Kondiční trénink ve zdraví a nemoci Dědičnost a životní styl Celkové náklady na zdravotní péči (CN) = součin nákladů spojených s léčením jednoho pacienta (P) a počtu pacientů (n) CN = P . n n = počet pacientů bude stejný nebo bude stoupat P = náklady na léčbu stoupají POLITICKY A SOCIÁLNĚ NEŘEŠITELNÉ CN = P . n CN = vzestup Jediné řešení ! Počet pacientů bude klesat minimálně tak rychle, jak budou stoupat náklady na léčbu Výsledky diagnostiky a léčení stále lepší Zlepšení perspektivy nemocných lidí Může klesat počet pacientů, když množství lidí na zeměkouli se stále zvyšuje? Ano Absolutní a zejména relativní počet nemocných lidí může výrazně klesat Nezbytné, aby lidé svým životním stylem vzniku onemocnění preventivně bránili ŽIVOTNÍ STYL Biologické dispozice jsou podmíněny geneticky Mimo jiné vyjádřeny schopností dlouhodobě odolávat silnému psychickému a fyzickému stresu Míra odolnosti organismu je tedy určena poměrem mezi genetickou predispozicí a životním stylem + • je nutné si uvědomit , že od vzniku Homo sapiens sapiens (minimálně 50 tisíc let) se člověk z biologického hlediska prakticky nezměnil • struktura a funkce jeho řídících a výkonných systémů odpovídá potřebám lovce a sběrače • Člověk byl navíc vystaven extrémně vysokým nebo nízkým teplotám • Prováděl dlouhotrvající pohybovou aktivitu většinou střední intenzity (v souvislosti se získáváním potravy) • Požadavky na energetický metabolismus ( selektivní tlak), což vedlo k přežití jedinců geneticky predisponovaných k existenci (přežití) v takto fyzicky náročném prostředí nezbytná součást jeho životního stylu - člověk je biologicky (morfologicky i funkčně) adaptován na uvedený způsob života tahle skutečnost formovala náš genom (soubor veškeré genetické informace uložené v DNA ) GENY = potrubí komunikace mezi zevním prostředím a buňkami našeho těla Odpovědi na signály zevního prostředí • hormonální • metabolické • nervové Projevují se jako fenotypy (měřitelné odpovědi na genovou transkripci a translaci) změny tkání a orgánů - DNA sekvence kódujících i nekódujících úseků genomu je variabilní - v populaci pro daný gen vyskytuje vícero variant (= alel) s různou populační frekvencí = genetická variabilita Interakce genů a vliv prostředí ( v našem případě životní styl) vede k individuálním odpovědím organismu POPLACHOVÁ REAKCE Příprava organismu na „boj nebo útěk“ Příprava organismu na „boj nebo útěk“ Jestliže „nebojuje nebo neutíká“ (hypokineze) přetrvává  aktivace sympatiku a osy HHN  sekrece katecholaminů a kortizolu  sekrece ADH a prolaktinu se všemi důsledky (problém civilizačních onemocnění) Disproporce mezi geneticky podmíněnými regulačními možnostmi lidského organismu a převažujícím životním stylem zdravotní poruchy onemocnění hromadná neinfekční onemocnění civilizační onemocnění (HNO) Jak s tím bojovat? • Osvojit si životní styl podobný životnímu stylu našich předků, který může zvrátit progresi HNO !!! VÝZNAMNÁ VARIABILITA INDIVIDUÁLNÍ ODPOVĚDI NA INTERVENCI !!! Interakce dědičnosti a životního stylu Proč? DNA • Nese genetickou informaci • Základní jednotkou molekul DNA je nukleotid • Nukleotid je tvořený 3 částmi: a, zbytek kyseliny fosforečné b, cukerné zbytky c, zásaditá látka – báze • Báze: adenin (A), cytosin (C), guanin (G), tymin (T) • Základní vlastnost DNA- schopnost kopírovat a vytvářet tak z jedné DNA molekuly dvě= replikace • Molekuly DNA se vyskytují v podobě 2 vláken do sebe omotaných - dvoušroubovice DNA - pokračování • Jedno vlákno kóduje informaci- druhé vlákno je k němu komplementární ( podobně jako zip) • Komplementaritu zajišťuje skutečnost, že se spolu párují vždy písmena: G-C T-A • Při kopírování DNA se vlákna od sebe oddělí • RNA( ribonukleová kyselina) – další druh důležitých molekul, také obsahují čtveřici písmen ( jen místo T obsahuje uracil – U) RNA • Uplatňuje se ve všech procesech realizace genetické informace • Druhy RNA: - mRNA( mediátorová RNA)- funguje jako poslíček, nesoucí přepis genetické informace z místa uložení DNA do místa tvorby proteinů ( ribozomy) - transkripce ( přepis musí být upraven, aby byl vhodný jako instrukce pro torbu proteinů – sestříhán na kratší zprávu = editace RNA RNA- pokračování - rRNA( ribozomální RNA) – součástí ribozomů - tRNA( transferová RNA) – zajišťuje dopravu aminokyselin do místa syntézy proteinů ( ribozomy); krátké molekuly s cca 80 nukleotidy, každá molekula tRNA nese určitou aminokyselinu a ta se přicvakne na mRNA – translace- vznik nového proteinu • Informace nesená mRNA je čtena po trojicích písmen RNA = tripletech, na ně