V učebnicích se dočteme, že když si poraníme sval, jeho schopnost obnovy je u dospělého organizmu velmi pomalá. Ještě horší na tom je, že rozsah regenerace je většinou malý a funkčně bezvýznamný. Jizva tvořená vazivem se nám už nikdy smršťovat nebude a se svaly, zcvrklými lenošením či stářím, toho také moc nenaděláme. Aby se to změnilo se snaží nejedno pracoviště sportovní medicíny.
Jak sval regeneruje?
Hojení a obnova svalové tkáně se podobá tomu, co se děje, když nám v mládí svaly růst teprve začínají. Svalová vlákna v nich zprvu nejsou. Vše začíná u buněk jménem myoblasty, které jsou zpočátku „normální“ - mají jen jedno jádro a netrpí snahou se krabatět a smršťovat. Jak stárnou, popadne je nálada se družit a rozpustí mezi sebou přepážky. Stanou se z nich trubky (myotuby). Jádra buněk, která až dosud byla ve středu, se uklidí až k samému okraji, aby nepřekážela tvořícím se vlákénkům – myofibrilám. Vzniklé soubuní se již smršťovat umí, a tak mu říkáme svalové vlákno. Když jich je hodně, vytváří svalové snopečky, pak snopce, až je z toho muskulatura, jak má být. Jenže nic netrvá věčně a časem nebo po zranění je potřeba sval obnovovat. Pak musí nastoupit druhá generace svalových vláken. Ta ale už nevzniká jako ta první. Nové svalové buňky se tvoří ze satelitních svalových buněk.
Spící myoblasty a kmenové buňky
V hotovém svalu máme funkční smršťující se svalová vlákna a na povrchu svalových snopečků ve vazivu podřimují satelitní svalové buňky. Pro jejich lenost je vědci přezdívají spícími myoblasty. Kromě nich a trubičky připomínajících svalových vláken se ve svalu ještě porůznu poflakují kmenové buňky. Nepatří již mezi ty úplně nejmladší, a tak jim nemůžeme říkat embryonální. Na své cestě životem již provedly první specializační krok a proto dostaly do názvu přívlastek mezenchymální. K čemu takové mezenchymální kmenové buňky jsou dobré vypovídá práce vědců z University of Illinois, kterou v lednovém čísle zveřejnil časopis PLoS ONE. M. Carmen Valerová hantýrkou vlastní všem imunologům v ní popisuje, jak se zachovaly buňky jménem CD45- nesoucí antigen-1 (Sca-1) u normálních (WT)myší a u speciálních α7 integrin transgeních myší poté, co jejich svalům naordinovali pořádnou porci vynuceného sportu. A také jak transplantace světélkující DiI-labeled mMSC buňky ve svalech zvyšovali počet Pax7+ buněk, což podpořilo formování eMHC+DiI-vláken... V překladu do lidštiny to znamená, že tam jsou kvůli našemu cvičení a regeneraci.
Povrchní popis pokusů
I když část testů probíhala v tkáňových kulturách, na něco si přece jen vědci přizvali myši. Polovinu jich nutili pracovat a pak u nich zjišťovali, zda se jejich svaly ve srovnání s lenochama liší v regenerační schopnosti. A zda tato schopnost souvisí s počtem kmenových buněk, které mají ve svalech. Kromě toho je zajímalo, jaký osud uchystaly trénované a netrénované svaly transplantovaným kmenovým buňkám. Aby se jednotlivé buňky při počítání v mikroskopu nepletly, ty transplantované si označovali svítící fluorescenční barvičkou. Tak například zjistili, že kmenové buňky z trénovaných svalů, uvolňovaly mnohem více prospěšného růstového faktoru, než ty ze svalu netrénovaného. Také se ukázalo, že kmenové buňky v namáhaném svalu se začnou hromadit a i když se samy tvorby nových svalových vláken přímo neúčastní, uvolňují růstové faktory a jejich prostřednictvím nabádají jiné buňky k obnově opotřebovaných svalů. Hlavní roli v obnově hrají buňky satelitní. Jen ty jsou totiž schopny přeměnit se v nové svalové buňky, ale bez pokynů buněk kmenových a jejich výměšků to nesvedou.
Závěr
Už Staří Řekové
říkali, že fyzická zdatnost je nedílnou součástí dokonalosti. Američané k tomu nyní dodávají - a správné funkce kmenových buněk. Dřina je aktivuje a ony se pak v našich svalech radostně množí. Nějak při tom asistuje mikroklima namáhaného svalu a prsty do jeho regenerace strká substance zvaná α7 integrin. Jak? Tak na to se budou snažit vědci odpověď teprve najít. Proč je to tak důležité? Mysleli jsme si, že nám regeneraci svalu zajišťují satelitní buňky. Pravdou je, že to umí, jenže jejich lenost je neskutečná a jsou nám prakticky z velké části k ničemu. Obnovu našeho svalu zanedbávají a jak stárneme, nechávají nám mizet svalovou hmotu bez povšimnutí. Teď už víme, že z jejich letargie je umí vyrušit jen kmenové (MSC) buňky. Teprve až jejich asistence rozjíždí koncert přeměny satelitních buněk v nové myoblasty s finálem v podobě regenerovaných zdravých svalů.
Poučení
Nic co bychom slyšeli rádi. Rychleji se naše svaly po úrazu zahojí, pokud je předtím budeme týrat námahou. Čím více dřiny na sobě budeme páchat, tím menší bude riziko, že nás stáří zastihne s rukama a nohama hubenýma jako tyčky. Zatím vědci nenašli způsob, jak satelitní buňky přimět ke spolupráci bez toho, aby to bolelo. Možná časem, až zjistíme co přesně dělá integrin a až budeme znát, čím se kmenovým buňkám daří své satelitní kolegyně vytrhnout ze sladkého nicnedělání.
Říše středu
Pokud vás napadlo zvažovat lákavou nabídku na prohlídku čínské zdi s vylepšením ochablých svalů na některé z tamních klinik, bylo by dobré se zamyslet nad tím, co k transplantaci kmenových buněk říká bioložka Carmen Valerová z Illinois a v čem jí dávají za pravdu i kalifornské myši: „Injekce kmenových buněk do svalu nic neřeší“. Mezenchymální kmenové buňky samy dát vznik svalovým buňkám neumí. Musí k tomu přesvědčit satelitní buňky. Ty se ale s nimi nebaví, pokud k namnožení kmenových buněk nedošlo ve svalu, který předtím dřel, nejlépe do úmoru. Aby Vaše transplantační turistika měla nějaký efekt, museli byste své tělo týrat s předstihem. Komu se podaří ke sportu se přinutit, kmenové buňky se mu ve svalech začnou množit spontánně. Svaly jich začnou mít na svou regeneraci dostatek. Z cesty do Země draka se tím pádem stává zbytečné vyhazování peněz.
Prameny: University of Illinois, PLoS ONE