Už jste někdy viděli nezdravě tlustý hmyz? Pravděpodobně ne. Nový výzkum nyní odhaluje, proč se housenky mohou přecpávat k prasknutí, aniž by to nějak ohrožovalo jejich vzhled.
Obezita se ve vyspělých zemích stává nepřehlédnutelným problémem. Populace stále častěji tráví veškerý čas vsedě a energeticky bohatá strava je k dispozici za pár korun na každém rohu. Navíc geneticky založené sympatie ke všemu sladkému a tučnému jsou silnější než vůle udržet své pudy na uzdě. Jen mezi roky 1995 a 2000 se zvýšil počet obézních lidí z 200 milionů na 300 milionů. V současné době tak po světě heká kolem 400 milionů tlouštíků a v součtu s lidmi s nadváhou tvoří armádu, dosahující téměř miliardy osob. Obezita přitom zdaleka není jen estetickým problémem či otázkou nepohodlí na těsných sedadlech MHD nebo zvýšených nákladů na větší díly ošacení, pevnější nábytek a prostornější místnosti v bytě.
Nebezpečný zabiják
Obézní lidé mají problémy se zatěžovanými klouby, ukládají si cholesterol v cévách, čímž zhoršují jejich průchodnost a vystavují se zvýšenému riziku poškození namáhaného srdce. Kromě toho má v nadměrném množství ukládaný tuk i přímý vliv na fungování metabolismu. Látky uvolňované z uloženého tuku zpomalují vstřebávání cukrů z krve do tkání tím, že zakazují buňkám reagovat na hormon inzulín, který tento proces řídí. Tomuto stavu se říká inzulínová rezistence, jejímž přímým důsledkem pak je cukrovka. I když diabetici, jejichž nemoc je způsobena obezitou, mají narozdíl od pacientů s genetickou příčinou této choroby inzulínu dostatek, jednoduše jej nedokáží využít.
Není tedy divu, že se vědci z celého světa snaží najít způsob, jak obézní lidi co nejjednodušší cestou zbavit nadbytečných kil. Američtí entomologové z Texaské zemědělské experimentální stanice pod vedením Spencera Behmera provedli několik pokusů, jejichž cílem bylo zjistit, jak se housenky motýlů dokáží přizpůsobit extrémním změnám ve složení své potravy.
Zmutovaný jídelníček
Každý živočich potřebuje stavební živiny (bílkoviny, minerální látky, vitamíny), s jejichž pomocí buduje a opravuje své tělo, a energetické živiny (cukry a tuky), které jsou jakýmsi palivem pro pohon všech potřebný procesů.
Jelikož se housenky živí téměř výhradně zelenými součástmi rostlin, jako jsou stonky, listy nebo pupeny, je výroba jejich energie odkázána pouze na sacharidy. Tuk se u rostlin vyskytuje především v zásobních orgánech (plody, kořenové hlízy), na které si housenky zálusk moc nedělají.
Vědci tedy pro mladé můry předivky polní (Plutella xylostella) přichystali dvě geneticky pozměněné varianty jejich oblíbené pochoutky, huseníčku. Tato rostlina slouží genetikům jako model už dlouho a byla vůbec první, u které se podařilo zmapovat celou dědičnou informaci. Proto nebyla příprava mutantů žádnou velkou překážkou.
Jedna skupina housenek dostávala huseníček s nadbytkem sacharidů a nedostatkem bílkovin, ve druhé skupině se naopak nedostávalo cukrů a bílkovin měly housenky co hrdlo ráčilo.
Hmyz se školí rychleji
„V přírodě je téměř nemožné najít zdroj potravy, který by měl ideální poměr živin,“ připomíná Behmer. „Proto jsou živočichové nuceni svůj metabolismus přizpůsobovat tomu, co právě konzumují.“ Pokud tedy určitý druh dlouhodobě využívá zdroje potravy, které mu poskytují relativní nadbytek nějaké živiny, začne s ní záměrně plýtvat. Nakáže svému metabolickému aparátu, aby se jejím zpracováním příliš nezatěžoval a síly soustředil naopak na složky, kterých se v potravě nedostává.
Zatímco u velkých druhů zvířat s dlouhým generačním intervalem a komplexním fyzilogickým aparátem může podobné přizpůsobení trvat několik tisíc let, podstatně rychleji se množící a „konstrukčně“ jednodušší hmyz zvládne přechod v několika málo letech. Zvláště, když je záměrně intenzivně školen nekompromisní dietou. Housenky předivky polní se stihli přeškolit za pouhých osm generací, tedy zhruba do tří let.
