Proč ženská vajíčka vydrží desítky let

Ženská vajíčka vydrží déle než 40 let, což vědce mátlo. Nový výzkum zjistil, jak je to možné.

Jerry Bergman, Ph.D.

Z Creation Evolution Headlines přeložil Pavel Akrman – 04/2025 (zdroj úvodního obrázku: Freepik.com).

Úvodem

Často slýchávám jak od kreačních, tak evolučních biologů, že pro ně bylo hlavním lákadlem ke studiu biologie poznávání obdivuhodně úžasného designu u všeho živého. Zásadním rozdílem je však to, že kreacionisté přijímají design jako projev geniality inteligentního Designéra, zatímco evolucionisté věří, že tento design byl způsoben slepými přírodními procesy. Evoluce funguje na principu poškozování genomu prostřednictvím mutací, které pak mají poskytovat genetickou rozmanitost díky vyřazování přírodním výběrem. Časem se prý nasčítá předpokládaný pokrok. Během dlouhých věků tak měly vzniknout všechny formy života, včetně lidí.

Je tu však jedna oblast výzkumu, která řeší otázku obdivuhodně dlouhé životnosti ženských vaječných buněk, zatímco většina ostatních buněk lidského těla má krátkou životnost. Anatomové říkají těmto buňkám vajíčka (singular ovum). Vajíčko před vyzráním se nazývá oocyt.

Jak mohou ženská vajíčka vydržet 40 let?

Žena se narodí se všemi vajíčky, která kdy v životě bude mít. Většina těchto vajíček je i po čtyřiceti letech v ženském těle stále životaschopná.¹ Naproti tomu samčí gamety zvané spermie u dospělých mužů se tvoří neustále nové. Mužské gamety z vypuzených spermií zůstávají životaschopné pouze několik dní, i když jsou v ženském reprodukčním traktu. Oplodnění je možné pouze živými spermiemi, což je obvykle maximálně pět dní. Ačkoli spermie mohou být zmrazeny po celá desetiletí, při pokojové teplotě je obvyklá životaschopnost pouze několik dní. A tento fakt je pro anatomy záhadou: jak mohou ženská vajíčka zůstat životaschopná i po dlouhých 40 let, když mužsdké spermie zůstávají živé jen asi pět dní?

Proces nahrazování buněk

Většina našich buněk se neustále dělí, roste a umírá. Tento proces je velmi rozsáhlý, a proto se říká, že lidé mají po sedmi letech úplně nové tělo. V lidském těle je nahrazeno každých sedm až deset let velké množství buněk. Ale existují výjimky: srdce, oči a neurony v naší mozkové kůře – to všechno jsou struktury, které z velké části zůstávají nedotčené od narození až do smrti. Většina běžně nahrazovaných buněk je v kůži, kostech, játrech, žaludku a střevech. Denně se vymění více než 330 miliard buněk (asi 1 procento všech buněk našeho těla). Jiné buňky, např. střevní, se obnovují zhruba do týdne.² Tento obrovský rozdíl v životnosti byl předmětem výzkumu, publikovaném a recenzovaném v článku od Szalinskiho a jeho týmu v časopise PNAS dne 23. října 2024.³

Ačkoli se většina proteinů v těle rozloží během hodin nebo dnů, některé typy bílkovin s vhodným názvem „proteiny s dlouhou životností“ mohou přetrvávat měsíce nebo dokonce roky.³ Proteiny s dlouhou životností jsou ty, které se obnovují pomalu nebo vůbec. Jsou to např. elastin, kolagen a protein ve specializovaných nedělících se buňkách, jako jsou krystalické proteiny oční čočky. Toto označení odkazuje pouze na dlouhou životnost proteinu, nikoli na jeho specifický design, přičemž na dlouhé životnosti proteinů se podílí jen několik faktorů*). Jinými slovy, jejich životnost je způsobena mnoha vnitřními i vnějšími faktory, což je téma, které výzkumníci teprve začínají chápat.

*) Truscott, R. (Editor) Long-Lived Cells and Long-Lived Proteins in the Human Body. New York: Wiley.

Důsledkem nedokonalé výměny proteinů v našem těle je částečně i stárnutí. Naproti tomu ženy se rodí se všemi vajíčky, která kdy budou mít, a dokonce i po mnoha letech v těle mohou tato vajíčka po oplodnění vytvořit nový život. Výzkum se snažil odpovědět na otázku, jak a proč tato vajíčka přežívají tak dlouho.

Výzkum

Metodologie výzkumu, kterou použili Szalinski a tým, použila březí myši, do jejichž potravy byla přidána …

… modifikovaná verze aminokyseliny lysinu. Ta obsahovala těžkou formu uhlíku, který mohl být začleněn do každého proteinu vytvořeném v ženských embryích. Mláďata po narození byla krmena pouze normálním lysinem, takže tým mohl zjistit, které proteiny u dospělých myší byly vytvořeny před narozením a které až po narození. Pohledem na tisíce oocytů vědci zjistili, že v době vrcholu plodnosti myší – což je 8 týdnů – bylo v oocytech stále přítomno asi 10 % proteinů vytvořených před narozením.⁴

K lepšímu porozumění …

… proteinovému obratu výzkumníci také sledovali proteiny v myších oocytech až do 65. týdne – tedy daleko za období myší perimenopauzy. Tým vypočítal, že asi 10 % typů proteinů přítomných během této doby mělo neobvykle dlouhý poločas rozpadu (více než 100 dní) – tj. čas potřebný k plnému rozložení poloviny přítomných proteinů na své aminokyselinové stavební bloky. Pouze 1 % proteinů v myších mozcích mělo podobnou výdrž; 352 různých proteinů vydrželo téměř po celou dobu života myši.

