Kůže hraje důležitou roli v čití kyslíku

Nedávno mezinárodní tým vedený Randallem S. Johnsonem z Kalifornské univerzity zjistil, že kůže savců má důležitou funkci v odpovědi organismu na nedostatek kyslíku (hypoxii) zvýšenou produkcí erytropoetinu, hormonu podporujícího krvetvorbu. Série propracovaných pokusů ukázala, že tvorba erytropoetinu v ledvinách a játrech myši je nepřímo ovlivňována z kůže (Cell 133, 223–234, 2008).

Podle tradiční představy při nedostatku kyslíku zapůsobí proteinové transkripční faktory HIF-1α a HIF-2α, které v nedostatečně okysličených tkáních vytvářejí heterodimer HIF (hypoxia inducible factor), a ten povzbuzuje expresi genů schopných čelit nedostatku kyslíku. Úměrně koncentraci kyslíku v tkáních je transkripční faktor HIF-1α poškozován kyslíkovými radikály a odbouráván a neaktivuje přepis genetické informace. Tímto mechanismem ledviny a játra zjišťují množství kyslíku v krvi, a syntetizují erytropoetin, který povzbuzuje tvorbu červených krvinek. Dosud se myslelo, že na tvorbu erytropoetinu nemá vliv žádný jiný orgán.

Johnson a jeho kolegové vystavili myši nedostatku kyslíku a mimo jiné uměle zvýšili expresi HIF-1α v kůži. V důsledku toho začaly ledviny těchto myší produkovat zvýšené množství erytropoetinu. Obdobného efektu lze v kůži dosáhnout zvýšenou tvorbou oxidu dusnatého, jehož syntéza je řízena (mimo jiné) faktorem HIF. V důsledku toho se roztáhnou kapiláry v kůži a vzroste průtok krve kůží na úkor jiných orgánů – včetně ledvin a jater, které řídí produkci erytropoetinu. V ledvinách a játrech klesne dostupnost kyslíku, čímž je iniciována syntéza erytropoetinu. Zvýšené prokrvení kůže tedy zvedá koncentraci erytropoetinu v plazmě.

Produkci oxidu dusnatého v kůži lze jednoduše zvýšit například tím, že kůži natřeme nitroglycerinem, z něhož oxid dusnatý vzniká. Tím se otevírá cesta k mnohem lacinějšímu zvýšení krvetvorby, než jsou injekce erytropoetinu.

Metoda by se hodila zejména pacientům potřebujícím zvětšit počet červených krvinek. Využívat by se ale dala i pro různá povolání nebo sporty, například horolezci by se tak mohli připravit na vysokohorské podmínky a zkrátit dobu aklimatizace. Sportovci by ovšem také mohli tento objev zneužít k zvýšení krevního hematokritu (poměru krvinek k plazmě), což by bylo nutno považovat za nelegální biologický dopink. Je otázka, nakolik je z hlediska současných objevů pravdivá představa o zvyšování produkce erytropoetinu během intenzivního tréninku v důsledku snížení koncentrace kyslíku v krvi. Mohlo by to klidně být i tak, že krev přednostně proudí do kůže a jiných orgánů, což může být signálem pro zvýšenou tvorbu erytropoetinu.