Profesor Mysliveček: Posvítili jsme si na biorytmy

Výzkumníci z Fyziologického ústavu 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy pod vedením profesora Jaromíra Myslivečka popsali, které oblasti mozku jsou u myší zodpovědné za řízení biorytmů pohybových aktivit. Výzkum českých vědců ocenil vědecký svět, jejich práci publikoval v červnu 2020 časopis Brain Structure & Function.

Životní aktivity savců, tedy i lidí, řídí od narození biorytmy. Jde o rytmy ovládané mozkem, konkrétně oblastí hypotalamu, „centrálními hodinami“. Ty jsou ovlivňovány především střídáním dne a noci. Za „centrální hodiny“ vědci označují tzv. suprachiasmatická jádra (jsou hlavními strukturami v centrálním nervovém systému, ovlivňujícími rytmické aktivity – pozn. red.). Krokovačů, tedy pacemakerů, řídících jednotlivé biorytmy je v organismu nekonečně mnoho. Rytmickou aktivitou je například střídání spánku a bdění, ale i pohyb – střídání aktivity a odpočinku. Týmu profesora Myslivečka z Fyziologického ústavu 1. LF UK se však podařilo odhalit, že u pohybu je situace trochu jiná: vědci UK jako první potvrdili, že do biorytmů pohybu významnou měrou zasahuje M₄ podtyp muskarinových acetylcholinových receptorů a že suprachiazmatické jádro není v tomto ohledu určující strukturou.

O tom, co publikování odborného článku v renomovaném časopise předcházelo, a co pozorování pohybových aktivit myší při střídání světla a tmy přineslo, hovoří profesor Mysliveček v rozhovoru pro Forum. Na objevu s ním spolupracovali ještě docent Vladimír Riljak a Kateřina Janišová, oba z téhož ústavu 1. LF UK.

Muskarinové receptory M₁ a M₄, na něž se váš výzkum zaměřil především, byly dosud spíše mimo okraj zájmu. Proč?

Je to dáno tím, že pole, které lze zkoumat v oblasti centrálního nervového systému, je natolik široké, že stejně nikdy nebudeme dokonale znát fungování mozku. A to se dopouštím drobně pesimistické nebo optimistické myšlenky. Záleží, jakým způsobem na věc nahlížíme. Prostě je stále kde hledat a nalézat nové objevy.

Nutno dodat, že se vědělo, že M₄ receptory ovlivňují lokomoci, motorickou aktivitu. Ale vědecké práce byly dosud poměrně rozporuplné: některé tvrdily, že zvyšují aktivitu, jiné, že ji snižují. Tudíž nás zajímalo, jak to bude fungovat. A proto jsme se rozhodli pozorovat myši, tedy zvíře s dominantní pohybovou aktivitou v noci, během 24 hodin. Posléze jsme je vystavili trvalé tmě a pomocí hodinového světelného pulsu jsme zjišťovali změny jejich pohybových biorytmů.      

Jsou tedy biorytmy neměnné, nebo se dají ovlivnit?

Nejsou to jevy, které by fyziologicky nastávaly zcela stabilně. Jde o fyziologické změny. Zjednodušeně bychom mohli říct, že jejich významem je určitá predikce budoucnosti. Pokud se v přírodě periodicky opakuje nějaká činnost, například změny teploty během dne a noci, tak se organismus změnou teploty, svou biorytmickou aktivitou, snaží být připraven na následující, očekávaný stav. Je zřejmé, že mu tyto schopnosti zjednodušují život. Biorytmickou aktivitou je kupříkladu i tah ptáků na jih ve chvíli, kdy se začíná ochlazovat.

Těch vlivů je tedy celá řada. Co třeba změny v čase pandemie?

Adaptace organismu se týká jakékoliv změny v prostředí, ve které se jedinec v danou chvíli vyskytuje. Biorytmy se přizpůsobují kupříkladu i zkracování dne, což ale souvisí i s „vyplavováním“ dalších látek. Zkrátka, cílem organismu je optimálně odpovídat na změny. Ptáte-li se na vliv pandemie a s ní spojené změny v lidském chování, pak ta určitě může činnost organismu nějakým způsobem změnit. Je to spíše nepříliš významné.

Mohu se zeptat na přínos vašeho objevu?

Zjednodušeně řečeno: je dobré toto zjištění mít. Jinak samozřejmě náš výzkum pokračuje dál. Teď se snažíme zjistit, jakým způsobem se ony muskarinové receptory v jednotlivých, námi rozklíčovaných specifických strukturách, mění během celého dne. Tedy za 24 hodin. Pokusíme se analyzovat získané informace a zjistit jaké je vzájemné propojení mezi strukturami, jež jsme v článku publikovali. 

Jak dlouho trvá proces od objevu po jeho publikování?

U nás relativně dlouho. To proto, že se snažíme, samozřejmě pokud zjištěné poznatky za to stojí, aby byly výsledky publikovány co nejlépe. Zkrátka aby výsledek měl široké auditorium. A v prestižních časopisech je proces publikování velmi dlouhý.

A praktické využití?

K ovlivnění nebo zkoumání struktur člověka, které by mohly mít souvislost s vyšší aktivitou určitých jedinců během dne. Třeba pro hyperaktivitu.

Čím si vás výzkum biorytmů získal?

Primárně, od dob po ukončení studia na medicíně se zabývám muskarinovými receptory, kterých je pět podtypů. K nim se začala nabalovat celá řada jejich funkcí, prokousával jsem se všemi jejich podtypy. Postupně jsem se propracoval k zájmu o M₄ muskarinové receptory. Chtěl jsem znát, jak fungují. A právě o nich je naše poslední práce.

Můžete zhodnotit podmínky, v jakých se vědě věnujete?

Co se zázemí týče, jsou skvělé. Těžko se jim, co jsem měl možnost poznat, u nás, ale i v zahraničí, někde jinde vyrovnají. Od 1. lékařské fakulty se nám dostává vynikající podpory. Například z hlediska grantů se můžete spolehnout, že kontrola a rady, které získáte z grantového oddělení, jsou vždy relevantní a vždy vám pomohou ke kvalitní žádosti.