Asketizem, zamujen v mladosti, težko nadomestimo

Akademik prof. dr. Robert Zorec: »Zahtevnost šolskega sistema je prej prednost kot pomanjkljivost, nas uči nevrobiologija.«
Objavljeno
01. junij 2017 13.42
Mojca Vizjak Pavšič
Mojca Vizjak Pavšič
Avtofagija je zelo zapleten proces in napake v tem procesu se lahko izrazijo kot bolezensko stanje, poudarja akademik dr. Robert Zorec, redni profesor na Inštitutu za patološko fiziologijo in vodja Laboratorija za nevroendokrinologijo in molekularno celično fiziologijo na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani ter Laboratorija za celično inženirstvo v biomedicinskem centru Celica v Tehnološkem parku Ljubljana.

V okviru mednarodne akcije teden možganov (v Sloveniji jo je organiziralo društvo za nevroznanost Sinapsa) je prof. dr. Robert Zorec v svojem odmevnem predavanju o nevrologiji opozoril na izjemno pomembnost lanske Nobelove nagrade za fiziologijo ali medicino, ki jo je prejel japonski biolog Yošinori Ohsumi za dognanja pri raziskovanju avtofagije – specifičnega delovanja celic. Njegova odkritja so se izkazala za zelo obetavna pri zdravljenju številnih boleznih, tudi nevroloških. Izjemno pomembnost teh dognanj dokazuje dejstvo, da je bil lani Yošinori Ohsumi, ki je profesor na Inštitutu za inovativne raziskave v Tokiu, edini prejemnik te nagrade, medtem ko si jo praviloma delijo trije nagrajenci.

Profesor dr. Zorec, nam na kratko lahko pojasnite, kaj je avtofagija?

Avtofagija je celični proces, ki se sproži v stresnem stanju celice. Pogosto je to primanjkovanje hraniv. Program avtofagije se sproži, ko se celične pobude za sprožitev tega procesa nakopičijo in se celični organeli in deli celice nato obdajo z dvojno membrano. Nastane avtofagosom, ki se spoji s prvo odkritim celičnim organelom, to je lizosom. Ta organel vsebuje hidrolitične encime, ki vsebino avtofagosoma razgradijo, razgradni deli pa se lahko uporabijo za presnovo celice.

Dr. Ohsumi je ta proces raziskoval na kvasovkah, ki so v času, ko je začel svoje raziskovalno delo, predstavljale idealen model za evkariontsko celico: to je »prava« celica z jedrom. Ker se te celice hitro delijo, je pri le-teh mogoče ustvariti genetske mutante. Prav te genetske manipulacije so omogočile tudi odkritje proteinov, ki so povezani s stopnjami procesa avtofagije, in če poznamo posamezne stopnje tega procesa, postane narava tega procesa prepoznana. Če hočemo nekaj razumeti, moramo snov, ki jo obravnavamo, razčleniti. Tako delujejo naši možgani in pri svojem delu uporabljajo raziskovalci to miselno metodo pri odkrivanju novega.

Kako bo po vaših predvidevanjih ta dognanja mogoče uporabiti pri zdravljenju?

Pri odkrivanju procesa avtofagije so bile odločilne mutacije v proteinih, ki so vpleteni v ta proces. Poznavanje mutiranih mest, ki so privedla do napake v procesu avtofagije, so oprijemališče za po eni strani razumevanje procesov, po drugi pa za strategijo, kako na proces vplivati, če gre za obolenje, kjer naj bi bila avtofagija motena.