se vážou svými komplementárními triplety ( antikodony) molekuly tRNA • v posledních letech objeveny velmi krátké molekuly RNA ( asi 20 písmen). Např. siRNA, piRNA, tasiRNA, easiRNA – plní různé funkce v buňce při realizaci genetické informace ( například jsou schopny zabránit vzniku mRNA, rozdělit mRNA na kousky, zablokovat výrobu proteinů v ribozomech,…)- předpokládá se, že vznikly jako obranné nástroje chránící buňku před nepřátelskými molekulami nukleových kyselin ( virová DNA nebo RNA) Gen, genom • Gen = základní jednotka genetické informace, konkrétní úsek DNA • Alela= různé verze jednoho genu, některé geny mají širokou škálu alel, v rámci jednoho živočišného druhu mohou existovat populace s různými alelami jednoho genu. Alela je genotypickou variantou genu Osoby s rozdílnými alelami určitého genu = heterozygoti Stejné allely na obou chromozomech = homozygoti • Genom= celková genetická informace určitého organismu • Postup genetické informace DNA RNA protien Vznik a vývoj genetického kódu • Kodon- trojice písmen DNA( nukleových bází), respektive RNA kódující jednu aminokyselinu • Kodonů je celkem 64 (=43), kodon je postaven tak, že některé AMK jsou kódovány větším počtem trojic písmen • Kód prošel evolučními změnami, první pořadí AMK v proteinech bylo náhodné a o úspěšnosti Výsledných proteinů rozhodovalo, jak obstojí v přirozeném výběru • Nejstarší AMK snad byly tedy alanin a glycin • Genotyp = specifická sekvence DNA pro určitý gen • Fenotyp= specifický fyzický znak vyplývající z genotypu • Chromozom= skládá se z DNA a histonů ( bílkoviny podílející se na výstavbě chromatinu) • Karyotyp je soubor všech chromozomů v buněčném jádře ( 24 chromozomů) Lidský genom • Normální genom se skládá asi z 3 miliard DNA • Rozdělen na 24 typů chromozomů ( 22 autosomálních a 2 heterosomálních chromozomů X a Y) a mnoha menších mitochondriálních chromozomů • Mitochondrie byly původně volně žijící bakterie a až v průběhu evoluce se staly součástí eukaryotických buněk ( část své původní genetické informace odevzdaly jádru buňky, část ztratily a část si ponechaly) – proto mají odchylky v genetické informaci oproti jádru • Lidský genom obsahuje asi 20 000-30 000 genů, ale kódující segmenty DNA genů zaujímají asi jen 2% ( zbytek se předpokládá, že je DNA, která genypro tvorbu proteinů neobsahuje) 1962 (J. Neel): Hypotéza „ÚSPORNÉHO GENOTYPU“ na ní založená teorie individuální odezvy na životní styl „ÚSPORNÝ“ metabolismus větší schopností uskladňovat nadbytečnou energii během období „hojnosti“ = snadnější přežití v období hladomoru (schopnost ukládat tuk do rezervy v období dostatku potravy ) Lidský genom je obohacený o geny, které • podporují ukládání tuku • zamezují hubnutí Proto obezita a její patologické důsledky jsou vlastně přirozenou odpovědí na prostředí, ve kterém chybí fyzický stres disproporce mezi geneticky podmíněnými regulačními možnostmi lidského organismu převažujícím životním stylem Vede k rozvoji civilizační onemocnění Ale pozor! Existuje obrovská variabilita genotypické odpovědi na zátěžovou intervenci = genetické variace Identifikovány geny účastnící se zprostředkování a modifikace vlivů na specifické projevy životního stylu Určení vhodného chování nebo adekvátní výživy pro prevenci nebo léčení chronických neinfekčních nemocí (CHNO) Interindividuální variabilita v náchylnosti k těmto nemocem v daném prostředí částečně odpovídá genetické variaci Příklad genetické variace Vliv PA na krevní tlak (TK) • Závisí na genotypu receptoru G-proteinu 1. Genetická variace 1 (téměř u 40 % populace) – PA nemá vliv na snižování TK 2. Genetická variace 2 – silný vztah mezi pravidelnou PA a TK Uvedená nevýhodná individuální odezva na životní styl by měla být zohledněna při výběru pomocné antihypertenzivní léčby Genetická variace 1 - PA nepomůže při léčení TK ( ale pozor i tak má pravidelná PA řadu benefitů i u těchto osob) REAKCE A ODPOVĚĎ NA PA SE INTERINDIVIDUÁLNĚ VELMI VÝRAZNĚ LIŠÍ V ZÁVISLOSTI NA DĚDIČNÝCH I NEDĚDIČNÝCH FAKTORECH Obecný preventivní nebo léčebný postup nemá většinou stejnou očekávanou reakci Usilovně hledat všechny faktory které mohou ovlivnit efektivitu programu PA na jejich základě předepsat program který s velkou pravděpodobností bude mít vliv na •ZDRAVÍ •TĚLESNOU ZDATNOST •SPORTOVNÍ VÝKONNOST OPTIMALIZACE ŽIVOTNÍHO STYLU • Nedostatek pohybu • Optimalizace pohybového režimu Civilizační onemocnění prevence i terapie • ICHS a další onemocnění s atheroskletotickou etiologií • Hypertenze • Diabetes mellitus • Obezita • Některá nádorová onemocnění • atd.