Schéma pokusu. Postupné snižování obsahu kyslíku v prvním týdnu a navození léčebné hypoxemie. (Kredit: Yuji Nakada et al , doi: 10,1038 / nature20173)

Hesham Sádek a Wataru Kimura jsou výzkumníci zaměstnaní na University of Texas. V rámci náplně své práce zkoušeli ze svých laboratorních svěřenců udělat jakési následovníky Edmunda Hillaryho a Tenzinga Norkeje. Potkanům  snižovali obsah kyslíku ve vdechovaném vzduchu tak mocně, až ho ve finále měli jen 7 %. To odpovídá jeho koncentraci na Mount Everestu. Dokonce se dá říci, že čtyřnozí „horolezci“ své vzory dokonce překonali. Zatímco Novozélanďan s Nepálcem pobyli na vrcholu pouhých 15 minut, přeborníci říše hlodavčí setrvali v nedostatku kyslíku celé dva týdny. A právě díky tomu se nyní stávají také slavnými - začalo jim totiž regenerovat srdce.

Srdce je jen sval

Jeho stavební jednotkou je srdeční buňka zvaná kardiomyocyt.  A právě v něm je zakopaný pes. Za normální situace se nemnoží. Teď asi mnozí namítnou, že na novém poznatku vlastně nic nového není a že i každý trenér ví, jak vysokohorské prostředí jde sportovcům k duhu a jak to jim pomáhá k vyšším výkonům. Je to ale jen část pravdy. Všude se dočtete, že to je jen v důsledku zvyšování počtu červených krvinek. Jejich přebytek pak v níže položených oblastech vede k lepšímu okysličování svalů. A protože v honbě za medailemi i malé posunutí stavu, kdy ještě sportovec zvládá popadnout dech, je k nezaplacení a tak sportovní lékaři na to již vymysleli „zkratku“. Stačí adeptovi odebrat krev, odseparovat z ní něco tekutin a před závodem mu masu červených  krvinek vstříknout do žil. Soudí se, že bez takových autotransplantací (jak se přenosu buněk vlastního těla říká) by tolik rekordů nebývalo padlo.

Dostatek atmosférického kyslíku jakoby v srdečních buňkách blokoval buněčný cyklus a tím jim hatil choutky na množení a schopnost regenerace. (The University of Texas Southwestern Medical Center)

Někdy se v souvislosti s dlouhodobými pobyty na horách, kromě „zahuštění krve“, uvádí i zbytnění srdce.  I v tomto případě se ale usuzuje, že to je jen průvodní jev zvětšování diametru jednotlivých svalových buněk více namáhaného svalu. Nikoli tedy zvětšování počtu buněk v srdci. Roste jen rozměr  průřezu jednotlivých buněk.

Část kolektivu texaské laboratoře, které se podařilo odhalit méně příjemnou tvář kyslíku. Z leva do prava: Diana Canseco, Hesham Sadek, Wataru Kimura a Yuji Nakada. (Hamon Center for Regenerative Science and Medicine)

Podobně se na možnost regenerace srdečního svalu dívá i většina patologů. Ty k tomu zase vede pozorování, že po prodělaných infarktech na poškozených srdečních svalech nacházejí jen zhojenou vazivovou jizvu a nikoli novou tkáň tvořenou  svalovými buňkami. Nefunkční jizva navíc špatně převádí elektrický impuls a tím znemožňuje synchronizaci kontrakce jizvou oddělených svalových okrsků. To je to, co naší pumpě nedovoluje po infarktech podávat plný výkon.

Ne všichni odborníci jsou k rekonstrukci tkáně kardiomyocytů skeptičtí. Zastáncům množení svalových buněk argumentační munici dodala studená válka hrátky s atomovými bombami. Ukázalo se, že srdeční tkáň těch, kteří byli vystaveni spadu, vykazovali přítomnost radionuklidů (těch, které se do buněk zabudovávají jen při jejich množení) i v buňkách srdce. Z toho plynulo, že se srdeční sval obnovuje.

Byla to blamáž

Prostředí s extrémně nízkým obsahem kyslíku regeneraci srdce prospívá. Stavy po infarktu se nejspíš brzo budou léčit „přidušením“ podobným tomu, jaké prožívají horolezci, když stanou na vrcholu světa. Pohled na severní tvář Everestu. (Kredit I, Luca Galuzzi, Wikipedia, CC BY-SA 2.5)

Postupně vyšlo najevo, že uhlík ¹⁴ C, původem z bomb, dokázal jen množení a cestovatelské choutky buněk výstelky cév (endotelu). Těch se nám obnovuje i více než 15 procent ročně. Něco málo z toho měla na svědomí obnova mezenchymálních buněk. Ta je ale téměř nicotná, množí se jich jen několik málo procent ročně. Výměna kardiomyocytů, v lákavé představě obnovy srdce, se tedy nekonala a svět se vrátil k původní, ne zrovna optimistické, variantě. Pokud se vůbec svalové buňky srdce obnovují, tak jen zcela minimálně. A také, že jejich počet je z velké  míry dán jednou pro vždy, při narození. Obnova by se tak měla týkat jen raného dětství a později jakoby to už s tím naším srdcem, mělo jít už jen s kopce.

