Podivuhodný tvor, který vydrží bez kyslíku i několik hodin

- Příroda autor: Jan Toman

Představte si tvora, který přebývá takřka celý život pod zemí, v koloniích čítajících několik desítek až stovek jedinců. Dorůstá zhruba velikosti myši, ale absencí srsti a jemnou růžovou kůží připomíná spíše cosi mezi krysou a mexickým naháčem. Zcela mu chybí receptory pro bolest a fungování jeho kolonií v mnohém připomíná spíše společenský hmyz – včely, mravence, nebo termity. 

Rypoš lysý (Heterocephalus glaber)

Rypoš lysý (Heterocephalus glaber),zdroj: Profimedia.cz

Aby toho nebylo málo, dožívá se mimořádně vysokého věku a je takřka kompletně imunní vůči rakovině. Že musí jít o výplod představivosti nějakého vědecko-fantastického spisovatele? Chyba lávky. Právě jsme popsali jednoho z nejpodivnějších savců – rypoše lysého.

Rypoši lysí obývají východní cíp Afriky a můžeme je zařadit mezi hlodavce. Od svých příbuzných, ba dokonce takřka všech zbývajících savců, se ale kvůli svému koloniálnímu a podzemnímu způsobu života v mnohém liší.

Některé jejich unikátní vlastnosti, například odolnost k rakovině nebo dlouhověkost, už dávno upoutaly pozornost biologů a výzkumníků na poli medicíny. Právě výzkum rypoší fyziologie, tj. fungování těla za normálních i ne úplně normálních podmínek, má za následek i nejnovější objev: Rypoši se ze všech suchozemských savců ukázali jako nejodolnější ke sníženému i zcela nulovému množství kyslíku. Způsob, jakým toho dosahují, by navíc jednou mohl zachraňovat lidské životy.

Rypoši většinu života stráví stěsnaní v úzkých podzemních tunelech a komůrkách, o které se navíc musí dělit s ostatními příslušníky kolonie. Následky si dokáže představit každý, kdo někdy strávil delší čas namačkaný s dalšími lidmi v těsném prostoru: vzduch začne být vydýchaný, souputníci malátní a v extrémním případě začnou někteří i omdlévat.

Důvodem je klesající obsah kyslíku a stoupající podíl oxidu uhličitého v ovzduší. To, co lidé zažívají jednou za čas, ovšem pro rypoše představuje každodenní realitu. Dalo by se tedy předpokládat, že se u nich z tohoto důvodu vyvinula některá speciální přizpůsobení.

profimedia-0161274367

V rámci kolonií běžně dosahuje obsah oxidu uhličitého sedmi až deseti procent – mnohonásobně víc, než je běžné na povrchu. Už dříve bylo také dokázáno, že rypoši přežijí několik hodin v atmosféře obsahující až 80 procent tohoto plynu. Obsah kyslíku navíc může v norách klesnout z běžných atmosférických 21 procent na necelou třetinu. Ani to ale není pro rypoše fatální.

Propracovaná strategie přežití

Zcela přesně odolnost rypošů k nízkému obsahu kyslíku přezkoumal rozsáhlý tým evropských a amerických vědců. Ukázalo se, že rypoši bez sebemenších problémů přežijí pět hodin v atmosféře obsahující jen pět procent kyslíku.

Myš, mimochodem, za podobných podmínek hyne už za 15 minut. Při úplné absenci kyslíku myš umírá za necelou minutu. Rypoši za těchto podmínek naopak zpomalí svůj tep zhruba na čtvrtinu a po znovuobnovení normální atmosféry jsou schopni se bez následků vzpamatovat i za neuvěřitelných 18 minut.

Ještě zajímavější než odolnost rypošů je ale způsob, jakým dosahují mimořádných výkonů. Zcela jistě zpomalují svůj metabolismus. To pomáhá ochránit zejména mozek, který je kvůli své vysoké energetické spotřebě k nedostatku kyslíku nejnáchylnější. Vše ale nasvědčuje tomu, že rypoší strategie přežití bez kyslíku je ještě propracovanější. Za krizových podmínek totiž výzkumníci naměřili v jejich krvi mimořádně zvýšené hladiny dvou cukrů, fruktózy a sukrózy.

Lékařský význam

Právě fruktózu s největší pravděpodobností dokážou rypoši v bezkyslíkatých podmínkách využívat namísto standardního "paliva", glukózy. Hlavní výhodou je fakt, že se vyhnou několika regulačním krokům normálně ovládajícím metabolismus glukózy, což jim umožňuje přežít o dlouhé – a v mnoha případech kritické – minuty déle.

Podobných výkonů jsou normálně schopné jen buňky ledvin, které také obsahují příslušné transportéry a enzymy. V evoluci rypošů se tudíž musely stát "standardní výbavou" i dalších buněk, zejména mozku a srdce.

Objev může mít významné medicínské dozvuky. Při "nestandardních" módech fungování tkání za sníženého obsahu kyslíku totiž, zjednodušeně řečeno, vzniká velké množství zplodin – zejména kyseliny mléčné, respektive laktátu, který vzniká při velké námaze i v našich svalech, lidské tělo je ale schopné se vypořádat jen s určitým množstvím této látky. Pokud se tedy některým orgánům, například určitým částem srdce při infarktu, nebo mozku při mrtvici nedostává kyslíku, tkáň rychle odumírá.

Obratlovci přizpůsobení dlouhodobému přežívání bezkyslíkatých podmínek (například zlatí karasi nebo želvy nádherné) vyvinuli specializovaná řešení tohoto problému – laktát vylučují žábrami, nebo odbourávají s pomocí uhličitanu vápenatého uvolněného z krunýře.

Rypoši oproti tomu žádné exotické, člověku nedostupné, orgány nemají. Dost možná tak skrývají řešení, jak významně zlepšit přežívání pacientů při nejrůznějších akutních stavech.

Park TJ, Reznick J, Peterson BL & Applegate DT (2017): Fructose-driven glycolysis supports anoxia resistance in the naked mole-rat. Science 356.

Storz JF & McClelland GB (2017): Rewiring metabolism under oxygen deprivation. Science 356.

Tagy: zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní