Aktuální číslo:

2018/2

Téma měsíce:

Bionika

Nález dalších biologických hodin u savců?

 |  5. 7. 1996
 |  Vesmír 75, 405, 1996/7

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, 1994/875, 266, 1996/5)

Citát

UMBERTO ECO: Skeptikové a těšitelé, nakl. Svoboda, Praha 1995, str. 399

Filozofická diskuse o člověku, tvoru, který si svými schopnostmi logické dedukce vysloužil označení „mistrovské dílo“ přírody, ztratila význam, protože tytéž schopnosti má každý lepší elektronický mozek. Nejde však ani tak o to, že by ztratila význam a smysl rozprava o člověku, jako spíš o to, že člověk už nebude moci být nazírán jako tvor vytvářející sylogismy, ale jako tvor schopný konstruovat stroje vytvářející sylogismy a zabývat se problémy spojenými s jejich použitím. Mění se horizont problémů: člověka je třeba znovu hledat pěkných pár miliónů kilometrů za ním. To platí jak pro filozofii , tak pro uměleckou kritiku a pro morálku stejně jako pro ekonomii a náboženství. A to všechno zřejmě po intelektuálovi vyžaduje přeškolovací kurs, pokoru a ochotu jít znovu do školy.

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Helena Illnerová

Prof. RNDr. Helena Illnerová, DrSc., (*1937) vystudovala biochemii na Přírodovědecké fakultě UK. Ve Fyziologickém ústavu ČSAV popsala jako první na světě spolu zejména s Jiřím Vaněčkem cirkadiánní řízení tvorby melatoninu světlem a délkou dne a s Alenou Sumovou prokázala, že hodiny v SCN neslouží jen jako denní program organismu, ale i jako jeho kalendář. Po roce 1989 se angažovala v čelných funkcích AV ČR. Je zakládající členkou Učené společnosti ČR. V nakladatelství Portál vyšla v roce 2014 autobiografická kniha ve formě rozhovoru s Pavlem Kovářem (Čas pro světlo).

Doporučujeme

Návrat Široka

Návrat Široka

Pavel Pipek  |  9. 2. 2018
Zpráva, která na mě právě vyskočila na Twitteru, by asi většinu Evropanů nechala chladnou, ale mé srdce buší tak, že mám chuť okamžitě vyskočit z...
Rytíř našich vod

Rytíř našich vod

Marek Janáč  |  5. 2. 2018
Na stěně ve své kanceláři má vystavené krunýře velkých raků. Za jeho pracovní židlí v akváriu rak. V knihovně knihy o racích a v laboratoři ve...
O kvantových počítačích a šifře RSA

O kvantových počítačích a šifře RSA uzamčeno

Jiří Poš  |  5. 2. 2018
značným příslibem pro výpočetní systémy budoucnosti je rozvíjející se obor kvantových počítačů. Představují naději, že eliminují některá vážná...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné