Koňské novinky: Vrozené vs. získané

autor původního textu: Christy West
17. února 2011, článek č. 17773

Fráze „vrozené vs. získané" se často používá v souvislosti s debatou o tom, co více ovlivňuje osobnost určitého jedince a jeho přednosti – genetika nebo prostředí/odchov. V rámci tohoto článku ji však budeme užívat v kontextu tzv. fetálního programování (pozn. překl.: ovlivnění plodu vyvíjejícího se v děloze různými faktory), neboli toho, co způsobí, že se hříbě vyvine ve fyzicky zdravého jedince (nebo ne tak zdravého). Je vědecky zjištěné, že v tomto případě je ono „vrozené a získané" navzájem propletené, protože to získané (prostředí) ovlivní genetické vlastnosti i v dalších generacích a genetika evidentně kontroluje velkou část vývoje mladého koně.

„Atletická výkonnost koní je možná nejcitlivější na fetální programování," řekl Carey Satterfield, PhD, odborný asistent působící na texaské A&M University, na shromáždění americké asociace equinních veterinárních praktiků (American Association of Equine Practitioners, AAEP), které se konalo 4. – 8. prosince 2010 v Baltimore. Náš management březích klisen a mladých hříbat pomůže, aby pak koně běhali rychleji, lépe spinovali a/nebo skákali výš, až budou dospělí – nebo naopak.

Satterfield přednášel o relativně nové (u koní) oblasti epigenetiky (vysvětlení pojmu), čili o oboru studujícím změny fyzických vlastností vyskytujících se nezávisle na genetických změnách. Ke dnešnímu dni se na koně soustředilo jen málo epigenetických studií, ale i těch několik plus nálezy na jiných živočišných druzích otevřely dveře do světa nových možností – užitečných i škodlivých – manipulace s fyzickými vlastnostmi našich dětí a zvířat, která chováme.

Jak získané ovlivňuje vrozené

„Na otázku vrozeného vs. získaného neexistuje odpověď," začal Satterfield svoji přednášku. „Vrozené a získané nelze od sebe oddělit, protože cokoli získaného může změnit genovou expresi (to vrozené)."

To neznamená, že horké počasí nebo změny ve výživě změní lidský nebo zvířecí genetický kód čili DNA; spíš různé podmínky mohou změnit to, jak organismus „použije" svoji DNA. Genetický kód jen neměnný, ale různé geny v něm jsou „zapnuté nebo vypnuté", aby spustily tvorbu určitých bílkovin, pokud je to třeba. Například geny kontrolující vývoj kostí, hřívy/ocasu nebo vnitřních orgánů se zapnou ve správnou chvíli vývoje plodu, aby vytvořily tyto struktury, pak, až svoji práci udělají, se zase vypnou.

Jiný způsob, jak se dívat na DNA vs. genová exprese (vysvětlení pojmu) je uvědomit si, že každá buňka v organismu má stejnou DNA (kromě transplantátů), ale například kopytní a srdeční tkáně jsou zjevně velmi odlišné. Proč? Protože v každé z těch tkání jsou v oné DNA zapnuté různé geny.

Zapnutí a vypnutí genů ovlivňuje celá řada faktorů (například zranění, nemoc, nebo změny krmení), a to v jakémkoli věku jedince. Samozřejmě čím je organismus mladší, tím je jeho genová exprese pružnější či „tvárnější". „Plod je nejtvárnější," vysvětloval Satterfield. „Se vzrůstajícím věkem se tato tvárnost snižuje. Dospělí jedinci jsou jako kámen, ale plod je velmi tvárný a může se přizpůsobit prostředí. Ona tvárnost trvá do odstavu."

„Plod usiluje o podněty svého prostředí, takže se může vyvíjet tak, aby získal fenotyp (fyzické vlastnosti), který bude potřebovat, aby maximalizoval své šance na přežití, až se narodí (fetální programování)," pokračoval. „Adaptační proces je zakořeněn v evoluci a pravděpodobně zajišťuje plodu po narození výhody. Problémem je, když je vnější prostředí nesprávně předpovězeno a u mláděte se vyvinou nemoci dospělých (protože se vyvinulo tak, aby odpovídalo prostředí, v němž nežije).

„Například špatně vyživovaný plod bude předpokládat, že i později v životě bude mít nedostatek živin, takže se u něho vyvine extrémně účinný metabolismus," pokračoval. „Pokud však bude později v jeho životě živin dostatek, výsledkem jeho účinného metabolismu budou depozita tuku. O některých koních se říká, že jsou „dobře krmitelní" – což je „stav", který je možná výsledkem metabolického naprogramování v období děložního vývoje plodu."

„Stavy, jako je obezita, metabolický syndrom a laminitida možná mají svůj původ v období vývoje plodu," poznamenal Satterfield.

Dalším aspektem fetálního programování je to, že načasování je podstatou všeho. „Všechny orgány nerostou ve stejnou dobu a stejnou měrou," vysvětloval. „Stejné podněty prostředí mohou mít velmi různé odpovědi v závislosti na tom, jak bylo načasované jejich působení na plod."

Výzkum u jiných druhů

Satterfield popsal několik studií u lidí, ovcí a potkanů, aby ukázal dopad fetálního programování na jejich pozdější zdraví. Mnoho z těchto výzkumů se soustředí na podvýživu, protože, jak poznamenal, „U hospodářských zvířat je nedostatek během březosti nejčastější příčinou neshod mezi prenatálním a postnatálním prostředím (pozn. překl.: před a po narození)."

