V lidském těle nejsou žádné zbytečné části, každé „housle“ hraje svou roli. A pokud je i jeden „nástroj“ rozladěný, pokazí se zvuk celého organismu. Zvláště pokud jde o tělo člověka s cukrovkou.
Největší žláza v lidském těle (o hmotnosti od 1,5 do 2 kilogramů) – játra jsou také orgánem trávení, krevního oběhu a metabolismu. Celkem plní více než 70 funkcí.
Trávicí funkce jater: za den vyloučí až 1,5 litru žluči, která se podílí na trávení, štěpí tuky, podporuje jejich vstřebávání a působí povzbudivě na peristaltiku tlustého střeva.
Bariérová funkce jater neutralizuje toxické látky, které se dostávají do krve a lymfy. Mrtví mikrobi, bakterie, viry, červi atd. – játry denně projde až 200 miliard „mrtvol“ červených krvinek. Kromě nich musí játra neutralizovat i živé mikroorganismy, bránit jim v množení a usazování v tak životně důležitých orgánech, jako je srdce, mozek, plíce atd.
Kromě těchto funkcí se játra podílejí na krevním oběhu, trávení a vstřebávání bílkovin, na regulaci metabolismu cholesterolu a v neposlední řadě jsou aktivním hráčem metabolismu sacharidů.
Posledně jmenovaná funkce je zvláště důležitá v případě cukrovky, protože právě v játrech se syntetizuje glykogen, který se nazývá zásobní sacharid. V případě stresu nebo silného hladu, kdy hladina glukózy v krvi rychle klesá, se glykogen opět rozloží na glukózu a stává se spásnou dávkou, kterou játra uvolňují do krve. Proto jsou pro člověka s cukrovkou játra nejdůležitější obrannou linií při ochraně před hypoglykémií. Mezi další obranné linie patří svalové a tukové tkáně, které také ukládají zásoby glukózy.
Jedinečnost jater je také v tom, že se dokážou zotavit (výjimkou jsou chronická onemocnění jater, např. hepatitida). Tato vlastnost jater je velmi nápomocná u diabetes mellitus, pokud je pacient nucen užívat léky, které na játra nepůsobí nejlépe. Záchrannou milostí je, že po dokončení kurzu takové léčby se funkce jater rychle obnoví.
Ledviny jsou párovým orgánem v retroperitoneu. A pokud jsou játra nazývána „skladem“ nebo „skladištěm“ glukózy v lidském těle, ledviny jsou v nich jakousi „čistící rostlinou“.
Ledviny čistí tělo od toxických produktů látkové výměny, regulují krevní tlak, krvetvorbu, výměnu fosforu a vápníku. Jejich hlavní funkcí je však odstraňovat škodlivé odpadní látky a vodu z těla filtrací krve přes „ledvinový filtr“.
V podstatě každá ledvina je miliony filtrujících glomerulů, kterými prochází veškerá krev 35krát denně a čistí se od toxinů (odpadů). Následně jsou vylučovány z těla spolu s vodou ve formě moči. Zároveň užitečné látky, jako jsou bílkoviny, neprocházejí „filtrem“ a zůstávají v krvi.
V těle zdravého člověka, když je hladina glukózy v krvi v normálních mezích, krev protéká ledvinami, je filtrována do tzv. „primární moči“, načež se potřebné látky opět vstřebávají do krev přes stěny kapilár.
Když koncentrace glukózy v krvi diabetického pacienta překročí „renální práh“, ledviny ji aktivně vylučují do moči. Hodnota tohoto prahu se u různých osob pohybuje od 6 do 11 mmol/l, častěji 9–10 mmol/l. Přítomnost cukru v moči tedy může být použita k posouzení hladiny glukózy v krvi.
Diabetes mellitus může vést k rozvoji jedné z nejzávažnějších komplikací onemocnění postihujících ledviny, zvané diabetická nefropatie. U diabetes mellitus 1. typu se diabetická nefropatie nejčastěji objevuje nejdříve 5 let od začátku onemocnění. U diabetes mellitus 2. typu lze současně s diagnózou diabetu detekovat patologie ledvin. Obecně je diabetická nefropatie přítomna v té či oné míře zpravidla u 30–50 % pacientů s diabetem.
Akademik Jurij Natochin – o vzniku života, roli ledvin jako orgánu a fyziologii.
Není to moře, ale jezero, které sloužilo jako kolébka života na zemi, říká akademik Ruské akademie věd, poradce Ruské akademie věd, profesor Petrohradské státní univerzity Jurij Natochin. A ne ledajaké jezero, ale jezero se žulovým dnem! Akademik Natochin je také přesvědčen, že vědci podceňují úlohu ledvin jako orgánu a fyziologie jako vědy.
Voda a draslík
Juriji Viktoroviči, dobře si pamatuji obrázky ze školních učebnic ilustrující skutečnost, že život vznikl z mořské slané vody. Myslíte si, že všechno bylo jinak. Jak?
Představte si buňku s jádrem uprostřed. Je známo, že tekutina uvnitř buňky má vysokou koncentraci draslíku, zatímco v roztoku venku dominují ionty sodíku. Mořská voda je bohatá na sodík. Ale uvnitř buňky je draslík, to znamená, že v membráně těchto buněk musí být proteinová pumpa, která by odebírala draslík z vnějšího prostředí a poháněla ho dovnitř buněk.
Může se v sodíkovém prostředí objevit první draslíková buňka? Uvědomil jsem si, že je to nemožné, protože tato pumpa neexistuje, neexistuje žádný protein, který by tuto roli hrál. To znamená, že v dobách, kdy se mohla objevit první buňka, tedy přibližně před 4 miliardami let, bylo nutné vymyslet systém, který by tento proces provedl a umožnil buňce žít.
A napadlo mě, že s největší pravděpodobností jsou jezera, ve kterých by se mohly objevit první buňky, na žulových skalách. Tato jezera musela mít stejné složení jako obsah buňky, tedy bohatá na draslík, nezbytný pro život. Uvnitř a vně buňky by neměly být žádné rozdíly v iontovém složení. A uvnitř buňky je draslík, což znamená, že se měla objevit jezera bohatá na draslík.
Jak k tomu došlo?
To nebylo tak obtížné: některé horniny obsahují draselné soli, mění se ve vodu a voda se objevila, když přišly první deště. Zdá se, že ty ionty, které jsou nyní uvnitř buňky, byly potřebné k zajištění životnosti buňky. Tyto složky umožnily buňce žít a rozmnožovat se.
Jaké jsou tyto komponenty?
To vyžaduje aminokyseliny, bez nich nelze vytvořit bílkoviny. Jelikož na povrchu Země hřměly bouřky a vznikaly elektrické výboje, objevily se za těchto podmínek první aminokyseliny, které zajistily vznik prvních řetězců polypeptidů a následně prvních bílkovin.
To je myšlenka, která mě napadla. Bylo ale nutné experimentálně prokázat, zda jsou draselná jezera v zásadě možná. Pokud jsou nemožné, všechno se zhroutí.
Možný?
Ve společné práci s akademikem Ericem Michajlovičem Galimovem jsme tuto myšlenku otestovali. Přišel jsem za ním, řekl mu, že se mu to líbilo, a začal s geology a geochemiky hledat vhodné modely. Moje první práce, kde jsem navrhl tuto hypotézu, byla publikována v roce 2005. A o několik let později se naše práce objevila v časopise Geochemistry, který podložil údaje o možnosti draslíkových jezer, která existovala před 4 miliardami let, a tedy o vzhledu první buňky. Tehdy se zrodila první buňka, ve které byla možná syntéza bílkovin.
První buňka
Kde se vzala první buňka?
Z těch aminokyselin, které se vznášely kolem. Pronikli touto skořápkou, ale nejprve ji museli vyrobit.
Ukazuje se, že když vezmeme aminokyseliny a vytvoříme vhodné prostředí draslíku, můžeme získat živou buňku?
Abych odpověděl na tuto otázku, chtěl jsem přímý důkaz této možnosti. Představil jsem tuto myšlenku Michailu Vladimiroviči Dubině, v tu chvíli pracoval na akademické univerzitě. Diskutovali jsme o této myšlence a experimentech, abychom ji otestovali, a rozhodli jsme se: co když vezmeme různé aminokyseliny, draslík a sodík, a uvidíme, co se stane?
V jedné zkumavce – draslík, ve druhé – sodík?