Tento výzkum zdokumentoval existenci dvou typů proteinů – protein s dlouhou životností a protein s krátkou životností. To vysvětluje, proč i po čtyřiceti letech v těle ženy mohou tato vajíčka, pokud jsou oplodněna, vytvořit nový život. Navíc v buňkách s dlouhou životností byly také častější jak opravné proteiny, tak proteiny ve funkci antioxidantů.

Proč je tímto zpochybněn darwinismus

Toto zjištění přidalo další vrstvu ke složitosti života. Výsledkem bylo potvrzení, že zvířecí tělo je složitější, než se dříve myslelo. Tímto se stává možnost pokračování další generace ještě komplikovanější. Pokud by totiž v určitých buňkách během vývoje nebyl přítomen správný typ proteinu, přírodní výběr by se zastavil už během jedné generace.

Obr. 1

Obr. 1: Pohled shora na chaperonový protein s názvem Gro-EL. Z Wikimedia Commons.

Výsledky tohoto a dalších výzkumů ukázaly, že v oocytech byly nalezeny určité typy proteinů s dlouhou životností, které nebyly přítomny ve většině ostatních typů buněk. Šlo o dlouhotrvající proteiny v mitochondriích, nezbytné k výrobě buněčné energie, a také proteiny, které pomáhají buňce udržovat její strukturu. Nejenže tedy byly v dlouhotrvajících buňkách přítomny různé proteiny, ale také bylo zjištěno, že proteiny s dlouhou životností jsou mnohem častější v buňkách chaperonů než v jiných buňkách. Chaperonové proteiny, jak slovo chaperon napovídá, pomáhají jiným proteinům správně se skládat během nebo po syntéze proteinů. Pomáhají také proteinům znovu se složit po částečném znehodnocení, a dokonce se podílet na rozbalování, sestavování a demontáži proteinů.

Využití proteinů s dlouhou životností v těle má i další výhodu – snížení energetické náročnosti buňky a následně snížení počtu vedlejších produktů, tzv. reaktivních forem kyslíku z produkce energie, způsobující poškození buněk. Buňky potřebují k likvidaci poškozených proteinů (a dokonce i některých proteinů s dlouhou životností) určitý systém. Tento úklid je obzvláště důležitý pro zrání oocytů při přípravě k vývoji zdravého embrya. Protein s dlouhou životností také odolává nežádoucímu poškozování buněk.⁵ Stručně řečeno, buňky s dlouhou životností byly takto speciálně a záměrně navrženy z velmi důležitých důvodů.

Obr. 2

Obr. 2: Příklad procesu skládání proteinů pomocí chaperoninů. Proteinový polypeptid vstupuje do speciální trubice ve tvaru sudu, což usnadňuje jeho správné složení. Jakmile je přesně složen, uvolní se a opustí chaperonin. Existují i ​​jiné formy chaperoninů. Z Wikimedia Commons.

Shrnutí

Máme tedy dvě skupiny proteinů – dlouhotrvající a krátkodobé – z nichž každá hraje v životě zásadní roli. Důvodem, proč mohou ženská vajíčka zůstat životaschopná i po 40 letech, je neustálá údržba a oprava proteinů vajíček. Vysvětluje se tím také, proč pokles počtu proteinů s dlouhou životností způsobil pokles plodnosti. Pokud by tyto speciálně navržené proteiny neexistovaly, nemohlo by existovat ani mnoho forem života.

Toto zjištění ukazuje na fakt, že specifikovaná složitost života se s postupem výzkumu zvyšuje. Složitost sama o sobě ještě nedokazuje inteligentní design. Minerály obsažené v žule (včetně živce, křemene, slídy a amfibolu) jsou také složité, stejně jako řetězec 100 náhodných písmen. Při určování designu nezáleží na pouhé složitosti, ale na specifikované složitosti. Specifikovaná složitost má podobu funkční informace, a právě tato složitost se zvyšuje s postupem biologického výzkumu.

Použitá literatura

1. Bomba-Warczak, EK, et al., Exceptional longevity of mammalian ovarian and oocyte macromolecules throughout the reproductive lifespan, eLife 13:RP93172, 26. září 2024.
2. Opfer, C. a Trouter, A., Does your body really replace itself every seven years? https://science.howstuffworks.com/life/cellular-microscopic/cell.htm , 2022.
3. Szalinski, C., Protein research may hint at how human eggs survive for decades, PNAS 121(44):e2419809121, https://doi.org/10.1073/pnas.24198091 , 23. října 2024.
4. Szalinski, 2024.
5. Wankhede, NL, et al., Involvement of molecular chaperone in protein-misfolding brain diseases, Biomedicine & Pharmacotherapy147:112647, březen 2022.