Srpen 2004

Umístění srdce prý řídí elektřina

Luboš Veverka

Už téměř před dvěma sty lety badatelé zjistili, že nervové vzruchy se šíří díky elektrickému proudu. Americké a britské výzkumy však naznačují, že bioelektřina může mít zásadní vliv i na embryonální vývoj a regeneraci živočichů.

Proč má člověk srdce na levé straně těla? Odpověď neznali až donedávna ani odborníci. Někteří vědci nyní předpokládají, že na prostorové uspořádání organismu má velký vliv bioelektřina, přesněji vnitřní elektrické pole, které přirozeně vytvářejí buňky organismu.

Existenci vnitřního elektrického pole u živočichů ověřoval tým britského biologa Colina McCaigha z univerzity ve skotském Aberdeenu. V roce 2002 zkoumal McCaigh regeneraci rohovky u krys. Podle jeho závěrů vytvářejí buňky rohovkového epitelu měřitelný potenciál přibližně 40 milivoltů. Jestliže dojde ke zranění nebo umělému poškození rohovky, rankou začnou proudit ionty nesoucí elektrické náboje, které svým tokem vytvářejí pole. Okolní buňky na ně reagují a dělí se přednostně tak, aby zacelily ránu. Když výzkumníci uměle vynulovali elektrické siločáry pomocí pole s opačnou orientací, buňky se dělily dál, ale poranění se nezacelilo.

Princip odezvy buněk na elektrické podněty se doposud nepodařilo rozluštit. McCaigh se domnívá, že za touto odezvou bychom měli hledat molekuly, případně skupiny molekul v buňkách, které teprve čekají na své objevení.

Na britský výzkum navázali vědci z bostonského Forsythova institutu. Vedoucí projektu Michael Levin tvrdí, že bioelektřina hraje důležitou roli při vývoji embrya a zřejmě i při zakládání jeho symetrie.

Orgány vznikaly náhodně

Většina vyšších živočichů včetně člověka má tělo souměrné podle jedné osy. Uspořádání vnitřních orgánů je však vůči této ose asymetrické. Biologové už dlouho vědí, že za takovou stavbu odpovídají vývojové geny Sonic hedgehog a Nodal. Jejich rozložení v embryu není rovnoměrné, a proto některé vnitřní orgány vznikají jen na jedné straně organismu. Levin tvrdí, že místo jejich vzniku určuje právě bioelektrické pole.

Tým z Forsythova institutu zkoumal embrya kuřat v raném stadiu vývoje, kdy se formují jejich pravé a levé poloviny podle středové osy. Měření vzájemného elektrického potenciálu obou částí embrya přineslo překvapující výsledek. Pravá strana zárodku měla oproti jeho levé polovině napětí vyšší o několik desítek milivoltů. Vznik napětí vysvětlují vědci nerovnováhou iontů v různých částech embrya. Povrchové buňky (epitel) totiž nepropouštějí kladné a záporné ionty všude se stejnou intenzitou. Tak vzniká potenciál, který vyvolává kolem středové osy zárodku přirozené elektrické pole.

Když vědci uměle snížili rozdíl potenciálů v embryu (čímž bioelektrické pole zaniklo), orgány se rodily náhodně. Vznikl tak zárodek kuřete se srdcem na pravé straně a jiné podobné mutace. To podle Levina dokazuje význam vnitřního elektrického pole a jeho vliv na prostorové uspořádání embrya.

Levinův výzkum má i mnoho odpůrců. Clifford Tabin z Harvardovy univerzity se domnívá, že v této oblasti došlo už v minulosti k mnoha omylům a falešným senzacím. Podle Tabina nikdo nepochybuje o vlivu vnějšího elektrického potenciálu na buňky, ohledně vnitřního buněčného však tento vědec zůstává skeptický.

Badatelé teď musí prokázat, že tyto bioelektrické jevy v buňkách jsou příčinou a nikoliv následkem fyziologických procesů, při kterých je pozorovali. Vědci z amerického Forsythova institutu, stejně jako jejich britští kolegové, věří, že elektrické pole ovlivňuje procesy především na molekulární úrovni. Podle Levina přinese pochopení funkce bioelektřiny ve fungování organismu velké možnosti, podobné, jaké nabízí genetika. Americký biolog dále předpokládá, že objev se v budoucnu uplatní při léčení nejrůznějších zranění a dokonce i při regeneraci poškozených nervů.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)