikrogravitace poškození jater urychluje, to přinesl až pokus s myšmi, které na dva týdny vyvezl raketoplán na oběžnou Země. Třináctičlenný tým vědců vedený Jonscherovou nyní zjistil, že se vesmírným cestovatelkám, ve srovnání s pozemskou kontrolou, v játrech ukládalo více tuku. Tento proces doprovázela ztráta retinolu (zvířecí obdoba našeho lidského vitamínu A). A rovněž se vesmírným myším  změnila aktivita genů zodpovědných za tukový metabolismus. Zpráva konstatuje typické znaky počínajícího metabolického syndromu.  Výzkumníci nám tím, řečí sobě vlastní říkají, že zkoumané myši měly po návratu z výšin totéž, co je u nás z nížin předzvěstí jednoho z nejrozšířenějších onemocnění a co nás trápí, protože to vede i ke kardiovaskulárním problémům.

Vše začíná u kapiček lipidů v játrech a u myší ještě s oním zmíněným sníženým obsahem retinolu. Je průvodním znakem zmnožování zásobního tuku v dutině břišní (viscerální tuk). Familiárně tomu u lidí říkáme „abdominální obezita“. Kdyby šlo jen o to, že se nám přestává dařit udýchat schody, nemuseli bychom si z toho dělat těžkou hlavu. Problém je v tom, že více než častým jevem dochází u tohoto stavu  k inzulinové rezistenci. Porucha glukózového metabolizmu se pak projeví arteriální hypertenzí a ta ještě více zkomplikuje život játrům. V papírech od pana doktora se nám objeví „NAFLD“(non alcoholic fatty liver disease). Ani to by ještě nemuselo být tak zlé, stav je to do značné míry reversibilní. Nicméně se rád přidává zánět jater s kterým se vazivovatění tkáně prohlubuje a v diagnóze NAFLD nám v takovém případě připíší zkratku NASH s poznámkou cirhóza.

Zkratkou NAFLD (Non-Alcoholic Fatty Liver Disease) se v anglosaské literatuře označuje souborně jaterní steatóza, steatohepatitida, fibróza i cirhóza, jejichž původcem není alkohol. V rozvinutých zemích postihuje již 30 % populace. U 12 – 40 % s tímto syndromem se vyvine nevratné poškození jater a zhruba u čtvrtiny z nich propuká cirhóza s vyhlídkou na transplantaci jater a rizika zhoubného nádoru. Myším krátkodobý pobyt ve stavu bez tíže přivodil řadu známek počínajícího onemocnění jater, které jsou neklamným signálem pro lidskou formu nealkoholického poškození jater. Pramen: World Gastroenterology Organisation Global Guidelines, Kredit: Almed Pharmaceuticals

Nic neříkající písmena předznamenávají ošklivé vyhlídky. Nejen, že se cítíme mnohem hůře na umření, ale játra už nejsou dál schopna využívat z potravy tak potřebné živiny a ještě k tomu začne hrozit rakovina jater.  A právě počátek toho, co u nás lidi přivádí do nezáviděníhodného finále, diagnostikovali Američané v játrech myších cestovatelek - nadměrnou koncentraci triglyceridů. Ta  v hepatocytech všechno to zlo spouští. Odhalili počínající poškození jaterních buněk, včetně růstu koncentrace endotoxinů a indukci cytokinů navozujících zánět. Možná bylo pro pro myšky dobře, že je vědci krátce po návratu z cest utratili Nejspíš by je na tomto světě už moc radostí  stejně nečekalo.

A proč s tak závažným zjištěním vyšli vědci až nyní? Inu proto, že třeba jen sledovat expresi kandidátních genů je velká piplačka při níž se to musí umět nejen s převodem RNA do DNA, ale i s detekcí fluorescence a při tom všem hrozí celá řada chyb. A protože nový takový materiál není na každém rohu k mání, pracovali s ním pečlivě, přepečlivě a pomalu.

Karen R. Jonscher, specialistka na proteomiku, záněty a hmotnostní spektrometrii. Vedoucí týmu, který zkoumal vzorky myší pobyvších dva týdny ve vesmíru. Zjistili u nich počínající fázi obdoby lidského syndromu NAFLD. (Kredit: University of Colorado Denver, OMICS Int.)

Z několika málo gramů jaterního parenchymu udělali američtí vědci dost odvážné závěry. Pokud mají pravdu, tak by mohlo jít o komplikaci, která by v našem zvažovaném putování vesmírem, hrozila velkým průšvihem. Zatímco tady na Zemi nám trvá měsíce a roky, než se nám nějakou tu jaterní fibrózu nevhodným stravováním podaří uhnat, myším dobrovolnicím na orbitě k vyvolání počínajících průvodních znaků na to stačilo pobýt ve stavu bez tíže pouhých třináct a půl dne.  A to ještě je potřeba připomenout, že se zhoršeného zdravotního stavu dopracovaly, aniž by si dopřávaly něčeho nezdravého. Jejich kamarádkám v pozemské kontrole a na stejné dietě, se nic tak rizikového nevyvinulo. Je tedy více než jisté, že fyziologové se teď mnohem více než o srdce a svaly, začnou zajímat o játra astronautů a to i přesto, že nejdelší pobyt mimo naši matičku Zemi trval něco přes dva roky a kosmonaut Sergej Krikaljov, to přežil. Šlo ale o dávkovaný pobyt rozložený na šesti misích.Nynější pokus s myšmi ukázal, že dobrovolníci na rok zavření do plechové roury tady na Zemi, ke skutečnému riziku plynoucímu z dlouhodobého vystavení stavu bez tíže, nemohou přispět  zhola ničím. Vědci proto už plánují vyslání další sady  mousetronautů, kteří mají na Mezinárodní vesmírné stanici pobýt řadu měsíců. Budou to myší samičky, které tak nepáchnou a dostanou za úkol najít cestu, jak z nynější šlamastiky ven. Třeba to ale nebude tak zlé, jak se to nyní jeví a lidská játra nebudou na úbytek gravitace choulostivá, jako ta myší. A nebo najdeme způsob, jak riziko zažehnat, jako se nám již začíná dařit posilovat svaly i měknoucí kosti.

Literatura

Karen R. Jonscher , et al.: Spaceflight Activates Lipotoxic Pathways in Mouse Liver. PLOS, 20, 2016. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0152877