Střeva nemají dvakrát dobrou pověst a ve slušné společnosti se o nich nemluví. Přesto se najdou vědci, kteří se zabývají funkcí právě tohoto orgánu. Výsledky jejich výzkumu nabízejí dramatické příběhy.
Nejedl už tak dlouho, že mu žaludek a střeva zakrněly. Sliznice, která zajišťuje trávení a vstřebávání živin, se smrskla na nepatrný zbyteček. A najednou je tu jídlo. Porce skoro tak velká jako on sán. Nacpe ji do tlamy a doufá, že si s tím trávicí trakt nějak poradí.
Když půst střídá hostina
Podobné epizody tvoří typickou součást života velkých hadů škrtičů, jako jsou krajty, hroznýši nebo anakondy. V jejich životě je buď nadbytek nebo hlad. Nic mezi tím. Hadi však zdaleka nejsou jediní, kdo zvládá dlouhý půst vystřídaný následnou opulentní hostinou. Někteří ptáci urazí tisíce kilometrů, aniž by se zastavili a cokoli snědli. Když konečně sednou na zem, cpou se jako nezavření, jen aby nahradili ztracenou energii a živiny. Zimní spáči nepozřou ani sousto, ani doušek po dlouhé měsíce a přesto jim trávení ochotně „naskočí“, jakmile se s příchodem jara proberou.
Jak to vůbec střevo a žaludek mohou zvládnout. Jak to, že v hladových dobách jejich tkáně neodumřou? A jak to, že je nezničí náhlá záplava potravy a živin?
Když zalistujeme učebnicemi anatomie a fyziologie zvířat, představí se nám trávicí soustava jako poněkud statická část těla. Ale to je klamný dojem. Střevo patří k nejdynamičtějším orgánům, jaké příroda zná.
Buňky mají krátký život
Žaludeční sliznice je jedním z nejintenzivněji obnovovaných částí těla. Buňky tu obvykle přežijí jen den či dva a pak uhynou a nahradí je nové. Takový obrat buněk klade na organismus velké nároky. Za obvyklých podmínek není s pokrytím spotřeby energie a živin na obnovu střeva velký problém. Nitro tohoto orgánu je u většiny živočichů stále plné trávené potravy a příliv látek potřebných pro údržbu střevní sliznice díky tomu nikdy neustává. Velcí hadi ale žerou jen jednou za dlouhou dobu. Kdyby během půstu udržovali v chodu sliznici prázdného střeva, jen by mrhali silami, kterých rozhodně nemají nazbyt. Jednodušší je nechat střevo „smrsknout“. Jenže pak čelí had dalšímu velkému problému. Když se konečně dostane ke kořisti a spolkne ji, potřebuje urychleně trávit. Jeho trávicí trakt na to však není připraven. Nezbývá, než aby se velmi rychle zmobilizoval a obnovil všechny své funkce. Mění se téměř před očima. Střevo krajty už během několika hodin po spolknutí kořisti zdvojnásobí svou hmotnost a jeho vnitřní plocha se mnohonásobně zvětší.
Nafukovací střevo
Sliznice na vnitřní straně střeva není hladká. Buňky jsou na ní uspořádány v malé prstovité výběžky, tzv. klky. Každý klk nese na svém povrchu spoustu mnohem menších výběžků, tzv. mikroklků. Tak je zajištěna dostatečně velká plocha pro vstřebávání živin. Vědci byli přesvědčeni, že během dlouhého hladovění klky a mikroklky z povrchu hadího střeva mizí a had je musí po spolknutí kořisti velmi rychle obnovit z nově vzniklých buněk. Teď se ale zdá, že had střevní sliznici jenom „vypustí“ jako nafukovací lehátko, aby ji v případě potřeby zase rychle „dohustil“. Střevo se samozřejmě nenafukuje vzduchem, nýbrž krví. Během hladovění je silně odkrvené a díky tomu nespotřebovává příliš mnoho živin a energie.