Ano. Změňte teplotu a některé další parametry. Budou se aminokyseliny spojovat a vytvářet polypeptidy? (A proteiny se staví z polypeptidů.) A ukázalo se, že v prostředí draslíku se získávají delší řetězce polypeptidů než v prostředí sodíku. Pak jsme toto dílo dovedli do konce a poslali článek o vzniku života do časopisu Origin of Life, kde byl okamžitě publikován. Tento článek je často citován.
Juriji Viktoroviči, považuje se nyní vaše hypotéza za prokázanou skutečnost? Jsi si tím jistý?
Jsem si naprosto jistý. I když, možná byly jiné možnosti?
Jiná krev
Existují zvířata, která nemají sodíkovou krev, jako vy a já, ale draslíkovou krev?
To je zajímavá otázka. Ano, existují takové organismy – například nějaký hmyz. Ale stále mají v buňkách více draslíku než v hemolymfě.
Jak se tyto draslíkové buňky dále vyvíjely?
Byli „chytří“ a rozhodli se jít tam, kde bylo více jídla. A více potravy není v draselných jezerech, ale v pobřežních brakických vodách. Jak se tam dostat? Zde je potřeba sodíková pumpa, aby draslík zůstal v buňce a sodík v prostředí. Myslím, že tak došlo k této migraci buněk a odtud přišli první brakičtí vodní živočichové. A pak se objevily organismy, které žijí na souši. Toto byl pravděpodobný sled událostí.
Ale zajímalo mě: je to takhle pro všechny? Ostatně, co se píše v knihách? Žili jsme v moři, přišli na pevninu a to je vše. Nabízí se ale otázka: co dělat, když se slanost změní?
I teď se to často mění.
Přesně tak! Je tam takový ruský jeseter. Víš? Jedli jste černý kaviár?
Kdysi, velmi dávno.
Víte, že jsem zachránil stádo ruských jeseterů? Výpravy jsem si moc užil. Byl jsem v Okhotském moři, v Balchaši, v Kaspickém moři a studoval jsem způsoby adaptace ryb. Nebylo mi jasné: existuje mnoho druhů jeseterů, proč existuje ruský? v čem je to jiné? A našel jsem tento rozdíl! Metoda osmoregulace.
Žije v Kaspickém moři. Nežije ale ve Světovém oceánu. Začal jsem to dělat a zaměstnanci napsali několik diplomových prací. Pracoval jsem v Borku, s pracovníky Ústavu biologie vnitrozemských vod, s ichtyology a pracoval na osmoregulaci, tedy adaptaci na prostředí u různých druhů živočichů, včetně ryb.
Kaspické moře má nižší slanost než Černé moře. A začal jsem hledat, kde žije jeseter. Žije na Volze v severním Kaspickém moři a migruje do střední části Kaspického moře. Ve středním Kaspickém moři je hodně jeseterů a pak je tu jeseter íránský. Proč?
A popsal jsem nový typ osmoregulace u jeseterů, nazvaný isoosmotická regulace. Jinými slovy, může žít v prostředí, které bude mít nižší osmolaritu než jeho krev nebo stejnou.
Už žádné takové organismy neexistují?
Takovou rybu už neznám. Byl jsem na Kamčatce, viděl, jak se u lososových ryb zrodil osmoregulační mechanismus, sledoval, jak žijí ryby na Balchaši a mění se tam i slanost. Jejich osmoregulace je ale uspořádána jinak. A ruský jeseter je jen jeden. Unikátní.
Zachraňte ruského jesetera
Jak jsi ho zachránil?
V letech 1970–1972 se Kaspické moře stalo mělkým a jeho hladina klesla. A naši „chytráci“ se rozhodli vykopat kanál, aby zachránili Kaspické moře: od Černého moře přes Severní Kavkaz – a dopravit tam vodu. A v Černém moři je slanost vyšší. A uvědomil jsem si, že pokud vykopou tento kanál, slaná černomořská voda poteče do Kaspického moře. A jeseteři zemřou.
Opravdu jste tento proces zastavili?
Obecně nepíšu dopisy. Tentokrát jsem ale podepsal dopis ÚV KSSS. A toto rozhodnutí bylo pozastaveno, k převodu nedošlo. Stádo jeseterů zůstalo naživu.
Na nedávné valné hromadě Ruské akademie věd vám bylo uděleno vysoké vyznamenání – Velká zlatá medaile pojmenovaná po. M. V. Lomonosov. Pro to?
