Říjen 2004

Hlodavec, který nezná únavu

Jaroslav Petr

Myš s upravenými geny dokáže uběhnout dvakrát větší vzdálenost než její normální příbuzné. Vědci považují tohoto tvora za předzvěst nové generace sportovního dopingu i naděje pro léčbu obezity.

Nejrychlejší muž aténské olympiády Američan Justin Gatlin nenašel v běhu na sto metrů přemožitele, ale mezi maratónci by díru do světa neudělal. Stejně tak by na nejkratším olympijském sprintu nezazářil italský vítěz olympijského maratónu Stefano Baldini. Důvodů je mnoho. Jeden z klíčů k úspěchu ve sprintech nebo na vytrvaleckých tratích se skrývá ve svalech.

Tajemství vytrvalosti

Obyčejní smrtelníci mají svaly "namíchány" ze dvou základních typů vláken. "Rychlá" zajišťují bleskové stahy svalů a energii získávají spalováním cukrů. Tato vlákna zvládají i vypjaté situace, kdy krev nestačí dodávat svalu dost kyslíku, ale nevydrží to dlouho. Vlákna totiž produkují velké množství kyseliny mléčné a ta jim brzy znemožní další činnost. "Pomalá" vlákna jsou línější, ale vydrží pracovat nepoměrně déle. Energii čerpají především ze spalování tuků při dostatečném přísunu kyslíku a z hlediska produkce kyseliny mléčné lze jejich provoz označit za "čistý".

Atleti mají svaly dokonale přizpůsobeny nárokům své disciplíny. Mohutná muskulatura sprinterů umožňující svému majiteli prolétnout stometrovou trať za méně než deset sekund je tvořena z 80 procent "rychlými" vlákny. Vytrvalci ukrývají ve svých štíhlých nohou 90 procent "pomalých" vláken, a to je také důvod, proč vydrží běžet desítky minut či hodiny. Složení svaloviny je výsledkem vrozených dispozic a usilovného tréninku, kterým lze posunout poměr mezi "rychlými" a "pomalými" svalovými vlákny žádoucím směrem a zároveň zvýšit efektivitu jejich práce. Přesto není ani trénovaný atlet vůči vyčerpání imunní. Maratónská světová rekordmanka Britka Paula Radcliffová se vzdala šest kilometrů před cílem olympijského závodu a později v slzách přiznala: "Už v polovině závodu se mi z nohou vytratila veškerá síla."

Myši běžely jako trénovaní atleti

Shodou okolností právě v době vrcholící aténské olympiády vyšly ve vědeckém časopise PLoS Biology dvě stati, které nám dovolují nahlédnout nečekaně hluboko do tajů běžecké vytrvalosti. Tým vedený Ronaldem Evansem z kalifornského Salkova ústavu vytvořil "maratonskou myš". Ta si vysloužila svou přezdívku neuvěřitelnou vytrvalostí. Na olympiádě by ale startovat nemohla, protože za své výkony vděčí genetickému dopingu. Evansovy myši mají umělým zásahem do dědičné informace enormně zvýšené koncentrace látky PPAR-delta, která zajišťuje ve svalech přednostní spalování tuků.

Evans již před deseti lety objevil gen ovlivňující tvorbu této látky a sliboval si od něj především pokrok v léčbě obezity. První výsledky ho nezklamaly. Navzdory vysokokalorické dietě přibíraly myši s upraveným genem jen třetinu toho co jejich normální příbuzné. "Objev najde praktické uplatnění v boji s obezitou. Získali jsme páku, kterou pohneme celou látkovou výměnou v organismu," komentoval svůj objev Ronald Evans.

Největší překvapení na vědce z Evansova týmu čekalo, když postavili myši na speciální běžecký trenažér. "Chovaly se jako trénovaní atleti," říká Ronald Evans. Normální myši vydrží běžet 90 minut a urazí 900 metrů. Myši s pozměněným genem utíkaly o hodinu déle a uběhly 1900 metrů. Vysvětlení záhadné proměny ve vytrvalce poskytlo až detailní vyšetření svalů. Geneticky "dopované" myši měly dvakrát více "pomalých" svalových vláken. Takový efekt nikdo nečekal.

Doping už je připraven

Zprávy o objevu Evansova týmu znovu vyvolaly otázky kolem genetického dopingu. Bude příští vítěz olympijského maratónu vděčit za zlatou medaili zásahu do dědičné informace, který mu zvýší hladinu PPAR-delta v těle? Zdá se, že v tomto případě by byl genetický doping zbytečný. Za podvodným vítězstvím je pootevřena poměrně snadnější cesta. Jedna farmaceutická firma už testuje preparát s vývojovým kódem GW501516, který v lidském organismu prudce zvyšuje tvorbu PPARdelta. Účinky preparátu jsou zaměřeny na snížení hladin cholesterolu v krvi a měl by proto pomáhat pacientům trpícím chorobami oběhového systému, jako je arterioskleróza. Ronald Evans ověřil preparát na myších a zjistil, že zlepšuje vytrvalost úplně stejně, jako když zasáhl do jejich dědičné informace a zvýšil tak koncentraci látky PPAR-delta. "Zkoušeli jsme lék s úspěchem na myších, které předtím neprošly žádným tréninkem. Pokud by ho užíval tvrdě trénující sportovec, dostavil by se efekt velmi rychle a byl by markantní," řekl Evans redaktorům časopisu New Scientist.

Mluvčí Světové antidopingové komise Farnaz Khademová přiznala, že by ji nijak nepřekvapilo, kdyby se preparát farmaceutické firmy začal zneužívat. "Atleti ho začnou brát, jakmile se k němu nějak dostanou," řekla Khademová. "Většina sportovního dopingu využívá látky, které byly původně vyvinuty jako léky." Zatím však není vůbec jisté, jestli se preparát dočká uvedení do praxe. Počátkem tohoto roku byly zveřejněny výsledky výzkumu, které naznačují, že zvýšení aktivity PPAR-delta může kromě hubnutí vyvolávat i vznik nádorů tlustého střeva. Ani to však určitě neodradí všechny atlety. Ti, kteří jsou odhodláni pro vítězství riskovat zdraví i život, si jistě najdou k zakázanému preparátu cestičku.

Nebylo by to poprvé. Například růstový faktor IGF vyvolávající mohutnění svalů se ocitl v arzenálu dopingových šamanů navzdory tomu, že jeho léková forma byla stažena výrobcem ještě ve stadiu zkoušek. Stejně tak byla pro doping ve vytrvalostních sportech zneužívána i jedna neúspěšně testovaná a následně zakázaná náhražka lidské krve. Riziko nežádoucích vedlejších efektů zřejmě zabrání využívání preparátu GW501516 v armádě, i když ta projevuje o prostředky na zvýšení vytrvalosti značný zájem. Naznačuje to například účast americké armády na studiích, které prokázaly zvýšenou fyzickou vytrvalost u nositelů některých variant genů regulujících funkce krevního oběhu.

"Zlý démon" chrání svaly před spálením

O tom, že nové druhy dopingu zvyšujícího vytrvalost představují pro sportovce vážné nebezpečí, svědčí kromě jiného i výsledky z laboratoře Randalla Johnsona z Kalifornské univerzity v San Diegu. Závěry jeho výzkumu uveřejněné v témže čísle časopisu PLoS Biology ale nevzbudily zdaleka takovou pozornost jako zpráva Evansova týmu.

Johnson si vzal na mušku gen HIF-1 alfa. Ten ve svalové buňce přepíná spalování tuků na spalování cukrů. Johnson vyřadil myším tento gen z činnosti. Hlodavci sice nemohli sáhnout po cukrech jako "pohonné hmotě" pro práci svalů, ale na první pohled jim to nijak nevadilo. Naopak. Ve svalech se i při velké námaze tvořilo jen minimum kyseliny mléčné a ta se navíc rychle odbourávala. Organismus hlodavců pracoval podobně jako u vrcholně trénovaných vytrvalců. Myši si zdatně vedly i při testech vytrvalosti. Čtyři dny po sobě dokázaly podávat úctyhodné běžecké výkony. Pak ale začaly "ztrácet formu". Důkladné vyšetření odhalilo, že jim zplodiny nadměrného spalování tuků těžce poškodily svaly.

Snaha vyhnout se hromadění kyseliny mléčné ve svalech nemusí zůstat pro atlety bez následků. Svědčí o tom překvapivé výsledky australsko-nizozemského týmu vědců. Ti zjistili, že atlet se bez kyseliny mléčné ve svalech neobejde. Tento "zlý démon" sice přináší do svalů únavu, ale zároveň okyseluje svalové buňky a pomáhá jim odpovídat smrštěním na povely z nervů. "Svaly uplatňují velice chytrý trik," říká vedoucí týmu Graham Lamb z La Trobe University v Melbourne. "V klidu jsou vůči nervovým signálům celkem necitlivé, aby byly ušetřeny nežádoucích spontánních stahů. Při únavě se mění zastoupení iontů a sval se stává na nervové podněty ještě necitlivějším. Za chybějící ionty však zaskočí kyselina mléčná vytvářená při namáhání svalů. Ta dovolí svalům pracovat i za podmínek, za jakých by nám jinak vypověděly službu."

Podle Evanse vypukne po nových "vytrvalostních" preparátech mezi atlety velká sháňka. Johnson je však k jejich účinkům skeptický. "Já si zatím tretry rozhodně koupit neběžím," prohlásil. Také výrobce preparátu GW501516 se prostřednictvím svého mluvčího Ricka Koeniga nechal slyšet, že "nehodlá nad zneužíváním preparátu ze strany sportovců přivírat oči".

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)