Spremenjena avtofagija se pojavlja pri številnih boleznih, ki so povezane z rakom, imunskimi obolenji in nevrodegenerativnimi boleznimi. Na začetku leta 2016 odkrita povezanost med infekcijo z virusom Zika in zmanjšanim volumnov možganov pri plodu (mikrocefalija), za kar je zaslužen laboratorij in sodelavci akad. Avšič Županc, je verjetno tudi povezan z motnjo v avtofagiji. Virus, ki vstopi v celice v možganih, verjetno preferenčno v ne-nevrone, kot so celice astroglije, potuje z endocitozo in potem lahko, če se ta proces ne inhibira, v avtofagosom. Za virus je smiselno, da se avtofagija ne dogodi in verjetno se je v evoluciji nevrotropnih virusov zgodilo, da so virusi pridobili lastnosti, ki onemogočijo izvedbo avtofagije v gostiteljski celici, da virusi lahko izpolnijo svoj življenjski ciklus.

Celična fiziologija je temeljna disciplina, ki pripomore k razvoju novih terapevtskih in diagnostičnih metod v moderni molekulski medicini, s čimer se že več let ukvarjate tudi v vaših laboratorijih. Kaj je osrednje področje vašega raziskovalnega dela?

Že od nekdaj, morda še iz srednje šole, je v gorišču zanimanja celična membrana, ki je izjemna struktura. Ne le da je zelo tanka, ima premer le nekaj nanometrov, ima tudi lastnost tekočine; v dvoplastnem fosfolipidnem dvosloju »plavajo« membranski proteini. Ti imajo poleg mnogih tudi funkcijo prenašanja signalov med zunanjostjo celice in celično notranjostjo. Površina celične membrane se dinamično spreminja. Tako kot se membrana avtofagosoma lahko spoji z membrano lizosoma, se tudi organeli, ki so obdani z membrano, na primer mešički, ki skladiščijo hormone, lahko spojijo s plazemsko membrano; od nje se lahko tudi odcepijo. V prvem primeru gre za proces eksocitoze, v drugem za proces endocitoze. Oba termina sta bila uvedena leta 1963, to je osem let po tem, ko so odkrili in poimenovali lizosom.

Osrednja vprašanja naših raziskav so, kako ti znotrajcelični organeli potujejo po notranjosti celice in kako se vsebina mešičkov, ki vsebujejo hormone in kemične signale, lahko spoji s plazemsko membrano. Ker so deli celic precej manjši, kot je ločljivost optičnega mikroskopa, smo za namen raziskav razvili številne optične in električne metode, da v realnem času, tako kot se procesi odvijajo, le-te lahko spremljamo. S temi metodami potem lahko naslavljamo vprašanja in testiramo podmene. Seveda pa nas ti temeljni procesi zanimajo v zvezi z mehanizmi, ki so povezani z rakavimi in nevrodegenerativnimi procesi.

Dejali ste, da post aktivira proces avtofagije. Sodobna znanost torej potrjuje izjemen pomen postenja za ohranitev zdravja?

Mislim, da so poslušalci prišli do tega zaključka. Nekako je to res, a povezati post z odtegnitvijo hraniv posamezni celici, kar bi lahko aktiviralo proces avtofagije, ni neposredno prikazano eksperimentalno. Kakorkoli, edini znani ukrep, ki vsaj pri nekaterih poskusnih živalih podaljša maksimalno življenjsko dobo in vitalnost osebkov, je tako imenovana »kalorična restrikcija«. To je posebna vrsta posta, pri kateri je z zmanjšanjem kaloričnosti hrane (ob njeni polnovrednosti), dolgoročno mogoče doseči cilj vitalne starosti.

Vendar pri postenju ljudi najpogosteje ovira pomanjkanje samodiscipline. Dejali ste, da so človeški možgani zelo zasvojljivi. Kako to pojasnjujete z nevrofiziološkega vidika?

Zasvojljivost možganov povezujemo z zlorabljanjem drog, igralništvom, igranjem računalniških iger, morda tudi s čezmerno oblastnostjo, pri čemer se posameznik vedenjskim navadam ne more odreči, čeprav ve, da mu škodijo. Vendar posamezniku dolgoročno prinaša korist tudi, če se navadi na aktivnosti, ki se zdijo mukotrpne in odbijajoče. V obeh primerih je temelj zanje izredna plastičnost osrednjega živčnega sistema.