Při spolknutí potravy se nejprve obnoví příliv krve do střeva. Průtok krve střevem se prakticky okamžitě zvýší na trojnásobek klidových hodnot. Nakonec ale proudí střevem až desetinásobek krve, jež koluje tímto orgánem v klidu. Díky tomu může had trávit a nabrat živiny pro dokončení obnovy trávicí soustavy. Energetické rezervy ve formě tělního tuku, který mu zůstal z období hladovění, jsou nepatrné a na výstavbu nové sliznice by nestačily. Proto had ukládá do střevní sliznice přednostně právě tuk ve formě maličkých kapének. Stěna střeva je jím doslova nacpaná a to vede k dalšímu zvětšení tohoto orgánu.
Had běží, i když leží
Prudký nárůst oběhu krve střevem klade obrovské nároky na hadí srdce. To pracuje se stejnou vervou jako u savce pelášícího ze všech sil. Sprintující savec, například gepard pronásledující gazelu, je zakrátko u konce se silami a zastaví se naprosto vyčerpaný. Hadí srdce vydrží pracovat s plným nasazením několik dní. S ohledem na zátěž srdce můžeme bez velkého přehánění říci, že had několik dní sprintuje, aniž by se pohnul z místa. Hadí srdce během dvou dní usilovné práce dramaticky posílí. Objem srdeční svaloviny za tu dobu vzroste o 40%. Také u tvrdě trénujících špičkových atletů můžeme pozorovat zvětšení srdce. To ale není zdaleka tak markantní a dochází k němu v průběhu několika let.
Zvětšení srdce není jediný rekordní hadí výkon. Had potřebuje pro trávení kořisti kyselé žaludeční šťávy. Potřebnou kyselinu sbírá po troškách z celého těla. S tím, jak se zvyšuje kyselost žaludečních stav, začíná ve zbytku organismu narůstat zásaditá reakce. Krev je tak zásaditá, jako kdyby živočichovi koloval v žilách roztok louhu. Nikdo neví, jak to had vůbec přežije, protože každého jiného tvora by takový pokles kyselosti organismu okamžitě zabil.
Hadí žaludek obvykle pracuje čtyři až šest dní po pozření potravy a pak se opět ukládá „ke spánku“. (Člověk tráví potravu 1 – 2 dny). Střevo vydrží pracovat asi o týden déle a pak následuje žaludek. Po špičkovém výkonu, jaký podaly tyto orgány během trávení kořisti, si vydatný odpočinek bezesporu zaslouží.
Pouštní žáby a zimní spáči
Žáby si obvykle spojujeme s místy, kde není nouze o vodu. Ale některé žáby najdeme i v pouštích. Dlouhé měsíce tráví v skrytu pod zemí a čekají ve zvláštním stavu „letního spánku“ na pořádný déšť. Jakmile vydatně zaprší, vylézají ze země, rychle doplní síly a zplodí potomstvo. Mnohé to stihnou za jediný týden a pak se zase uloží do podzemí, kde mohou čekat na další déšť třeba deset měsíců. Příkladem takové „sezónní“ žáby je australská rosnička Litoria alboguttata.
Ani žába si nemůže dovolit luxus provozovat střevo „v chodu naprázdno“. Během prvních tří měsíců pobytu v podzemí se její střevo zmenší o 70%. V následujícím půlroce z něj ubude ještě další desetina. Přesto si žába udržuje úžasnou schopnost okamžitě mobilizovat trávení. Ihned po probuzení zvedne trávicí schopnosti na úroveň, která je o 40% vyšší než u žáby, jež je dávno probuzená a nějakou dobu „žije naplno“. Na první sousta potravy, po nichž se žábě co nejrychleji vrátit ztracené síly, jsou útroby tohoto obojživelníka dokonale připravené.
