O svalech, imunitě a vzpomínkách

Co má společného budování svalové hmoty, imunologie a (možná taky) myšlení?

Když jdete do posilovny zvedat železo, asi příliš nepřemýšlíte nad tím, že k dosažení svého cíle využíváte úplně stejné buěnčné pochody, které používají vaše imunitní buňky k tomu, aby se vypořádaly s hrozbou. 

Mluvím o tom, jak se ve vašich buňkách přenáší fyzická síla. Mechanické pnutí. Tahání za molekuly. 

Mechanobiologie.

—

Namažete ruce magneziem a schováte si palec do dlaně, když jdete zvednout něco těžkého. (Případně, pokud jste citlivka jako já a máte delikátní ručičky, které navlíkáte do latexových rukavic, navážete trhačky.) Uděláte, co musíte, a doufáte, že zesílíte. A narostete. 

Dlouho se říkalo, že za hlavní efekt posilování na to, jak silným a objemným se váš ctěný sval stane, má to, jak moc ten sval poškodíte. Mikrotraumata se tomu říká. Mysleli jsme si, že při každé dostatečně intenzivní svalové práci taková mikrotraumata vznikají, a že jejich opravování je podstatou toho, proč mají pravidelní návštěvníci posiloven problém najít správně padnoucí tričko.

Myšlenka je taková, že lidské tělo se připraví na to, že po něm budete chtít takovou těžkou práci zase někdy jindy, a tak na poškozený sval naplácá malinko vrstev navíc, aby bylo připraveno na vaši tvrdohlavost, kdybyste si snad při příští návštěvě činkárny naložili o něco víc. 

Nebojte, tak to funguje taky. Jen to není to hlavní. To hlavní, proč vaše svaly umí růst, je schopnost buněk cítit mechanickou zátěž. Pnutí. 

—

Sval není nic jiného, než spousta dlouhých buněk pospojovaných dohromady. Na konci každého svalu — tedy souboru milionů buněk — je pak daný orgán ukotven k něčemu pevnému. Třeba ke kosti.

Každá buňka má v sobě svoji vlastní molekulární kostru. Říkáme jí cytoskelet. Po té kostře tvořené aktinovými vlákny nám pochodují miliardy malých molekulárních motorů, myozinů. Podstata celé svalové kontrakce je v tom, že se tyhle myoziny zahryznou do aktinových vláken a posouvají se po nich.

Aby tohle všechno fungovalo, musí tenhle cytoskelet být nějak připojen k buněčné membráně, a ta zase k ostatním buňkám. Jinými slovy, pokud chcete na cokoli působit silou, musíte být řádně ukotveni — představte si rozdíl mezi přetahovanou na zemi, v bazénu, a nebo ve vzduchoprázdnu. Ve kterém případě vyvinete největší sílu?

—

Spojkou mezi ukotvením (tedy adhezními molekulami, kterými se buňky drží okolí) a motorem (tedy aktinovým skeletem) je strukura, která se nazývá…ehm…molekulární spojka. Ano, jako spojka v autě, která přenáší sílu motoru na kola.

A tady začínají kouzla. 

—

Proteiny molekulární spojky jsou zajímavé tím, že se chovají jako pružiny. 

Když za ně netaháte, jsou sbalené. Když za ně zataháte, tak se roztáhnou. A tím, že se roztáhnou, ve svojí struktuře odhalí předtím skrytá místa, se kterými si můžou povídat jiné molekuly. 

Ne, nebudu vás trápit buněčnou signalizací. Jen si představte pružinu, po jejímž roztažení se objeví nápis “CVIČÍÍÍÍM!”. 

Tak váš sval ví, že cvičí. A ví, co to pro něj znamená. Že má spustit výrobu nových věcí a zesílit. 

—

Světe div se, úplně stejně to funguje v imunologii. Jen nápis není “CVIČÍÍÍÍM!”, ale “ZABIJ”. 

Když se potká lymfocyt zabiják s buňkou, která se mu nelíbí, začne ji osahávat svými adhezními molekulami. Zatahá za ni, a zkouší, co za nápisy se na pružině objeví. 

Když je síla, kterou je lymfocyt schopný tahat, příliš malá, objeví se jen “nestojí to za to”. Když je síla dostatečně velká, objeví se “tahle buňka nestojí za to, aby přežila, zabij”. 

Uvnitř lymfocytu jsou proteiny, které ten nápis umí přečíst. A zařidí se podle instrukcí. 

—

No jo, Adame, zase hezká pohádka, ale co ta paměť? 

Inu…to, co jsem napsal doteď, je (velmi zjednodušená) pravda. To, co napíšu teď, je jen teorie, ale naprosto dokonalá. 

—

Tyhle pružiny jsou i v našem mozku. V neuronech. 

Neurony, jak určitě víte, spolu hovoří. Přenáší si signály přes neurologické synapse, kdy jedna buňka plivne na sousedící buňku neurotransmiter. Tenhle neurontransmiter pak ovlivní chování té sousedící buňky. 

Řekne jí mimo jiné to, jak moc má tahat za své pružiny. 

Jelikož těch pružin jsou v každé synapsi tisíce a každá z těch pružin může být natažená malinko jinak, dostáváme se k tomu, že různých kombinací různě natažených pružin máme v každé buňce naprosto unikátní nastavení — kód, chcete-li — ve kterém, při troše fantazie, může být zapsáno něco, co při dokonalé souhře všech faktorů okolo udělá při aktivaci dané buňky specifický vjem.

Třeba vzpomínku. 

Ale jo, uznávám, že to už je dost přitažené za pružinu.