„Napříč živočichy škáluje dlouhověkost velice dobře s velikostí. Nicméně dnes už víme, že létající ptáci stárnou výrazně pomaleji, než odpovídá jejich velikosti, podobně jako třeba člověk nebo rypoš lysý,“ vysvětluje docent Vinkler, proč se předmětem výzkumu stal náš nejběžnější pěvec, tedy sýkora koňadra, která může žít i více než deset let.
Pro výzkum stárnutí se v biomedicíně obvykle používají laboratorní hlodavci, jenže ti se v porovnání se stejně velkými ptáky dožívají několikanásobně nižšího věku. Drobní pěvci, jako je třeba právě koňadra, se dožívají vyššího věku nespíš proto, že mají na dlouhověkost specifické adaptace. (Například vyšší podíl nasycených mastných kyselin v membránách či vyšší hladinu antioxidantů a antioxidačních enzymů v krvi.)
To je také důvod, proč má takový výzkum hluboký smysl: drobní ptáci by mohli člověku posloužit jako vhodný biomedicínský model pro studium dlouhověkosti. Jen toho o jejich stárnutí zatím mnoho nevíme.
A protože drobní pěvci na rozdíl od drobných hlodavců, jako je myš, netrpí tak velkou predací, mohly se u nich během evoluce optimalizovat adaptace na dlouhověkost, vždyť staré ptáky pouhým pohledem často vůbec nepoznáte. „Pokud bychom věděli, jak přesně vyřešili problém zvýšení délky života ptáci, mohli bychom to porovnat s tím, co víme o stárnutí u savců,“ vysvětluje vedoucí vědeckého týmu Michal Vinkler z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze.
(Zřejmě půjde o znaky na úrovni buněčné regulace metabolismu, odolnosti k respiračnímu poškození buněčných struktur, rychlosti dělení buněk atp.)
Právě linie savců a ptáků totiž řeší spoustu evolučních problémů paralelně, tedy nezávisle na sobě, a často přicházejí s unikátními řešeními. „Pak by bylo možné dále uvažovat o tom, zda nejsou poznatky získané na ptácích využitelné také v oblasti humánních aplikací,“ pokračuje výzkumník, aby vysvětlil, co vědce k takovému bádání vede. Znalost rozdílů mezi různými organismy je totiž v biologii klíč k hledání nových řešení.
I u ptactva klesá s věkem nejen imunita
České vědce zajímalo, zda u ptáků podobně jako u lidí v průběhu stárnutí dochází k poklesu funkčnosti imunity, tzv. immunosenescenci. Z tohoto hlediska vědci sledovali populaci volně žijící sýkory koňadry hnízdící v budkách v Ďáblickém a Čimickém hájí v Praze mezi lety 2012 a 2018.
Takový výzkum obnáší potřebu opakovaného odebírání vzorků od stejného jedince, což je u divoce žijících ptáků zapeklitý oříšek. Není divu, že se to vědcům podařilo pouze u 54 jedinců z celkového počtu 886 odchycených ptáků. A je to současně zcela jednoduché vysvětlení, proč se podobný výzkum zatím neuskutečnil.
Létající ptáci stárnou výrazně pomaleji, než odpovídá jejich velikosti. Podobně jako člověk.
„Ačkoliv jsou pěvci relativně dlouhověcí na svou velikost, pořád je u nich predace obrovská. Kočky, kuny, sojky, strakapoudi, ti všichni se s oblibou živí mláďaty sýkor, a dospělé ptáky zase často uloví krahujec nebo poštolka. Proto je pro podobný výzkum nezbytné odebrat vzorky velkého počtu zvířat a pak čekat, jaká zvířata se podaří znovu odchytit v dalších letech. Ptáků starých třeba šest sedm let není mnoho,“ popisuje úskalí tohoto typu dlouhodobého projektu Michal Vinkler.
Ve vlastním výzkumu se vědci konkrétně zaměřili na tzv. pro-zánětlivou imunitní odpověď, tedy schopnost organismu bránit se proti poškození. „Zánět je totiž jedním z prvních obranných mechanismů, kterými se tělo brání infekcím. Pokud je však zánět špatně regulován, např. nedojde po potlačení infekce k jeho úplnému utlumení, mohou aktivní složky zánětu, včetně uvolňovaných volných radikálů poškodit vlastní tkáně v okolí a urychlit stárnutí,“ vysvětluje vedoucí českého vědeckého týmu.
Desetiletý výzkum českých vědců napříč oboryObě nové práce, publikované v mezinárodních časopisech Experimental Gerontology a Oecologia, dokládají, že i u sýkory koňadry (Parus major) dochází s věkem k poklesu celé řady fyziologických funkcí a nárůstu oxidačního poškození organismu. Mezioborový výzkum trval bezmála deset let a podíleli se na něm výzkumníci řady dalších českých akademických pracovišť: z Ústavu biologie obratlovců AV ČR, České zemědělské univerzity a Vysoké školy chemicko-technologické v Praze.  |
A výsledky? „Zjistili jsme, že prozánětlivá imunitní odpovídavost buněk byla nejsilnější u středně starých jedinců – čili patrně jedinců v nejlepším zdravotním stavu. Následně během stárnutí intenzita akutní odpovědi postupně klesala. Naopak, jak jsme očekávali, chronický zánět postupně s věkem vzrůstal a také se postupně zvyšovalo oxidační poškození buněk a tkání. Nepřekvapivě pak jedinci, kteří trpěli silnějším chronický zánětem, byli zatížení silnějším oxidačním poškozením a také měli sníženou hladinu antioxidačních enzymů, které tyto volné radikály normálně odstraňují.“
Také u člověka dochází k nárůstu chronického zánětu s věkem (což se označuje jako inflammageing), a je s tím spojen vznik celé řady lidských civilizačních onemocnění, jako je například cukrovka druhého typu, ateroskleróza a podobně. „Naše výsledky tak jako první ukazují, že také u ptáků dochází k rozvoji chronického zánětu, který vede k celkovému poškození organismu, podobně jako u lidí,“ komentuje výsledky Martin Těšický, doktorand a první autor obou publikací.
A protože dalším předpokládaným důsledkem stárnutí je pokles reprodukční aktivity jedince, výzkumníky také zajímalo, jestli podobně jako u lidí klesá také u ptáků během stárnutí hladina testosteronu, tedy hormonu regulujícího rozmnožování nejen u samců, ale také u samic. Testosteron je klíčový hormon řídící v těle řadu procesů, například využití energetických zdrojů či regulaci agresivního a teritoriálního chování.
„Naše výsledky ukazují, že hladina testosteronu u ptáků během života podobně jako u akutního zánětu dosahuje maxima u středně starých ptáků a následně klesá. Ale pouze u samců, u samic je hladina testosteronu stabilní. Hladina samčího testosteronu u ptáků tak následuje podobný trend, jaký je znám u lidí,“ vysvětluje Těšický.
Výsledky obou těchto prací tak spolu s dalšími současnými studiemi ukazují, že i drobní pěvci jednoznačně stárnou a fyziologicky se u nich stopy stárnutí projevují v mnohém podobně jako u lidí. „Má smysl pokusit se stárnutí u ptáků pochopit. Pokud by se jim věnovala podobná pozornost jako například již zmíněným rypošům, mohli bychom se dočkat momentálně neočekávaných překvapení, která si svou aplikaci v humánní medicíně najdou,“ uzavírá Michal Vinkler.
