Hodiny v přírodě

Martina Mašková: Všechny živé organizmy dokážou měřit čas. Vědí – řečeno s nadsázkou – kolik je hodin. K čemu to potřebují?

David C. Klein: K tomu, aby přizpůsobily svůj životní režim rytmu v přírodě, který působí na všechny formy života. Díky tomu jsou například masožravá zvířata nejaktivnější v tu denní dobu, kdy snáze najdou potravu. Býložravci, třeba krávy, vyvíjejí aktivitu přes den a v noci odpočívají. Přizpůsobují se rytmu střídání dne a noci tak, aby přežily a mohly se rozmnožovat. Jde tu o evoluční tlak: zvířata s dobře nastaveným životním režimem mají větší šanci přežít.

M. M.: Nejdůležitějším signálem, který ovlivňuje chod biologických hodin, je světlo. Proč?

D. K.: Protože jde o nejmarkantnější projev fungování světa v režimu 24 hodin. Světlo a tma jsou nejvýraznější charakteristikou dne s čtyřiadvacetihodinovým režimem.

M. M.: V lidském těle se rytmicky mění kolem sta životních funkcí. Jak je možné, že ho to nezmate?

D. K.: Představte si tělo jako symfonii. Víme, že každý nástroj v orchestru se musí zapojit v přesně danou dobu a jen tak z toho vzejde krásná hudba. Hráč musí dodržovat rytmus a nesmí vstupovat do skladby, kdy se mu zlíbí. Podobně musí každá životní funkce fungovat v souladu s ostatními a vytvářet tak celek – symfonii fyziologických funkcí.

M. M.: Přišel jste s teorií, že oko a epifýza – neboli šišinka – tvořily kdysi společný světločivný orgán. Epifýza se pak stala sídlem biorytmů, zatímco oko zůstalo přijímačem světla. Proč biologické hodiny nezůstaly v oku?

D. K.: Biologické hodiny dnes sídlí v oddělené části těla, v mozku. Důvod, proč právě tam je umístěno ústředí biorytmů, je ten, že musí řídit řadu procesů v těle. Musí fungovat samostatně. Mluvím teď o hlavních hodinách, které sídlí v mozku, v suprachiazmatickém jádru, a mohou sbírat signály z různých částí těla a komunikovat s různými částmi mozku přímo.

M. M.: Co byste označil za největší – zatím nerozluštěné – tajemství biologických hodin?

D. K.: Když jsem v tomto oboru začínal, snažili jsme se zjistit, kde biologické hodiny sídlí. […] Pak jsme se pokoušeli odhalit tajemství jejich molekulární podstaty. I to už je do značné míry rozluštěno. Zbývá zodpovědět otázky kolem dalších, podřízených hodin a toho, jak mezi sebou a s centrem komunikují. A hlavně je potřeba zjistit, jaké konkrétní chemické látky řídící hodiny používají k přenosu informace o tom, zda je den či noc, do jiných oblastí mozku.

M. M.: A kolik biologických hodin máme v těle celkem?

D. K.: Roztřídil bych je do dvou kategorií. Do jedné bych dal řídící hodiny, umístěné v suprachiazmatickém jádru. Všechno má jediného „šéfa“. Krom toho se v posledních deseti letech výzkumu ukazuje, že i mnohé tkáně mají své vlastní hodiny. Ty jsou ale odlišné, většinou postrádají onu unikátní schopnost „tikat“ bez přerušení v rytmu 24 hodin. Musí se natahovat každý den či jednou za pár dní. Čas ale měří téměř každá, nebo snad úplně každá buňka, některé z těchto hodin jsou dokonalejší a jiné méně dokonalé.

/Rozhovor Martiny Maškové s Davidem Kleinem pro rádio Leonardo/