Mezinárodní tým vědců vedený Biotechnologickým ústavem Akademie věd ČR v centru BIOCEV objasnil klíčový mechanismus, který umožňuje mimořádně rychlou regeneraci jater. Studie zveřejněná v prestižním časopise Nature Communications ukazuje, že játra v průběhu regenerace využívají toxický amoniak ke své obnově. Ten přeměňují na glutamin – látku nezbytnou pro produkci DNA a RNA během rychlého dělení buněk.
Játra jsou mezi lidskými orgány jedinečná schopností plně obnovit svou hmotnost a funkci i po značném poškození. Po odstranění až třetiny jejich objemu dokážou během přibližně deseti dnů znovu dorůst do své původní velikosti a vytvořit stovky milionů nových buněk – tempo, které převyšuje většinu druhů rakoviny. Na rozdíl od nádorů se však tento růst zastaví po dosažení původní velikosti.
„Regenerace jater je jedním z nejrychlejších a nejpřesněji regulovaných procesů růstu v biologii. Chtěli jsme pochopit, jak si jaterní buňky zajišťují dostatek molekulárních stavebních kamenů k replikaci své DNA,“ vysvětluje Jiří Neužil, vedoucí Laboratoře molekulární terapie Biotechnologického ústavu AV ČR (BTÚ AV ČR) a hlavní autor studie v Nature Communications.
Přechod z detoxikace na syntézu
Vědci zjistili, že během regenerace dochází k dramatické změně metabolismu jater. Namísto běžné detoxikace amoniaku pomocí tzv. ureátového cyklu ho buňky přesměrují k produkci pyrimidinů, základních složek DNA a RNA, prostřednictvím de novo syntetické dráhy. Tým již dříve prokázal, že tato dráha je také nezbytná pro růst rakovinných buněk, které jsou závislé na horizontálním mitochondriálním přenosu.
„Když jsme experimentálně zablokovali de novo syntézu pyrimidinů, regenerace jater se zcela zastavila. To dokazuje, že tato cesta je nepostradatelná a nelze ji nahradit záchrannými mechanismy,“ říká Berwini Endaya, vedoucí projektu regenerace jater, v jehož rámci vědci klíčový mechanismus jater odhalili.
Od toxické sloučeniny k nezbytné živině
Za normálních podmínek je amoniak vysoce toxický. Jaterní tkáň jej však během regenerace přeměňuje na glutamin, který podporuje tvorbu nukleotidů potřebných pro rychlé dělení buněk. Studie tak odhaluje pozoruhodný příklad toho, jak se škodlivé látky za specifických fyziologických podmínek stávají životně důležitým růstovým faktorem.
„Tento objev zdůrazňuje pozoruhodnou metabolickou flexibilitu jater. Jsou schopna přeměnit amoniak, který je za normálních okolností toxickým odpadním produktem, na látku klíčovou pro regeneraci,“ doplňuje Jiří Neužil.
Na práci se podíleli vědci z USA, Portugalska, Koreje a Nového Zélandu, což podtrhuje globální dosah této spolupráce. Kromě biologie jater poskytuje tento objev nové poznatky o metabolismu nádorů, které často využívají podobné metabolické přepínače pro podporu rychlého růstu.
Poznámka: Glutamin (přesněji L-glutamin) je aminokyselina, která patří mezi nejrozšířenější volné aminokyseliny v krevní plazmě a ve svalech. Tělo si ji sice dokáže vytvářet samo, ale v určitých situacích (stres, nemoc, intenzivní trénink) její potřeba převýší produkci – pak je podmíněně esenciální.
🧬 Co je glutamin
- Aminokyselina – stavební kámen bílkovin.
- Nejvíce je uložena ve svalové tkáni.
- Hraje roli v energetickém metabolismu, regeneraci a imunitních funkcích.
⚙️ Jak glutamin funguje v lidském těle
1. Regenerace svalů a metabolismus
- Slouží jako zdroj dusíku, který je důležitý pro obnovu a růst tkání.
- Podílí se na syntéze bílkovin, což je klíčové po cvičení nebo úrazech.
2. Imunitní systém
- Buňky imunity (např. lymfocyty a makrofágy) používají glutamin jako primární zdroj energie.
- Při stresu nebo onemocnění spotřeba glutaminu prudce roste → jeho doplnění může pomoci udržet správnou funkci imunity.
3. Funkce střev
- Buňky střevní sliznice (enterocyty) využívají glutamin jako palivo.
- Podporuje regeneraci střevní bariéry, což pomáhá udržovat dobré trávení a snižuje riziko „leaky gut“.
4. Detoxikace a acidobazická rovnováha
- Podílí se na odstraňování amoniaku z těla.
- Pomáhá udržovat pH krve v rovnováze.
✅ Pozitivní účinky glutaminu
1. Lepší regenerace po cvičení
- Urychluje obnovu svalů.
- Pomáhá snižovat svalovou bolest po tréninku (DOMS).
2. Podpora imunity
- Vhodný v období intenzivních tréninků, stresu nebo infekcí.
- Může snížit riziko oslabení imunity po náročné fyzické zátěži.
3. Zlepšení funkce střev
- Podporuje hojení střevní sliznice.
- Využívá se při problémech typu:
- dráždivý tračník (IBS),
- zvýšená propustnost střev (leaky gut),
- poškození sliznice po antibiotikách nebo zánětech.
4. Podpora hojení ran
- Urychluje regeneraci tkání (zranění, popáleniny, pooperační stavy).
5. Zásoba energie pro buňky
- Buňky ho střeva a imunita používají místo glukózy jako palivo.
REDAKCE / Zdroj: Akademie věd České republiky
