Nobelová cena vo fyziológií a medicíne
Ako tieto poznatky súvisia s dýchacími cvičeniami?
Rok 2019 bol zaujímavý tým, že Nobelovu cenu vo fyziológií a medicíne získala skupina vedcov za štúdium toho, ako bunky reagujú na zmeny dostupnosti kyslíku. Poďme si prečítať a vysvetliť zaujímavé fyziologické procesy, ktoré boli objavené, a ako to všetko súvisí s dýchacími cvičeniami, v ktorých sa používa zadržiavanie dychu.
Traja nezávislí lekári – vedci zo Spojených štátov a Británie – William G. Kaelin ml., Peter J. Ratcliffe a Gregg L. Semenza – nedávno dostali Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu „za objavy toho, ako bunky vnímajú kyslík a prispôsobujú sa dostupnosti kyslíka.“
Veľmi zaujímavá technika dýchania je Oxygen Advantage, o ktorej si môžete prečítať a zistiť, že táto technika nie je len pre športovcov >>>
Veda nie je pre nás, (obyčajných ľudí 😊 ) vždy zrozumiteľná. Pokúsim sa teda laicky napísať, čo traja laureáti Nobelovej ceny objavili, o neuveriteľne zložitej kaskáde molekulárnych udalostí, ktoré umožňujú bunkám zisťovať a reagovať na rôzne úrovne kyslíka, a čo by to mohlo znamenať pre nás praktizujúcich dýchacie cvičenia so zadržiavaním dychu.
Najprv sa pozrime na to, čo laureáti na Nobelovu cenu, Kaelin, Ratcliffe a Semanza objavili za posledných tridsať rokov.
Každé dieťa sa učí, že kyslík je nevyhnutný na to, aby sa zo živín vytvárala energia. Všetky ľudské bunky vyžadujú konštantný prísun O2, aby vykonávali niečo, čo sa nazýva oxidačná fosforylácia, čo je efektívny spôsob, ako povedať, že mitochondrie – bunkové motory – generujú ATP (adenozíntrifosfát), prenosnú látku, potrebnú pre tisíce biochemických reakcií v každej bunke.
Čítajte tiež:
- Aký je rozdiel medzi Wim Hofovou metódou a technikou dýchania Oxygen Advantage?
- Zistite 5 pilierov zdravého dýchania
- Ako postupovať doma pri dýchacom cvičení Wima Hofa?
Dodávka kyslíka sa však môže výrazne líšiť, či už v dôsledku fyzickej aktivity, zadržiavania dychu počas potápania alebo v dôsledku choroby. Keď je dostupnosť kyslíka nízka, organizmus vstúpi do stavu nazývaného hypoxia.
Tohtoroční laureáti Nobelovej ceny zasvätili svoju kariéru prehĺbeniu nášho chápania toho, ako bunky vnímajú a reagujú na hypoxické podmienky. Hypoxický tréning pre športovcov nie je v podstate nič nové. Pre viac inšpirácie a informácií o tréningu dýchania pri športe sa dozviete v tejto skupine.
Dá sa to vysledovať až do začiatku 90. rokov, keď Semenza identifikoval gény, ktoré sa aktivovali, ak bola hladina kyslíka nízka.
EPO – erytropoetín
Tieto gény zvyšujú hladiny erytropoetínu (EPO) – proteínu, ktorý je syntetizovaný obličkami a v menšej miere, pečeňou. Samotný EPO zvyšuje produkciu červených krviniek nesúcich kyslík. Zvýšené hladiny červených krviniek ovplyvňujú dostupnosť O2 v tele, pretože červené krvinky sú zodpovedné za prenos O2 z pľúc do všetkých telesných tkanív. (To je tiež dôvod, prečo niektorí vytrvalostní športovci používajú EPO na doping – zvyšuje to ich zásobovanie kyslíkom prenášajúcimi červenými krvinkami).