Ko se rodimo, naši možgani ne vsebujejo beline, prog, po katerih se prenašajo električni signali na dolge razdalje po telesu. V otroškem razvoju in daleč po puberteti se te strukture v možganih razvijejo tako, kakor jih uporabljamo. Z drugimi besedami, kakor se možgani lahko navadijo na udobje in lagodnosti, tako se lahko tudi na trdo delo, disciplino, kot je igranje namiznega tenisa, klavirja, študij, učenje jezikov, matematike ali branje knjig. Tudi te dejavnosti dolgoročno nagrajujejo.

Kako se odločiti za slednje?

Razvoj naših možganov je neiogibno povezan s stanji motiviranosti, s stanji usmerjene pozornosti, saj se moramo v teku dneva, mesecev, let ves čas odločati glede na senzorične zunanje in tudi notranje dražljaje, lahko zavedno, pogosteje nezavedno, zaradi navade. Pri delu s šolajočo in študirajočo mladino je žar v očeh znak zanimanja, čudenja, pripravljenosti z radovednostjo se radostno spopasti s problemi, čeprav je naporno. Lesk v očeh (širitev zenice), ko nekaj razumemo, je znak aktivacije majhnega števila nevronov v možganskem deblu, ki difuzno oživčujejo celotne možgane in tudi hrbtenjačo. Ta splet nevronov je ključen, da se v trenutku odločitve sinhrono aktivira veliko nevronskih mrež za nekaj časa. V naslednjem trenutku počnemo nekaj drugega. To aktivnost lahko spremljamo s številnimi metodami, kot je elektroencefalografija, funkcionalno slikanje pri človeku, več je tudi metod, ki omogočajo slikanje aktivnosti posameznih celic v živalih.

Možgani so stroj, ki predstavlja ne le zunanji svet, ampak tudi abstraktni, notranji svet. Premalo asketizma in premalo discipline ne stimulira pridobivanja izkušnje žara v očeh, zato zamujeno delo v otroštvu in adolescenci težko nadomestimo. Sicer pa bogastvo dražljajev vpliva na preoblikovanje strukture možganov tudi v starosti. Ne le v mladosti, tudi za seniorje je priporočljivo okolje z bogatimi socialnimi in drugimi dejavnostmi, kot so ples, petje, učenje na pamet, recitiranje, govorjenje, retorika, branje, slikanje, gibanje in delo v naravi. Torej je vedno čas za prerojenje. Kljub temu je priporočljivo, da šolski sistem ni preveč permisiven, saj je zahtevnost šolskega sistema prej prednost kot pomanjkljivost, nas uči nevrobiologija.

Omenili ste, da spremljate tudi učinke meditacije na možgane. Kakšne spremembe v možganih povzroča stanje globoke umirjenosti?

Meditacija v bistvu predstavlja izkušnjo treninga pozornosti. Usmerjena pozornost je stanje, ko se osredotočimo na nekaj. V slovenščini se sicer uveljavlja termin čuječnost, ki pa je primernejši za podzavestno odzivanje na nekatere dražljaje, denimo, ko mati sliši jok svojega otroka, je čuječa. Ta osredotočenost povezuje naš jaz z opazovanim objektom, predmetom, mislijo, spominom, sliko, melodijo, občutkom. Ti dogodki se odvijajo v plazu in pripomorejo, da se anksioznost stopi z novim odnosom. James H. Austin, nevrolog iz Denverja, opisuje izkušnjo take vaje in jo povezuje z dejavnostjo predelov naših možganov, ki se odvija periodično v valovih.

