Nález dalších biologických hodin u savců?

U obratlovců byly během posledních dvaceti let nalezeny biologické hodiny udávající denní časový řád organizmům v různých orgánech: v oční sítnici, v epifýze neboli šišince, či ve dvou shlucích nervových buněk uložených v mozku poblíž místa křížení (chiazmatu) optických drah a nazývaných proto suprachiazmatická jádra. U ptáků mohou např. existovat všechny tři výše jmenované hodiny v jednom druhu a mohou spolu navzájem spolupracovat a ovlivňovat se. Tvoří tzv. cirkadiánní neboli zhruba denní osu a většinou vliv jedněch hodin převažuje nad vlivem hodin jiných, v závislosti na druhu ptáka a stupni jeho vývoje. Aby některý orgán mohl být považován za skutečné biologické hodiny, musí v něm probíhat zhruba 24hodinové oscilace, i tehdy, když je chován vně organizmu, tj. in vitro, a promýván živným roztokem.

U savců byly až do letošního roku popsány pouze jedny cirkadiánní hodiny – v suprachiazmatických jádrech mozku. Byla-li tato jádra jako součást mozkového řezu promývána kontinuálně živným roztokem vně organizmu, probíhaly v nich dále pravidelné oscilace v elektrické aktivitě a v tvorbě různých peptidů, s periodou blížící se 24 hodinám. V dubnovém čísle časopisu Science přinesli Gianluca Tosini a Michael Menaker jako první důkaz, že i v jiném savčím orgánu mohou probíhat cirkadiánní oscilace vně organizmu. Sledovali tvorbu melatoninu v oční sítnici křečka zlatého promývané živným roztokem ve stálé tmě a zjistili, že tato tvorba je rytmická, s maximem přibližně jednou za 24 hodin. Když ale ke studiu použili sítnici z mutantního křečka, jehož cirkadiánní rytmy, např. rytmus v pohybové aktivitě, probíhají v neperiodickém prostředí s periodou pouhých 20 hodin, probíhala i tvorba melatoninu v izolované sítnici s dvacetihodinovou periodou.

Mohlo by tedy savčí oko být dalším oscilátorem? Je možné, že se jeho rytmické oscilace v podmínkách in vitro nezjistily již dříve? Dle Tosiniho a Menakera probíhají oscilace v sítnici křečka chované v živném roztoku při 27 °C, nikoliv však při 37 °C. Je pravděpodobné, že dřívější hledání bylo zaměřeno spíše na fyziologickou teplotu 37 °C. Na konferenci o biologických rytmech, která proběhla letos počátkem května na Floridě, referovali již oba autoři o nálezu cirkadiánních oscilací v tvorbě melatoninu i v sítnicích potkana a myši domácí, promývaných v podmínkách in vitro. U potkana probíhá rytmicky tvorba melatoninu v sítnici chované in vitro ve stálé tmě ještě při 36 °C, u myši tato tvorba osciluje obdobně jako u křečka při 27 °C, nikoliv však při 37 °C, a dokonce ani při 32 °C. Není pochyby, že Tosini a Menaker přinesli zřetelný důkaz o tom, že savčí sítnice sama o sobě je oscilátorem a mohla by sloužit jako další cirkadiánní hodiny v savčím, a tudíž zřejmě i lidském organizmu. Bude však nutné zjistit fyziologický význam tohoto nálezu. Po odstranění suprachiazmatických jader se savci bez výjimky stávají arytmickými, a to i tehdy, když nemají poškozené sítnice. I přes nález oscilací v sítnici zůstávají tedy zatím suprachiazmatická jádra dominantními hodinami savců. (O biologických hodinách viz též Vesmír 73, 425, 1994/8 a 75, 266, 1996/5)