Článek
„Kdybyste měla porovnat sebe teď a před deseti lety, v čem jste se změnila?“
„Myslím, že jsem zkušenější, možná beru věci s větším nadhledem a taky jsem přibrala deset kilo. Jinak jsem podle mě stále stejná.“
„Já vás teď asi překvapím, ale ve skutečnosti nemáte s Dominikou před deseti lety společného téměř nic.“
„Cože? Jak nic? Já jsem přece stále já. Pořád mi vadí přeplněné autobusy, mám stále stejně blbý smysl pro humor a tělo jsem také nevyměnila, možná jen rozšířila.“
„A v té poslední věci se právě mýlite. Za těch deset let došlo k nahrazení téměř všech buněk a atomů vašeho těla novými buňkami a atomy. Tedy jinými slovy, vaše tělo předtím a nyní nesdílí téměř žádnou společnou částici. Došlo k jeho výměně.“
„Ehm…Cože?!“
Při čtení knihy The Brain: The Story of You od Davida Eaglemana proběhl Dominice hlavou podobný dialog. Samozřejmě jí to nedalo a začala hledat odpovědi. Je opravdu možné, aby měla zcela jiné tělo než před deseti lety? Dochází k výměně všech buněk? Proč tedy stárneme? A jak je to s těmi atomy? Může v sobě mít částice, které byly dříve součástí Adolfa Hitlera nebo dokonce Tyrannosaura rexe? Pojďme se společně podívat, na co přišla.
Jak dlouho žijí buňky?
Začněme buňkami, protože ty se přece jen sledují lépe než atomy. Po chvilce pátrání o délce života buněk nacházíme tyto údaje:
- buňky vystýlající povrch střeva - 5 dní
- bílé krvinky - 5-13 dní (podle druhu)
- červené krvinky - 3 měsíce
- jaterní buňky - 10-16 měsíců
- buňky slinivky břišní - 1 rok
- tukové buňky - 8 let
- buňky kostí - 10 let
- buňky kosterního svalstva - 15,1 let
- střevní buňky (kromě výstelky) - průměrně 15,9 let
- vaječné buňky - 50 let
Je tedy zřejmé, že velká část buněk našeho těla je neustále nahrazována novými. Platí to však pro všechny? Můžeme říct, že jednou za x let dojde ke kompletní výměně našeho těla?
Buňky s doživotní funkčností
Tým švédských vědců z Karolinského institutu ve Stockholmu vedený Jonasem Frisénem zkusil datovat buňky pomocí stanovení koncentrace uhlíku-14 v DNA, což je metoda běžně používaná v archeologii a paleontologii k určení stáří fosilií.
Díky této metodě doktor Frisén prokázal, že většina buněk v těle je mladší než 10 let. Nicméně pro neurony (mozkové buňky) ve zrakovém kortexu (oblasti zodpovědné za zpracování zraku) to neplatilo. Jejich věk odpovídal věku zkoumaného člověka.
Ostatní neurony jsou na tom podobně. Bhardwaj a kol. využili hladiny uhlíku-14 k určení věku neuronů v lidské mozkové kůře. Výsledky ukázaly, že téměř všechny neurony v mozkové kůře jsou produkovány před narozením a zůstávají v ní po celý život. Nově vzniklé neurony tvoří maximálně 1 % celkového počtu.
Po celý život nám kromě neuronů mozkové kůry vydrží také část buněk srdeční svaloviny. Podle článku z roku 2009 zveřejněného v Science obsahuje 50leté srdce více než polovinu buněk, které mělo při narození, a obměna se navíc s časem zpomaluje. Srdce 25letého člověka vymění během roku asi 1 % všech svých kardiomyocytů (srdečních buněk), zatímco 75leté srdce vymění asi 0,5 %. Nejvíce vytrvalé jsou buňky oční čočky, které dokonce ztrácejí jádra a organely a nemohou se tedy replikovat ani kdyby chtěly.
Z uvedených informací vyplývá, že ačkoliv se velká část buněk během našeho života i několikrát vymění, některé s námi zůstávají až do konce. Na otázku: Můžeme říct, že jednou za x let dojde ke kompletní výměně našeho těla?” tedy existuje jednoznačná odpověď: Nemůžeme. Na druhou stranu, moc toho z nás nezbyde.
Regenerací k nesmrtelnosti?
Proč, když je tělo schopné obnovovat své tkáně, nepokračuje regenerace navždy? Někteří vědci se domnívají, že za zpomalováním regenerace stojí hromadění mutace v DNA, které postupně degradují její dědičnou informaci.
Jiná teorie viní mitochondriální DNA, která nemá k dispozici opravné mechanismy jako chromozomy, zatímco třetí teorie předpokládá, že kmenové buňky, které jsou zdrojem nových buněk, nakonec s věkem slábnou. K poslední teorii se přiklání i doktor Frisén. V cestě za nesmrtelností by nám podle něj mohly stát právě kmenové buňky.
Atomární propojení
Když se však namísto buněk zaměříme na atomy, situace se zcela změní. „Během přibližně sedmi let bude každý atom ve vašem těle nahrazen jinými atomy. Z fyzického hlediska se stanete novým já,“ píše ve své knize The Brain: The Story of You americký neurovědec David Eagleman. Lze takové tvrzení vůbec ověřit?