Notranja izkušnja, ki z vajo usidra mir in odmaknjenost, lahko tudi ravnodušnost, je tisto, kar se v tej aktivnosti možganov zrcali. Vaja pozornosti gotovo vpleta tudi delovanje tistega jedra v možganskem deblu (odkril ga je zdravnik kraljev, ki so bili obglavljeni med francosko revolucijo), ki skrbi za »resetiranje« velikih področij naših možganov hkrati med odločanjem, o katerem sem tudi že govoril, zato bi morda veljalo takšne vaje uvesti tudi v šolski sistem.

Lahko za ponazoritev navedete primer vaje usmerjene pozornosti, ki bi jo lahko uvedli v šolski sistem?

Na to vprašanje ni enopomenskega odgovora. Trening usmerjene pozornosti je povezan z vsakršno dejavnostjo, s katero se srečamo in jo opravljamo. Grabljenje peska na dvorišču šole, fotokopiranje dokumentov, spoštljivost do starejših in sovrstnikov, telovadba, urejanje zapiskov, disciplinirano sledenje pouku, delo zunaj pouka, ogledi razstav z učitelji in mentorji, naravoslovne ekskurzije z učitelji, ki izžarevajo znanje in radost. Kaj uvesti, je odvisno od posameznih učiteljev, ki so v preteklosti, danes in v prihodnosti zgled, saj prav suverene, predane, celostno zgrajene osebnosti učiteljev privlačijo mladino, ki jo žene žeja po znanju.

Drugo vprašanje je, kako to uvesti v šolski sistem? Verjetno bi se najprej vprašali, ali bi za kaj takega morali napisati neki pravilnik. Ta usmeritev, ki je v zadnji četrtini stoletja globoko pretkala naš šolski sistem, je preveč površinska, toga, ne dotakne se bistva. Ne gre za neki upravni postopek. Nasprotno.

Pravzaprav bi bil tak pristop lahko nesmiseln.

Tako kot bi bilo absurdno, da bi ministrica za šolstvo, znanost in šport v nekem pravilniku predpisala, kako naj naši znanstveniki pridejo do velikega odkritja, na primer do Nobelove nagrade. Da pa se poudarja javno, da zmoremo doseči take preboje, je nujno. Naši voditelji bi morali odločneje poudarjati, da bomo odkrili nova prevozna sredstva, nova zdravila, nove rešitve v informacijski tehnologiji. To vpliva na samozavest in lastno suverenost ob upoštevanju, da so odkritja del osebne rasti. Velika odkritja, ki se kot notranja izkušnja lahko odprejo posamezniku, ki dela s predanostjo, so čisto navadne zadeve. Podobnost se zrcali v znanosti in umetnosti v velikih odkritjih, ki jih ne načrtujemo, a se s predanim delom morda lahko uresničijo. Nekateri jih označujejo z razsvetlitvijo. Gre za subjektivno doživetje, ki vodi v odločitve pri vsakem od nas.

Vešč učitelj take spremembe prepozna v svojih dijakih in učencih zaradi lastnih izkušenj, mimo pravilnikov. Do tega vodi, ne pridobivanje diplom, zbiranje »točk«, sledenje pravilnikom, ampak nekaj, kar izhaja iz srca. Aristoteles je verjel, da je sedež našega uma v srcu, ki se v svojem delovanju v vsakomur od nas odziva tudi na čustvena stanja, a bistveno hitreje, kot to povzroči zavedno odzivanje. Prav ta lastnost človeka mora imeti prostor v šolstvu, morda celo pred administrativnimi normami. Prijatelj mi je poslal povezavo na govor papeža Frančiška na konferenci TED, ki je bil pred kratkim objavljen na svetovnem spletu (https://www.ted.com/talks/pope _ francis_why_the _ only_future _ worth_building_includes_everyone). Nagovor v blago zveneči italijanščini zrcali toplino človeka in voditelja. Kaj bi bilo, če bi imel pred kratkim izvoljeni vodja čez lužo, tudi več takih lastnosti? Kot povzema naslov omenjenega govora, je prihodnost povezana z vsakim od nas, trening pozornosti pa je verjetno le drobec v teh prizadevanjih.