Jako na houpačce

Optimistické předpoklady regeneračních schopností svalových buněk srdečního svalu tkví v tom, že v kultuře na Petriho misce se buňky chovají jinak, než ty v reálu. A tak i jedno z nedávných zjištění party ze San Diega o tom, že v myším i lidském srdci jsou kmenové nediferencované buňky a že se v něm i množí, mají často zamlčovaný dovětek. Že srdečních zárodečných buněk, které to mají pod palcem, je jen jako šafránu a že po takovém infarktu, toho už stejně moc napravit nesvedou.

Don Whillans. Britský horolezec a účastník řady himálajských expedic. Své pocity na vrcholcích nejspíš popsal dobře. Neměl totiž ke sklence daleko a alkohol ho zabil už v 52 letech.

Skeptikům dává zapravdu i nejnovější práce Američanů publikované v nejnovějším čísle časopisu Nature. I tam se praví, že za normálních okolností se kardiomyocyty u dospělých savců nedělí a nemnoží. Je tam ale ještě něco navíc,, co jde jednoduše vyjádřit tak, že na Mt. Everestu normální okolnosti nejsou. Nakolik je ale nynější objev množení buněk v srdci „za nenormálních podmínek“ průlomový, tak na to se názory expertů zatím různí. Jedno je ale jisté. Nový poznatek Texasanů poněkud překlopil pomyslné misky vah, ve prospěch optimistů. Je totiž nesporné, že strádání kyslíkem (hypoxémie) týden po umělém vyvolání infarktu myokardu, navodilo myškám lepší opravu škod, které jim v buňkách napáchala reaktivní forma kyslíku (ROS), že jim to snížilo oxidační poškození DNA. A jako bonus navodilo žádoucí silnou regenerační reakci buněk, což se projevilo i tím, že jim infarkt nezpůsobil tak velkou nežádoucí fibrózu (zvazivovatění) srdce. Myškám, které prošly „Everestovou terapií“ se funkce levé srdeční komory postižené infarktem, zlepšila. Experimentátoři nyní očekávají, že stejně na snížený přísun kyslíku bude reagovat i srdce lidské a že se tím zásadně změní pohled na způsob léčby infarktů.

Pokud patříte mezi vrcholové manažéry, dopřejte svým zaměstnancům na vánočním večírku zpestření kyslíkovým barem. Jedna z firem nabízejících tyto služby za rozumnou cenu (10 000 Kč bez DPH za 4-5 hodin provozu) je „Svítící party nábytek“. Až své ovečky po novém roce začnete zase dusit, budete moci tvrdit, že to je kvůli eliminaci nežádoucích efektů z přemíry kyslíku.

V podobně kritickém duchu na adresu kyslíku, vyzněl i nedávný článek Matěje Čiernika: „Koniec kyslíka ako zázračného všelieku?"  Popisoval v něm záludnost zdánlivě logického přístupu, který nabádá lékaře dávat kyslík v duchu hesla: „Kyslíkem nic nepokazíš“. Nic totiž nemusí být tak daleko pravdě, jako víra, že pacientovi kyslíkem vždy jen pomůžeme. Zádrhel je v tom, že přeprava kyslíku do tkání nezáleží jen na jeho množství ve vdechovaném vzduchu. Vysoký obsah kyslíku v krvi s sebou nese jednu nectnost. Přivádí k životu hladkosvalová vlákna v cévách a navozuje vazokonstrikci - zúžení průměru cév. To průtoku krve nepřidá a místo lepšího zásobení tkáně kyslíkem se tak paradoxně můžeme dobrat opaku (podrobněji zde)

Nynější poznatek kolektivu  z laboratoře Texas University ale s naprostou převahou  asijsky znějících jmen, je sice z jiného soudku, než je kontrakce cév, nicméně ani kyslíkem navozená neschopnost regenerace srdce, stávající zaběhanou lékařskou praxi nestaví do nejlepšího světla.

Závěr

Kdo ví, třeba se blíží doba, kdy nás po krátkém lenošení na JIPce s hadičkou v nose, se nás budou snažit pomocí Šerpů dostrkat na některou z osmitisícovek. Ale i kdyby to nakonec bylo s léčbou sníženým obsahem kyslíku bez toho výhledu z vrholu světa, stejně to nejspíš bude mnohem nepříjemnější, než ty hadičky u nosu. Slavný britský horolezec Don Whillans popsal své pobyty ve výškách, kdy mu mozek trpěl nedostatkem O₂, slovy: „Běžte do hospody a pijte celou noc. Pak dostanete představu, jaké to tam nahoře je. Bolesti hlavy, mizerná koordinace pohybů, zpomalené reflexy a snížená schopnost úsudku.“

Kutilství a samoléčitelství má v našich končinách také vysokou úroveň a tak se brzo vyvrbí řada alternativců s nabídkou regenerace povadlých srdcí na vědeckém základě. Nejspíš se ale nebudou moc lišit od zaslání návodu abychom chodili spát do stanu, kde si máme snižovat obsah kyslíku třeba propanbutanovým vařičem. Průkopníkům neotřelých cest ku zdraví skýtá nynější objev řadu možností, jak se uchovat mladým (alespoň ve vzpomínkách). Ti, kteří na Darwinovu cenu nedosáhnou, se budou moci alespoň chlubit tím, že přispěli k posunutí hranice poznání o notný kus vpřed. Po kyslíkových deprivacích se jim nemusí začít více množit jen buňky v srdci, ale i jinde. To už s věcí makropulos ale moc společného mít nemusí.

Literatura
Yuji Nakada, et al.: Hypoxia induces heart regeneration in adult mice, Nature (2016)  doi:10.1038/nature20173