Jaderný fyzik Paul Aebersold se o to pokusil (rozhovor s ním najdete na YouTube). Využil k tomu radioizotopy, s jejichž pomocí sledoval pohyb chemických prvků v těle a mimo něj. Zjistil, že každý jeden až dva měsíce vyměníme polovinu atomů uhlíku a každý rok 98 % všech atomů.
Když si uvědomíme, že více než polovinu z nás tvoří voda, kterou neustále vylučujeme a doplňujeme, a další velký podíl tvoří bílkoviny rozkládající se během několika hodin, maximálně dnů, dává to docela smysl. Vápník a fosfor v kostech a zubech zůstávají sice déle, ale ani ty nejsou trvalé. A i obzvláště vytrvalé železo nejpozději za několik let změní svou destinaci.
Jsme potomci hvězd
Existují dva způsoby, jak se atomy mohou připojit k našemu tělu - dýcháním a přijímáním jídla a vody. A vydechováním a vylučováním zase atomy ztrácíme. Asi už tušíte, že tento koloběh vede k nevyhnutelnému: Atomy nacházející se právě teď ve vašem těle byly v podstatě ve všech typech živých tvorů, od stromů přes trávu, hmyz až po psy. Ale můžeme jít ještě dál. Stejné atomy existovaly již v době dinosaurů, prvních bakterií, a dokonce i při vzniku Země. Odkud tedy „naše“ atomy vlastně pocházejí?
Sluneční soustava vznikla z vesmírného plynu a prachu, který sám o sobě mohl mít pouze dva zdroje. Nejstarším z nich je Velký třesk před přibližně 13,8 miliardami let, který byl zodpovědný za vznik vodíku. Zbytek atomů vznikl v explodujících hvězdách, tzv. supernovách. Vlivem gravitace se prach a plyn začaly shlukovat a tvořit hvězdy, mezi nimi i naše Slunce, a planety, včetně Země. A z pozemských atomů jsme časem vznikli i my.
Na otázku zda v sobě můžeme mít částice, které byly dříve součástí Adolfa Hitlera nebo dokonce T. rexe, zní jednoznačná odpověď: Ano. A co víc, téměř jistě je v sobě máte i vy. Jelikož atomy nelze rozeznat jeden od druhého, musíme si pomoci výpočty. Pokud matematice příliš neholdujete, budete se muset spokojit s tvrzením, že otázkou není, zda v sobě máte atomy daného člověka (odpověď by byla téměř stoprocentní ano), ale kolik jich máte. A to číslo je vskutku obrovské.
Vyberete-li si jakéhokoliv člověka z minulosti a je jedno, jestli to bude Kleopatra nebo Winston Churchill, ve vašem těle se právě teď nachází přibližně 200 miliard atomů vodíku a 65 miliard atomů kyslíku, které byly kdysi součástí vámi vybrané osoby. Jestli vás zajímá, jak se k číslům došlo, odpoví vám další odstavec. V případě, že nemáte rádi matematiku, jej raději přeskočte.
Matematicko-fyzikální okénko
Proč se uvádí zrovna 200+65 miliard? Celá atmosféra má hmotnost přibližně 5,15 × 10^18 kg, což znamená, že se v ní nachází cca 4,1 × 10^40 atomů kyslíku (a necelý čtyřnásobek atomů dusíku); součet všech světových jezer, oceánů, moří, řek a ledovců má hmotnost 1,35 × 10^21 kg, což nám dává 4,5 × 10^43 atomů kyslíku a 9,0 × 10^43 atomů vodíku. Jde o obrovská čísla, pokud je ovšem neporovnáváme s počtem atomů v lidském těle. V každém z nás je 4,3 × 10^27 atomů vodíku a 1,7 × 10^27 atomů kyslíku. Při kremaci je podobné množství atomů vráceno zpátky do oběhu a tak není divu, že se některé z nich dostanou až k nám. Z poměru celkového počtu atomů a atomů tvořících lidské tělo vyplývá, že jeden člověk obsahuje 2 × 10^11 atomů vodíku (neboli 200 miliard atomů vodíku) a 6,5 × 10^10 atomů kyslíku (neboli 65 miliard atomů kyslíku) z jakéhokoliv dříve existujícího lidského těla. Pozn. Tyto výpočty nejsou z mé hlavy, půjčila jsem si je od astrofyzika Ethana Siegela a jeho článku Ask Ethan: How Many Atoms Do You Share With King Tut?
Částicové pouto
Tato čísla je samozřejmě nutné brát s rezervou. Neexistuje způsob, jak zjistit „životní“ cestu toho či onoho atomu, proto se musíme spoléhat na statistiku a ta je při popisu jednotlivců ošemetná. Přesto si však můžete být jistí tím, že i kdybyste v sobě neměli oněch 265 miliard atomů z Hitlera (nebo kohokoliv jiného), téměř stoprocentně vás s ním určité množství atomů spojuje. Koneckonců obsahujete přibližně 100 000krát více atomů, než kolik kdy existovalo lidí. Ať se nám to líbí nebo ne, minimálně na atomární úrovni jsme spolu všichni spojení.
Zdroje:
David Eagleman, The Brain: The Story of You, 2016
