TLDR: Chlad u hlístic spouští metabolickou štafetu mezi svaly a dalšími tkáněmi, která zlepšuje údržbu bílkovin a prodlužuje život. Vědcům se část efektu podařilo napodobit i bez chladu. Studie tuna.

Už dlouho víme, že chlad může některým živočichům prodlužovat život – ale furt se řeší, proč hergot vlastně?

Je to jen tím, že jim při nižší teplotě pomaleji běží metabolismus, nebo tělo aktivně zapíná nějaký ochranný mechanismus? Nová studie v Nature naznačuje, že minimálně u hlístic platí i to druhé – a že by jednou možná šlo některé účinky chladu napodobit i bez mrznutí…

Vědátoři z Kolínské univerzity šmírovali pochody hlístice Caenorhabditis elegans, které přechod z běžných laboratorních 20 °C na mírně chladných 15 °C významně prodlužuje život. Při tom narazili na metabolickou komunikační síť, ve které mají překvapivě důležitou roli svaly!

„Co dělá chlad ve svalech?“

V chladu začnou svalové buňky intenzivněji produkovat enzym CAT-4, červí obdobu lidského GCH1. Ten stojí na začátku syntézy molekul označovaných jako biopteriny a vede mimo jiné ke zvýšené produkci dihydrobiopterinu neboli BH2!

To je hodně divných písmenek a slovíček, ale bude hůře – BH2 není samo hlavní aktivní molekulou celé srandy. Funguje spíš jako stabilnější a přenosná zásobní forma. Ze svalů se dostává do dalších tkání – například do střeva a neuronů – kde jej enzym DHFR-1 převádí na aktivní tetrahydrobiopterin BH4…

Pokud se vám taky motá hlava, tak si to zjednodušíme – sval není jen kus masa čekající na další zatnutí, ale funguje taky jako metabolický vysílač, který pošle zbytku těla zprávu o tom, že když je zima, přepínáme režim!

„A jak z toho vznikne delší život?“

BH4 funguje jako tzv. kofaktor enzymů – tedy molekulární pomocník, bez kterého některé chemické reakce příliš nefachají. V tomto případě je důležitý enzym PAH-1, který pomáhá přeměňovat fenylalanin na aminokyselinu tyrosin. A tady se možná už někteří lidé z lidu budou chytat!

Tyrosin je jeden ze stavebních prvků proteinů a je nezbytný chemický výchozí bod pro klíčové mozkové neurotransmitery a hormony. Víc tyrosinu, víc stavebního matroše. Když tak vědátoři jednotlivé části téhle dráhy geneticky utlumili, chlad už červům život tak dobře neprodlužoval. Naopak zvýšení produkce CAT-4 ve svalech zvedlo hladiny BH4 a prodloužilo život nejen při 15 °C, ale také při běžných 20 °C a dokonce teplejších 25 °C.

Chlad tedy zřejmě nefunguje jen tím, že celý organismus magicky zpomalí. Spouští aktivně regulovaný biologický program, který lze alespoň u červa částečně zapnout i bez něj…

„Co to má společného se stárnutím?“

Hodně stárnutí stojí na proteostáze – schopnosti buněk vyrábět, skládat, opravovat a likvidovat proteiny tak, aby se z nich časem nestala molekulární skládka. S věkem tahle schopnost klesá a špatně poskládané proteiny se začínají hromadit do agregátů. To je jeden z typických znaků stárnutí a zároveň problém spojený s neurodegenerativními chorobami – viz jiná bio novinka tohoto týdne o amyloidech.

Zvýšená aktivita CAT-4 ve svalech však dokázala u červů omezit patologické shlukování proteinů a chránit funkci neuronů i střevních buněk. Výzkumníci podobně testovali BH2 a tyrosin také v buněčných modelech včetně lidských buněk – a i tam pozorovali ochranný efekt na proteostázu! V červích modelech se navíc zlepšilo hromadění patologických proteinů používaných k modelování například Huntingtonovy choroby.

To furt neznamená, že si do sebe běžte napíchat tyrosin ve velkém – ani, že máme jednoduchou cestu k „chladu v pilulce“. Furt jen o prvotní pokusy v laboratoři, nic negarantuje fungování mechanismu u lidí, atakdále, atakdále. Přesto jde o zajímavý náznak možné prospěšnosti chladu na tělo – který bude tuze zajímavé šmírovat dál i pro ty z nás, které by otužování asi dřív přivedlo na onen svět!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]