Také mezi savci najdeme živočichy, kteří se před nepříznivými podmínkami uchylují ke spánku do podzemích úkrytů. Mezi největší spáče patří sysli. Druhy, které obývají drsné pouště, přespávají jak nehostinnou zimu, tak i léto, kdy je krajina rozžhavené bezmála doběla. Některé druhy syslů prospí z roku plných deset měsíců. To takový medvěd prospí pouhé dva až čtyři měsíce. Změny v trávení a stavbě střeva byly velmi dobře prozkoumány u amerického sysla páskovaného.
Syslovi se během dlouhého půstu dramaticky zmenšuje střevo a některé jeho buňky dokonce odumírají. Celkově se ale drží celý orgán ve velmi dobrém stavu, protože se ve střevní sliznici sysla mobilizují geny, které mají za úkol udržet buňky při životě a bez většího poškození. I když se střevo celkově zmenší, jeho klky a mikroklky nemizí. Naopak, jejich počet dokonce mírně stoupá. V buňkách střevní sliznice sysla také zůstávají v pohotovosti trávicí enzymy a molekuly důležité pro transport živin z nitra střeva do těla. Sysel dokonce průběžně ve spánku tráví potravu, která mu ještě zbyla v útrobách z posledního „vstávání“. Během spánku pracuje syslovo střevo s ještě vyšší účinnosti než v bdělosti. Z té trochy potravy, kterou má k dispozici, ždíme střevo více živin a energie, než by dokázalo za obvyklých poměrů. To se syslovi hodí i bezprostředně po probuzení, kdy v okolní přírodě nemusí být hojnost potravy. I z tohoto hubeného přídělu nabere sysel dost sil, aby dokázal přivést na svět mláďata.
Velcí cestovatelé
Tažní ptáci jsou dalšími tvory, kteří musejí se svými útrobami provádět složité triky. Na dlouhých letech do zimovišť a zase zpět vydávají obrovské množství energie a během cesty jsou často nuceni jíst potravu, která se v jejich domově vůbec nevyskytuje. Příkladem může být jespák rezavý, migrující každoročně ze severovýchodní Kanady a Grónska až na druhý konec světa, do Antarktidy. Ten je zvyklý na dva druhy potravy. První je poměrně měkký a neklade velké nároky na zpracování. Jeho základ tvoří hmyz, drobní korýši nebo krabi. Jespák však přežije i na mnohem tvrdší dietě z mušlí, které hltá i lasturami. Ty drtí ve svalnatém žaludku, jenž je specialitou ptačího trávicího traktu.
Svalnatý žaludek zajišťuje ptákům zpracování tuhé potravy, k čemuž většina obratlovců používá zuby. Jespákovi na mušlové dietě svalnatý žaludek rychle mohutní. Vychází z „posilování mušlemi“ zcela proměněný. Jeho hmotnost se zvětší o plných pět gramů. Celý jespák přitom neváží víc než 130 gramů, což je nepatrná hmotnost, srovnatelná s moderním mobilním telefonem.
Stejně tak se proměňuje jespákovi během dalekého letu i střevo. Když se ptáci za tahu na krátkou chvíli zastaví, aby nabrali síly, mají střevo silně zmenšené. Je to velmi důmyslné opatření. Čím míň toho s sebou jespák za letu táhne, tím lépe pro něj. Tím míň se nadře a tím více sil ušetří. Během zastávky se střevo jespáka rychle „pospraví“. Dramaticky se zvětší a vrátí se mu schopnost trávit potravu.
Zdálo by se, že je pro ptáka výhodné, aby před dalším letem střevo „neoživoval“ s přehnanou důkladností, ale není to pravda. Rychlost a rozsah „rekonstrukce“ střeva rozhoduje o tom, jak rychle jespák obnoví zásoby tuku a nabere sílu k dalšímu letu.
Není jespák jako jespák
Ptáci, kteří rychle naberou sílu, využijí získanou energii k přestavbě svalnatého žaludku. To jim dovoluje krmit se na bohatých lovištích plných mušlí. Za touto energeticky vydatnou potravou navíc nemusejí nikam běhat. Mušlí je na místech zastávky dost a dost.