Aby potomci netloustli…
Po osmi generacích diety s vysokým obsahem cukrů se housenky spokojeně pásly na svých energetických bombách a přesto nijak výrazně netloustly. „Vyvinuly si jakousi formu rezistence na cukry,“ dodává k tomu Behmer. „Procházely jejich trávicím traktem z větší části nepovšimnuty.“
Na druhou stranu hmyz ze skupiny, která byla držena na přísné dietě, teď měla se „sladkým“ (tedy spíš škrobnatým) huseníčkem problémy. Housenky snaživě využívaly každý kousek potravy do poslední kalorie a utěšeně tloustly.
Zajímavé také je, že stačilo jen několik málo dalších generací a samičky z druhé skupiny při možnosti výběru mezi chudou a bohatou potravou začaly klást vajíčka na necukerný huseníček. Snažily se tak zabránit nebezpečné obezitě svých potomků. Naopak můry vychované na bohaté krmi si s osudem svých potomků hlavu nijak nelámaly. Vajíčka kladly jak na cukerném, tak na málo cukerném huseníčku, jak je zrovna napadlo. Jejich housenkám totiž, díky rozdílnému metabolismu, obezita nehrozila.
Jak zhubnout bez diety?
Podle Behmera, lze tento vývoj, pochopitelně s přihlédnutím ke zcela odlišnému časovému úseku, vztáhnout i na člověka. S naším původem v loveckých a sběračských tlupách jsme po tisíce let neměli šanci přecpávat se sacharidy. Maso obsahuje relativně velké množství bílkovin a cukrů v planých plodech také nebylo tolik, aby se vyrovnaly dávkám v dnešních potravinách, prošpikovaných škrobem z obilovin skrz naskrz.
Až do 19. století, kdy byli lidé nuceni vydávat značné množství energie, byl však přechod na sacharidovou dietu celkem v pořádku. Ruční obdělávání polí nebo celodenní práce v dolech či na stavbách je i ve srovnání s naháněním zajíců po lesích značná dřina.
S nástupem strojů nám však zbylo jen vysedávání v kancelářích nebo za volantem. A složení potravy se nejenže nevrátilo k preferenci stavebních prvků, tedy bílkovin, ale dokonce se začala mnohem více přiklánět na stranu energie z vysokého obsahu tuků. Výsledek v podobě značného zastoupení tlouštíků v populaci byl nevyhnutelný!
Behmer doufá, že teď už mu stačí „jen“ porovnat genetickou informaci obou typů housenek, najít rozdíl a přiřadit genu správný protein, který jim zaručuje, že se mohou přecpávat, aniž by tloustly. A stejně tak věří, že podobný protein pak nalezne i u člověka a s jeho pomocí zbaví tlouštíky jejich kil i bez diety.
Šetřící geny
Podobně jako si housenky dokáží vyvinout mechanismy pro „plýtvání“ určitou živinou, mají i přírodní národy (například američtí indiáni) geny, které jim zajišťují zpracování i sebemenšího přebytku energie do podoby zásobního tuku. Takzvané šetřící geny pro ně byly ještě před dvěma stoletími zárukou přežití zimních měsíců. V dnešních podmínkách však znamenají zvýšenou náchylnost indiánů k obezitě. Problém se kromě amerických indiánů týká i původní populace v jihovýchodní Asii a Polynésii.
Škůdce světového formátu
Motýli bývají vybíraví. Většinou jim chutnají rostliny jen z jedné čeledi nanejvýš řádu. Ve volné přírodě nečiní jejich životní styl okolnímu prostředí větší problémy, jelikož rostliny spolu žijí v pestrých společenstvích, a tak se nemůže prakticky stát, že by měl motýl na jednom místě příhodné podmínky k nadměrnému přemnožení.
Jiná situace je pochopitelně s kulturními plodinami, které zemědělci housenkám servírují po celých lánech. Například předivka polní považuje za nejlepší pochoutku rostliny z čeledi brukvovitých, a tak je pro ní pole s hlávkovým salátem, kapustou nebo řepkou opravdovým rájem. Její chuť na brukvovité (s mnoha zástupci v kulturních plodinách), stejně jako celoroční ochota ke kladení vajíček (za rok stihne až tři generace) z ní učinila škůdce doslova světového formátu. Dělá vrásky pěstitelům od Grónska po Nový Zéland.