• Lidské matky, které rodily během potravní krize v polovině 40. let minulého století, měly menší potomky, než normálně, a ženy narozené těmto matkám měly také menší potomky, a to i přes normální stravu, což předpokládá dědičné epigenetické změny.
• Matky vystavené hladovění (obecně) rodí děti, které jsou náchylné k cukrovce, obezitě, srdečním a oběhovým nemocem, mikroalbuminurii (onemocnění ledvin), schizofrenii, jiným nervovým nemocem, vyššímu cholesterolu a nižšímu růstu (výšce).
• Potkani krmení dietou s nízkým obsahem bílkovin rodili mláďata, která měla vyšší systolický tlak krve (první hodnota při měření krevního tlaku) ve srovnání s kontrolní skupinou. Potomci těchto mláďat měli také vyšší krevní tlak než kontrola (pokud jeden či oba dva prarodiče měli „nízkobílkovinnou" dietu).
• Nižší nebo nízká porodní hmotnost měla souvislost se zvýšeným rizikem smrti následkem onemocnění věnčitých cév srdce u mužů a žen v dospělosti.
• Vlivy fetálního programování se mohou lišit i v závislosti na pohlaví; jedna studie zjistila, že bahnice krmené dietou s nedostatkem metioninu (aminokyselina) po dobu 30 dní měly jehňata samčího pohlaví s vyšším klidovým krevním tlakem ve věku jednoho roku; jejich samičí potomci však neměli abnormální krevní tlak." Je důležité, abychom si dávali pozor, když podáváme březím samicím potravní doplňky, protože pokud použijeme nevhodný druh, dávku nebo kombinaci, může to mít trvalé následky na vyvíjející se plod," upozorňuje Satterfield.
• U ovcí také srovnával jeden výzkum tři skupiny původně obézních bahnic; jedna dostávala během březosti neomezené množství krmení, jedna zpočátku neomezené, poté se množství kalorií snížilo na 65 % doporučené dávky (jako simulace, když obézní ženy během těhotenství zhubnou) a jedna byla během březosti krmená 100 % doporučeného energetického přísunu. Bahnice na výrazně omezené dietě rychle hubly na začátku, potom pomaleji a měly výrazně lehčí potomky než ostatní skupiny bahnic. Jehňata obézních matek s neomezeným krmením vážila stejně, jako jehňata obézních matek krmených doporučeným množstvím energie, ale měla o 50 % vyšší množství tělesného tuku a tedy méně svaloviny. Po narození také rostla mnohem pomaleji.
• Také chování může být vrozené a ovlivněné; Satterfield mluvil o studii zkoumající, jak potkaní matky olizují/čistí mláďata první týden po porodu a jak lze toto chování ovlivnit změnami v množství metioninu v jejich dietě nebo přidáním stresových faktorů do prostředí. Změny tohoto chování matek přešly na jejich potomky, což předpokládá, že chování zvířat a reakce na změny chování (tj. trénink/výcvik koní) mohu být ovlivněné genetickými důsledky zkušeností matek.
• Navíc samičí potomci matek, které svá mláďata málo olizovaly/čistily, měly vyšší hladiny sexuální vnímavosti. Pokud tento nález převedeme na koně, jak řekl Satterfield, „možná by mohlo intenzivnější mateřství sloužit jako preventivní opatření pozdějšího chování spojeného s říjemi, které negativně ovlivňuje výkonnost klisen."
• A nakonec mláďata potkanů krmených tučnou dietou měla změněné funkce oběhové soustavy (srdce a cévy) a rezistenci na inzulín ve věku jednoho roku. Sattefield poznamenal, že podobný výzkum v současné době probíhá na koních na univerzitě Texas A&M.

Výzkumy u koní

Přestože jsou epigenetické výzkumy u koní vzácné, Satterfield o několika z nich informoval. V první řadě je dobře známo, že klisny jsou schopné kontrolovat velikost svého plodu; v jedné studii byla embrya plnokrevníků implantována do pony klisen a naopak. Pony klisny porodily o 37 % menší plnokrevná hříbata než plnokrevné klisny, zatímco plnokrevné klisny porodily o 50 % větší pony hříbata, než pony klisny. Rozdíly v plemenné velikosti matek-příjemkyň byly zřejmé několik měsíců po porodu a ukázaly, že matka-příjemkyně určila to, jak velký bude v ní se vyvíjející plod a jeho postnatální vývoj – to je důležitá informace, kterou je třeba mít na paměti, když se bude plánovat embryotransfer.

Také zmínil studii, v níž hříbata klisen, které byly na dietě o vysokém množství škrobů, měla nižší citlivost na inzulín (jeden faktor metabolického onemocnění) ve věku 160 dní, než hříbata narozená klisnám krmených dietou s nízkým množstvím škrobů.

„Epigenetické změny pravděpodobně hrají důležitou roli v rozvoji pozdějšího zdraví a nemocí a může k nim dojít následkem přechodných vlivů prostředí," uzavíral Satterfield. „Skutečně nevíme, jak dlouho musí tyto faktory působit (aby měly na hříbě vliv), ale v různou dobu může mít stejný faktor různý dopad. Je třeba to ještě prozkoumat."

„Nyní, když už si jste toho vědomi, vyhledávejte tyto epigenetické důkazy a informujte o nich ty z nás, kteří je dokážou experimentálně otestovat a odpovědět na otázky," vybídl na závěr přítomné veterináře.