Ne, nejen. Moje zpráva před předáváním medailí se jmenovala „Mysl a ledviny“. Ledviny jsou mou láskou ve vědě. A zpráva je o tom, jak je chytrá. Nebo jsme chytří, protože máme ledviny. To je neuvěřitelně zajímavé! Chci vyvrátit informace obsažené v učebnicích biologie. Koupil jsem si knihu na jednotnou státní zkoušku a studoval ji. Začal jsem s ní svou reportáž. Je tam napsáno, k čemu je ledvina, a každý to řekne. Tak mi řekni: za co?
Vylučovací orgán?
A je to. A já řeknu – sakra! K tomu ledvina není. Nebo nejen pro to. Ledviny mají více než tucet funkcí, které nemají nic společného s vylučováním. Pokud uvažujete o ledvině jako o vylučovacím orgánu, musí předem vědět, co je třeba vyhodit a co ne. Ale objem krve, který prochází ledvinami, je 25 % srdečního výdeje, tedy více než tuna za den. Ledviny mají nejvyšší úroveň průtoku krve ve srovnání se všemi ostatními orgány na 100 g hmotnosti. za co myslíš? Nejen očistit. Věděli jste například, že ledvina zachránila Leningradery během obléhání?
Jak je to možné?
Řekli jsme vám, že membrána vyžaduje protein. Ledviny jsou tedy hlavním orgánem pro trávení změněných bílkovin a tato moje práce byla publikována. Právě v ledvinách dochází k hydrolýze bílkovin na aminokyseliny. Všechny zkažené, pozměněné bílkoviny jsou filtrovány v glomerulech ledvin, vstupují do tubulu, rozkládají se na aminokyseliny a vracejí se do krve. Při obléhání Leningradu byly svalové bílkoviny enzymaticky štěpeny, přeměněny na polypeptidy, malé bílkoviny, filtrovány, ledviny je přeměňovaly na aminokyseliny a vracely se zpět do krve. A pak se tělo rozhodlo, kam tyto proteiny vloží – do mozku nebo do srdce? Všechno šlo do mozku a lidé zůstali naživu. Samozřejmě ne všechny. Ale zajistilo to zachování těla a přežití Leningradů jako celku.
“Inteligentní” orgán
Ale umělá ledvina odstraňuje pouze toxiny?
Taková ledvina byla vytvořena již koncem 1950. let XNUMX. století. Byla to hemodialýza. Právě jsem dokončil postgraduální studium a dorazila britská delegace. Byla podána zpráva o funkci ledvin. Britové měli pacienta na hemodialýze, ukázali údaje o jeho léčbě.
uplynulo 30 let. Počátkem 1990. let jsem se rozhodl uspořádat v Leningradu sympozium věnované výročí z mého pohledu největšího renálního fyziologa Homera Smitha, profesora na New York University. V Německu jsem se setkal s profesorem Klausem Beyenbachem, který mě pozval, abych zorganizoval toto sympozium v Americe. Vzpomněl si na pacienta, který byl léčen umělou ledvinou. Při schůzce za mnou přišel: „Pamatuješ, říkal jsem ti, měl jsem pacienta na dialýze? Proč se nezeptáš, jestli žije?” Odpovídám: “Uplynulo 28 let, stejně by zemřel.” “Ne, zemřel při autonehodě před dvěma lety.” Umíš si představit?
Jak dlouho žijí na běžné umělé ledvině?
Asi dva roky, málokdy déle. Proto je důležité pochopit: ledviny mají mnoho dalších funkcí, ledviny jsou „chytré“, a proto je musíme používat moudře.
Jak správně používat ledviny?
Příroda už za nás udělala všechno – jen je potřeba do toho nezasahovat. Mohu vám říci, co nedělat: samoléčbu. Vezměte si prášky podle vlastního uvážení a vypijte litry vody.
Nepotřebujete pít vodu?
Nutné! Ale přesně tolik, kolik si tělo žádá.
Ale mnoho lékařů, včetně předních endokrinologů, radí vypít dva až tři litry denně. I přes sílu. Není to správné?
Rozhodně ne. Příroda vytvořila ledvinu, která bez problémů vyloučí 25 litrů tekutin. Další věc je, že se od přívodu vody nevzdálíte. Není potřeba své tělo nutit.
A co slané?
Jezte, kolik chcete, ale samozřejmě se nemusíte přejídat. Jinak dostanete hypertenzi. To je lék budoucnosti: vědět, kdy poslouchat své tělo a kde zpomalit. Dělá to teď někdo? Nebo jiný příklad: berou nám krevní testy v laboratoři, dívají se, kolik draslíku a kolik sodíku. To nestačí, musíte se podívat na jejich poměr, pak můžete pochopit, co se děje v těle jako celku.
“Dobrý” a “špatný” stres
Moje druhá zpráva na akademii byla o stresu. co je stres? Každý vám řekne to samé: existuje prospěšný stres a existuje dlouhodobý, chronický, velmi škodlivý stres.
Také mýtus?
Dnes můžeme mluvit o fyziologii extrémních vlivů, ale nevím, jestli z toho budeš mít extrémní stav nebo stres. Nikdo to neví a to je ten problém. Přeci jen je cítit horko, ale není tam žádný stres. nebo tam je? co je stres?
Termín „stres“ vymyslel Hans Selye. Vzal jsem Selyeho knihu a přečetl ji od něj: úkolem bylo najít stejné projevy u různých nemocí, jinými slovy pochopit, zda existují podobné patologické stavy u různých typů nemocí? Experimentálně na myších ukázal, že u těch zvířat, u kterých se tyto extrémní podmínky vyskytly, byly zjištěny tři projevy – nárůst hmoty kůry nadledvin, výskyt vředů v gastrointestinálním traktu a změny v brzlíku.
V naší literatuře se o stresu píše, že je „dobrý“ a „špatný“. Selye mluví o stresu jako o podobném projevu patologického stavu. Co je zde dobré a co špatné – Bůh ví. A to, co se začalo používat, se týká aplikace termínu „stres“ na normu, na každodenní život. A pak vyvstává další otázka: buď musíme použít termín tak, jak byl zamýšlen, nebo podat jiný výklad. Pak musíme použít jiný termín. Řekněme, že existuje takový termín – „homeostáza“. Stabilita, stabilita. Myslíte si, že můžeme říci „homeostáza buněk“?
Myslím, že ano.
Ale ne! Termín „homeostáza“ se objevil ve 1930. letech 1878. století a samotná myšlenka vznikla u Clauda Bernarda v roce XNUMX. Skládala se z tohoto: pro sestavení kompletního organismu bylo potřeba každé buňce poskytnout ideální prostředí, ve kterém by mohla žít. Tělo má tedy vnitřní prostředí. Claude Bernard ukázal, že tělo udržuje konstantní prostředí, ve kterém žije každá buňka. To dělá ledvina – to je její hlavní starost. Stará se o to, aby každá buňka mohla žít svým vlastním životem, jak se jí zlíbí. Homeostáza je stálost vnitřního prostředí. Ale ne buňky. A tuto homeostázu vnitřního prostředí těla zajišťují ledviny.
Ledviny a Homera
Když myslím na ledvinu, myslím na starověkého řeckého básníka Homéra. Pamatujete si, jak se Odysseovi druhové dostali z jeskyně Kyklopa Polyféma? Drželi se na břiše berana. A oslepený Polyfémos cítil každého berana, aby zjistil, jestli tam není nějaká osoba.
Ledvina se tedy chová jako kyklop. Cítí každou molekulu, ale ne proto, aby vyhodila to, co je zbytečné, ale aby zachránila to, co je potřeba! Proto se domnívám, že ledviny jsou naším „nejchytřejším“ orgánem, který vytváří ideální vnitřní prostředí z hlediska složení látek, ve kterých buňky žijí.
Chytřejší než mozek?
Myslím, že dělení orgánů na „chytré“ a „hloupé“ je špatné. Důležitá je celistvost těla. To byl název jednoho z mých článků, „Integrita“. Také vysoce citované. Nyní všichni velebí dvě vědy – genetiku a molekulární biologii. Ve skutečnosti jsou to velké vědy.
Ale dát si všechno dohromady, abych to později všechno studoval na genetické či molekulární úrovni a pochopil, jak tělo žije, to je fyziologie – moje oblíbená věda, dnes podceňovaná. Nesmíme na to zapomínat, nesmíme omezovat financování, jinak neuvidíme krásu světa v celé jeho rozmanitosti.