Jespáci, kterým se nedaří nabrat dost sil, si nemohou přestavbu svalnatého žaludku dovolit. To je obvykle případ mladých ptáků, kteří podnikají tah poprvé v životě. Ti jsou nuceni se uchýlit na zastávce na loviště, kde mají šanci najít „měkkou“, energeticky méně vydatnou kořist. Navíc jsou krabi a hmyz rozptýleni na velké ploše a jespák se při jejich lovu po celý den nezastaví. Pro mladé jespáky je tak první tah skutečně tvrdou životní zkouškou a zdaleka ne každý v ní s úspěchem obstojí.
Redukce trávicí soustavy před dalekým letem není u stěhového ptactva pravidlem s absolutní platností. Některým americkým jespákům, například jespákovi aljašskému, se před migrací mezi hnízdištěm na Aljašce a středoamerickými zimovišti trávicí trakt naopak zvětšuje. Tento rozdíl mezi dvěma jespáky padá na vrub jejich odlišných cestovních obyčejů. Jespáci rezaví dělají na své dlouhé cestě jen jednu přestávku, která trvá zhruba měsíc. Létají velmi dlouhé etapy a nízká tělesná hmotnost je pro ně nutností. Jespáci aljašští cestují jakýmisi krátkými „přískoky“, dělají za letu mnoho zastávek a při každé příležitosti se pořádně nakrmí.
Výzkum funkce žaludku a střeva u hadů, syslů nebo jespáků, vypadá na první pohled jako ryze teoretická záležitost. Není to ale tak úplně pravda. Poznáváním regulaci trávení v jeho extrémních podobách si otevíráme cestu k pochopení a ovlivňování procesů v žaludku a střevech člověka. A to je ve světě postiženém pandemií obezity a zároveň strádajícím podvýživou velmi cenné.
Nepřítel diktuje práci útrob
Živočich by měl mít co nejrozměrnější trávicí soustavu, aby se mu do ní vešlo co nejvíce potravy a on z ní vyždímal co nejvíce živin a energie. Na druhé straně však bývá „velké břicho“ na překážku. Špatně se s ním prchá před dravci a šelmami. Živočich tedy musí zvolit kompromis. Ten se mění podle podmínek.
Názorně se to projeví při pokusu, v kterém jsou do stejně velkých nádrží nasazeny různé počty pulců skokana. Čím větší je v nádrži tlačenice, tím důležitější je dobře strávit každé urvané sousto. Pulci odrůstající ve vysoké konkurenci mají proto střevo delší a objemnější než pulci z nádrží s nízkou hustotou osídlení.
Situace se dramaticky změní, když k pulcům nasadíme dravé larvy vážek. Larvy pulce loví a pulci se jim musí bránit. K tomu se nejlépe hodí dlouhý a silný ocas. Jeho růst spotřebuje hodně energie a ta pak chybí pro růst střeva. V přítomnosti larev vážek mají pulci kratší a méně objemné střevo, i když jsou chováni „v davu“.
Spěchej pomalu
Australské koaly nebo jihoameričtí lenochodi se živí jalovou rostlinnou potravou chudou na energii. Pokud mají přežít, musí šetřit silami. Koala proto prospí až 18 hodin denně. Lenochod je také vyhlášený spáč. Navíc se nikam nehrne. Pohybuje se pomalu a tím rovněž spoří energii. Ztráty energie ve formě tělesného tepla minimalizuje u koaly i lenochoda dokonalá izolace hustého kožichu. Potrava jim putuje tělem celý týden. Dalším přizpůsobením je zmenšení objemu svalové hmoty. Lenochodi mají jen polovinu z objemu svalů jiných srovnatelně velkých savců.
Kurt složený v útrobách
Lidské tenké střevo má plochu zhruba 3 metry čtvereční.
Pokud do plochy započítáme i plochu klků a mikroklků, vzroste sedmdesátkrát. Na 210 metrů čtverečních! Naše střevo má tedy plochu jako třetina tenisového kurtu. Ten měří 648m2.