Preto je EPO súčasťou vysoko citlivej spätno-väzbovej slučky, ktorá riadi produkciu červených krviniek v reakcii na zmeny v dostupnosti kyslíka v krvi.
V rámci tejto spätno-väzbovej slučky nachádzame aj špecifickú triedu proteínov, tzv. HIF (faktory indukujúce hypoxiu). Tieto HIF sa hromadia v bunkách za hypoxických podmienok, t.j. keď je prísun kyslíka nízky. V podmienkach s vysokým obsahom kyslíka nemajú vysokú mieru prežitia.
HIF sa viažu na elementy indukovateľné hypoxiou (HIE) v stovkách, možno dokonca tisíckach cieľových génov. Tieto cieľové gény pôsobia ako prepínač na produkciu EPO, ktorý je potrebný na vyrovnanie prísunu a potreby O2. Takto by ste mohli povedať, že HIF sú hlavnými regulátormi kyslíkovej homeostázy.
Hypoxia sa nerovná špecifickej koncentrácií kyslíka
Ďalším dôležitým poznatkom, ktorý môžeme získať od Kaelina, Ratcliffa a Semenzu, je to, že hypoxia sa nerovná špecifickej koncentrácii kyslíka, pretože veľa tkanív funguje fyziologicky pri hladinách ekvivalentných atmosfére 5% kyslíka, niektoré dokonca aj pri hladinách kyslíka 1%.
V tomto prípade je potrebné sa na to pozrieť zo širšej perspektívy: mechanizmy, ktoré udržiavajú homeostázu kyslíka, musia fungovať vo veľmi širokom rozsahu koncentrácií kyslíka a reagovať na časové výzvy, ktoré trvajú od niekoľkých sekúnd (napríklad pri dynamickej kontrole dýchania) až po niekoľko dni, týždňov alebo mesiacov (napríklad pri metabolickej a vývojovej adaptácii).
Niektoré z najzaujímavejších aplikácií tohto výskumu sú dnes v oblasti rakoviny. Pri nádore čelíme veľmi odlišnému a opačnému problému. Bunky v strede nádoru, ktoré sú umiestnené ďaleko od krvných ciev, ktoré prenášajú výživný kyslík, sú často schopné prosperovať v prostredí bez kyslíka.
Naučte sa 5 pilierov zdravého dýchania v tomto článku >>>
Tradičná chemoterapia alebo ožarovanie väčšinou zabíja nádorové bunky na periférii, nie bunky v strede. Títo „umelci prežitia“ sa prispôsobili prostrediu s nízkym obsahom kyslíka a nesú riziko metastázovania a nasadenia nových druhov rakoviny. Toto je jedna z najväčších výziev pre pacientov aj pre onkológov. Budúcim kľúčovým záujmom bude teda pochopiť, ako tieto bunky reagujú na príjem menšieho množstva kyslíka.
Dúfam, že teraz to už vidíte z väčšej perspektívy. Ak prísun O2 nie je na normálnej úrovni, dochádza k zložitej kaskáde procesov. HIF sa hromadí; aktivujú sa špecifické gény, ktoré následne zvyšujú EPO; to zase zvyšuje účinnosť rozhodujúceho prísunu kyslíka na bunkovej úrovni. Dýchacie techniky sú veľmi zaujímavým nástrojom na manipuláciu s hladinami O2 v tele a je veľmi pravdepodobné – aj keď to ešte nebolo preukázané – dýchacie cvičenia vyvolávajú tieto biochemické reťazové reakcie.
Ak ste v posledných rokoch sledovali diskusiu o metóde Wima Hofa alebo dýchacej technike Oxygen Advantage či Buteykova metóda dýchania nepochybne sa stretnete so slovným spojením zadržiavanie dychu. Toto je jeden zo zaujímavých dejov, ktorý si získava stále väčšiu pozornosť.
Naučte sa techniku Oxygen Advantage a získajte benefity, ktoré prináša táto technika dýchania.
Pre lepšie pochopenie si môžete pozrieť video nižšie:
