Překvapivý objev: Když se zraníte v noci, budete se hojit déle

aktualizováno 
Je to překvapivé a zní to velmi nadějně. Vědci ze statistik zjistili, že když se například popálíte v noci, budou se rány hojit až dvakrát déle než popáleniny ze dne. Z dalších experimentů vyplývá, že by tato logika měla platit i pro ostatní zranění.

Zranění ve dne se hojí lépe než noční zranění | foto: MAFRA

Když letos dostali Nobelovu cenu za lékařství objevitelé mechanismu našich vnitřních „biologických hodin“, napadlo i několik novinářů v publiku, proč by právě takový objev měl být považovaný za „veliký přínos lidstvu“ v oboru medicíny. Co se s takovou znalostí dá rozumného pro pacienty udělat?

Jak fungují vnitřní hodiny

Že je pozemský život přizpůsoben délce pozemského dne, víme už staletí. Již během 18. století si astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan všiml, že mimózy během dne otevírají listy, aby přijímaly sluneční záření, a za soumraku je zase zavírají. Přemýšlel, co se stane, kdyby rostlina byla umístěna v neustálé temnotě, a když to vyzkoušel, zjistil, že nezávisle na denním slunečním světle listy pokračovaly ve svém každodenním rituálu, dokud rostlina nezašla. Zdálo se, že rostliny mají vlastní biologické hodiny.

Postupně se ukázalo, že také další organismy, včetně lidí, mají vnitřní biologické hodiny, které jim pomáhají předvídat a přizpůsobovat se pravidelnému rytmu dne. Pro jev se začal používat výraz cirkadiánní rytmy, ze složeniny latinských výrazů circa (kolem) a dies (den), tedy v podstatě „celodenní“.

Samozřejmě v 18. století neexistovaly postupy, které by umožnily přesně určit, jak celý mechanismus funguje. To do značné míry dokázali až letošní laureáti Nobelovy ceny za lékařství pro rok 2017: Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young.

Využili objevu ze 70. let, který ukázal, že porucha jednoho určitého genu - nazvaného period - normální denní biologický rytmus narušuje. Hall, Rosbash a Young společně ukázali, že podle tohoto genu se vytváří v buňce látka (bílkovina PER), která se během noci akumuluje a během dne se pak znovu rozkládá. Její množství v buňce tedy kolísá přesně podle obrazu našeho denního rytmu.

Hall a Rosbash v dalším velmi elegantním pokusu ukázali, že celý mechanismus funguje opačně, než by se na pohled zdálo: podle genu period vyráběná bílkovina PER je určená k tomu, aby „brzdila“ funkci svého mateřského genu. Ve spojení s další důležitou bílkovinou tlumí činnost genu period během dne a nechává ho naplno pracovat v noci, kdy potřebujeme odpočívat.

Michael Young pak v další práci našel ještě další gen, nazvaný doubletime. Podle něj se vyrábí látka, která zase reguluje množství bílkoviny PER. Slouží k „dolaďování“ rytmu tak, aby přesněji odpovídal 24hodinovému dni.

Odborníci obratem vysvětlovali, že možných využití objevu je celá řada a některá z nich by si laik asi ani nedovedl představit. O pár týdnů později pak toto tvrzení opravdu překvapivě a výstižně doložila práce zveřejněná v časopise Science Translational Medicine

Skupina vědců z Cambridge a Manchesteru totiž ukázala, že - a také proč - chod našich vnitřních hodiny výrazně ovlivňuje i to, jak se nám léčí běžná ranění. Vliv je to nečekaně výrazný - v noci způsobené popáleniny se podle statistik, do kterých se autoři podívali, hojí prakticky dvakrát déle než popáleniny ze dne. Denní doba tu asi nebude jediný faktor, ale rozhodně je dost veliký, aby to stálo za další zkoumání - a časem i jako inspirace pro přístup k pacientům.

Ale to začínáme od konce. Prvotní výzkum autorů se totiž netýkal přímo lidských pacientů, ale odehrál se v laboratorní misce. Věnovali se výzkumu fibroblastů, což jsou vazivové buňky, které hrají zásadní roli právě při hojení ran. Jsou „roztroušené“ prakticky po celém těle a mohou zaskočit tam, kde jsou právě zapotřebí.

Ale stejně jako zbytek našeho těla mají i období aktivity a naopak útlumu. To není úplně nové zjištění, všimly si toho i jiné skupiny - a ty už také naznačily, že by mohlo jít o důležitý faktor v léčbě zranění (viz práce z roku 2012). Britské skupině se ovšem podařilo ukázat, že roli skutečně hrají „hodiny“ přímo v jednotlivých buňkách, které ovlivňují jejich aktivitu. Nejde tedy jen o centrálně řízený systém, fibroblasty si také hlídají čas a podle něj řídí svou aktivitu.

Pečlivé sledování hladiny jednotlivých buňkou vyráběných bílkovin totiž ukázalo, že jejich produkce je výrazně vyšší během „aktivní fáze“. A protože některé z těchto látek buňce umožňují opravárenskou činnost, dalo se rozumně předpokládat, že denní doba by měla ovlivnit také rychlost hojení ran. Pokusy s buňkami v Petriho misce to potvrdily - fibroblasty rychleji zareagovaly, pokud zrovna měly den. Ke „zranění“ v té době doputovalo dvakrát více fibroblastů než během noci. Dává to i evoluční smysl: během noci příliš mnoho zranění neutrpíme, a tak je rozumné šetřit energií i na „opravárenském“ systému.

Vnitřní struktura fibroblastů na 3D modelu vytvořeném „obarvením“ skutečných...

Vnitřní struktura fibroblastů na 3D modelu vytvořeném „obarvením“ skutečných předloh: žlutě jsou mitochondrie, zelená jsou buněčná jádra. Červeně pak je vyznačený tzv. cytoskelet, což je systém bílkovinových vláken a tubulů, který slouží jako vnitřní transportní systém buňky, její opora a k řadě dalších funkcí. Speciálně fibroblastům také umožňuje dostat se na místo zranění, kde jsou zapotřebí, a pokud tedy cytoskelet je v noci „vypnutý“, celá buňka plní svou funkci liknavěji.

Ještě překvapivější ovšem je, že tento efekt přetrvává zřejmě dosti dlouhou dobu. Autoři se totiž rozhodli svůj předpoklad porovnat se záznamy historické databáze popálenin britských pacientů. Popáleniny si vybrali proto, že databáze pečlivě uvádí u všech dobu, kdy ke zranění došlo. Podle výsledků lékaři označili popáleniny ze dne za vyléčené (přesně z 95 procent) v průměru o celých jedenáct dní dříve než ty „noční“.

To není samozřejmě jasný důkaz, protože ve hře mohou být i další vlivy. Pacienti, kteří přijdou s popáleninami v noci, budou nepochybně v průměru například mnohem častěji opilí, pod vlivem drog atp., a to mohlo mít vliv na samotné zranění, možná i následnou léčbu. Lze si prostě představit i jiné důvody, proč by to tak mělo být. Ale studie britských vědců je zajímavá právě proto, že není založena jen na jedné statistické souvislosti, ale na laboratorních modelech ukazuje, proč by taková souvislost mohla být důležitá.

Pokud se opravdu ukáže, že na zjištění něco je - a vypadá to zatím slibně - nabízí se celá řada možností, jak objev využít v praxi. Může jít o tak jednoduché věci jako plánování operací na vhodnou dobu (třeba i podle toho, jestli je pacient „sova“ nebo „skřivan“). Možná by také mohlo být možné ovlivnit rychlost hojení vhodnou volbou osvětlení v nemocnicích, respektive na příslušných odděleních. Na delší vývoj je pak například zavedení přípravků, které buňky v místě zranění přesvědčí, že je čas vstávat a pustit se do práce. Inu, hrátky s biologickými hodinami mohou být nejen zajímavé, ale také prospěšné.

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Chyběl necelý metr. Parašutisté nekopali v kryptě obležené nacisty marně

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Smrt nad Kanálem. Zahynuli při letecké nehodě, StB je obvinila z emigrace

V 70. letech 20. století se na obloze potkávaly rozmanité typy letadel, jak...

Kanál La Manche je tichým svědkem desítek nouzových přistání i zřícení letadel. Zahynuli zde českoslovenští hokejisté i...

Další z rubriky

Po Číně Rusko? Další vědec chce provádět dědičné úpravy DNA u dětí

Enzym CRISPR (zeleně a červeně) se připojuje k dvojité šroubovici DNA (fialová...

Ruský vědec Denis Rebrikov údajně připravuje experiment, v jehož rámci by došlo k dědičnému přepisu DNA nenarozených...

Google má zřejmě peněz nazbyt. Zaplatil výzkum fyzikálního přeludu

Nechtěl by to mít v garáži každý? Takhle kouzelně vypadá provoz fuzoru

Společnost Google během posledních let v experimentu, o kterém prakticky nikdo nevěděl, nechala prověřit proslulou...

„Psí oči“ nejsou náhoda, ale dílo evoluce. Psi si na ně vyvinuli svaly

Pes (ilustrační foto)

Ten nevinný pohled zná každý. Když upře čtyřnohý přítel na svého pána „psí oči“, vzbudí to širokou škálu emocí....

Najdete na iDNES.cz