Čtvero ročních období nestačí: Uvnitř jich v sobě nosíme více

Ve starověkém Egyptě se období určovala podle záplav životadárného Nilu. Řeka dělila rok konkrétně na období záplav, období klíčení a sklizeň. V tropech jsou roční období dvě, a to období dešťů a období sucha. V mírném zeměpisném pásmu lidé rozeznávají jaro, léto, podzim a zimu, tedy čtyři roční období. Člověk je ovšem tvor, který se dokáže přizpůsobit. Když tedy přesídlí do jiného podnebného pásma, žije podle místních cyklů. Přizpůsobí se ale tomu i jeho organismus?

Aby zodpověděli tuhle otázku, pustili se stanfordští vědci do rozsáhlého výzkumu. Tým profesora Michaela Snydera ze Stanfordské univerzity na studii spolupracoval se sto pěti dobrovolníky z oblasti San Francisco Bay po dobu čtyř let. Pravidelně je testoval a odebíral jim například i vzorky nejen krve, odbornou terminologií u dobrovolníků prováděl „hloubkové podélné multiomické profilování“.

Zásadním signálem pro stanovení ročního období v organismu člověka byla aktivita buněk v prosinci.

To si zaslouží malé vysvětlení. Multiomika je v podstatě kompletní analýza. Čeho? To záleží na tom, u jakého slova se přípona „-omika“ přidá. Pokud k molekulárnímu výrazu, znamená to komplexní analýzu souboru molekul. Třeba výraz genomika označuje komplexní studium všech genů organismu. Existují třeba metabolomika, epigenomika, mikrobiomika a další. Jedná se tedy o celé odvětví molekulární biologie, ve kterém vědci kombinují a analyzují velké datové soubory. V pravidelných intervalech pak vědci také shromažďovali meteorologická data, jako je teplota vzduchu, doba a intenzita slunečního záření i množství pylu rostlin ve vzduchu.

Začátek zimy a pozdní jaro

Po čtyřech letech testování a vyhodnocování biologických dat a hydrometeorologických dat se s pomocí výkonné výpočetní techniky vědci pokusili dostat nějaké vzorce, které by stanovily vztah mezi biologickými pochody v organismu dobrovolníků a okolním prostředím. To, co našli, je překvapilo. Zásadním signálem pro stanovení ročního období v organismu člověka byla aktivita buněk v prosinci, tedy v období, které si pro potřeby výzkumu označili vědci jako „pozdní podzim a začátek zimy“.

Mysleli jsme si, že druhá sezóna nastane v červnu nebo červenci, kdy bude pěkně horko, ale ukázalo se, že to není pravda.

Buňky vykazovaly zvýšenou imunitní odezvu, tedy produkci příslušných proteinů, což také koresponduje s obdobím, kdy je riziko případné infekce vysoké. Zároveň se zvyšovala průměrná hladina glukózy v krvi. To bylo vcelku podle očekávání. Druhý vrchol, tedy druhé roční období lidského organismu, byl ale nečekaný. „Mysleli jsme si, že druhá sezóna nastane v červnu nebo červenci, kdy bude pěkně horko, ale ukázalo se, že to není pravda,“ uvádí profesor Snyder. „Místo toho vyvrcholila druhá sezóna koncem dubna a my ji pro sebe nazvali ‚pozdní jaro‘.“

Vliv světla i jeho intenzity

Vysvětlení poskytly záznamy počasí a výskytu pylů. Ten byl v Kalifornii nejvyšší právě koncem dubna. Pyl také způsobil imunitní reakci u dostatečně velké podskupiny testovaných lidí, aby to bylo považováno za přesvědčivé. Zároveň stanfordští vědci zjistili v období pozdního jara zvýšenou aktivitu genu zodpovědného za cirkadiánní systém. To je systém, který mimo jiné dává lidskému organismu vnitřní denní program a může plnit i funkci kalendáře. Cirkadiální rytmy jsou řízeny ze střední části mozku, ovšem vznikají už i u nenarozených jedinců. Hlavní roli při jejich vzniku hraje střídání světla a tmy.

Člověk je kvůli těmto svým ročním obdobím v zimě náchylnější k onemocnění diabetem, na jaře se zase zvyšuje riziko rakoviny.

Během dospívání se tyto vnitřní hodiny (tedy cirkadiánní systém) dále ladí podle intenzity denního světla i délky jeho trvání. Tým také pozoroval zvýšenou aktivitu genu per1, který je zodpovědný nejen za průběh cirkadiánních rytmů, ale má rovněž vliv na rakovinné bujení buněk. Výzkum tak vzbudil podezření, že člověk je kvůli těmto svým ročním obdobím v zimě náchylnější k onemocnění diabetem, na jaře se zase zvyšuje riziko rakoviny.

Celá studie by měla pomoci praktickým lékařům pochopit výkyvy v lidském těle, které se během těchto dvou ročních období v lidském těle odehrávají. „Lidé obvykle nechodí k lékaři, když se cítí být zdraví, ale až když onemocní. My jsme o nich shromáždili data průběžně. To by mohlo v budoucnosti při léčbě pomoci. V tom tkví podstata toho, proč jsme to dělali,“ uzavírá profesor Snyder.