Ladislav Machala: Proč mají měkkýši modrou krev

…a k čemu nám to může být dobré?

Že aristokrati i měkkýši mají modrou krev, je vcelku všeobecně známé. Méně známo však je, proč tomu tak je, a k čemu to může být dobré. Hodnocení významu modré krve šlechticů přenechejme raději historikům, ale podívejme se blíže, jak je tomu s krví měkkýšů. Za modrou barvu jejich krve (přesněji řečeno hemolymfy, protože nemají oddělené krevní a mízní cévy) je zodpovědné krevní barvivo hemocyanin (Kato 2017). Tato látka slouží k transportu kyslíku podobně, jako hemoglobin přenáší kyslík v tělech obratlovců. Krevní barviva patří mezi metaloproteiny, čili bílkoviny, které obsahují jako tzv. kofaktor kovové atomy, které jsou nezbytné pro jejich správnou funkci. V hemocyaninu plní úlohu kofaktoru měď, která oxidací modrá, v hemoglobinu tuto roli hraje železo, které okysličením červená. Modrou hemolymfu má proto kromě měkkýšů celá řada skupin bezobratlých živočichů jako jsou například klepítkatci (pavouci, štíři, ostrorepi) a také většina korýšů včetně humrů, langust a krevet (Harrington 2015). Pro úplnost je zde třeba uvést, že ne úplně všichni měkkýši mají modrou krev – výjimkou jsou okružáci z čeledi Planorbidae, kterým v těle kyslík transportuje hemoglobin – dobře je to patrné při pozorování albinotických jedinců okružáků, např. Helisoma nigricans, často chovaných v akváriích (Sterba 1972, Lieb 2006).

Albinotický okružák ploský
Foto Claus Ableiter (Wiki)


Hemocyanin má však, kromě schopnosti měnit barvu hemolymfu do modra, ještě jednu, pro nás velice důležitou vlastnost – dokáže významně zvýšit tvorbu protilátek proti některým antigenům, které mají charakter tzv. haptenů. S problémem nedostatečné tvorby protilátek se setkáváme při vývoji některých typů vakcín určených jak k prevenci infekcí, tak i léčbě některých nádorů. Ke zlepšení imunitní odpovědi vůči takovému slabě antigenním haptenu se používá jeho navázání na nějakou látku bílkovinné povahy, tzv. nosič (Swaminathan 2014). Jako bílkovinný nosič se dosud běžně používaly bakteriální toxiny získané z původců tetanu či záškrtu, ale zdá se, že tuto úlohu by mohl převzít hemocyanin. Použití hemocyaninu jako bílkovinného nosiče má oproti dosud užívaným látkám řadu výhod – je lidským organismem výborně tolerován, snadno se na zvolený hapten váže a po spojení s ním silně zvyšuje jeho imunogenitu.
V současné době je v užívání již přípravek k léčbě některých typů rakoviny močového měchýře, ale možností praktického využití hemocyaninu v medicíně se rýsuje mnohem více (Mosad 2020). Nadějný se zdá především výzkum v oblasti nových typů vakcín jak protiinfekčních, tak i protinádorových, ale dokonce i očkovacích látek, kterými by šlo léčit některé typy drogových závislostí (Baruffaldi 2019).
Hemocyanin je tak v současné době velmi žádanou komoditou, ale protože jej dosud bohužel neumíme syntetizovat, jsme jak pro jeho výzkumné, tak i praktické využití zatím plně odkázáni na získávání z mořských měkkýšů. Nejběžnějším zdrojem hemocyaninu je v současné době mořský plž děrnatka obrovská Megathura crenulata (angl. great keyhole limpet)z čeledi Fissurellidae, která žije pobřežních vodách od jižní Kalifornie po severní Mexiko (Beninger 2001).

Megathura crenulata
Foto Sharktopus (Wiki)

Aby nedocházelo k drancování přírodních populací děrnatek, byly vyvinuty technologie dlouhodobě udržitelného chovu děrnatek, které umožňují opakované odběry hemolymfy, aniž by bylo nutné měkkýše usmrtit (Oakes 2004, Mazariegos-Villarreal 2013). V Kalifornii již takové komerční chovy děrnatek existují a že tento typ mořského „farmaření“ může být ekonomicky zajímavý, dokazuje cena hemocyaninu – jeden litr hemolymfy děrnatky ho obsahuje přibližně 20 gramů, které momentálně na trhu stojí kolem 100000 dolarů.


Literatura

Baruffaldi F et al: Preclinical Efficacy and Characterization of Candidate Vaccines for Treatment of Opioid Use Disorders Using Clinically Viable Carrier Proteins. Mol Pharm. 2018 Nov 5; 15(11):4947.

Beninger PG et al: Reproductive characteristics of the archaeogastropod Megathura crenulata. Journal of Shellfish Research, 2001;20(1):301.

Harrington M: Blue-bloods of the sea. Lab Anim (NY). 2015;44(3):83

Kato S et al: Molluscan Hemocyanins. Subcell Biochem. 2020;94:195.

Lieb B et al: Red blood with blue-blood ancestry: intriguing structure of a snail hemoglobin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103(32):12011.

Mazariegos-Villarreal A et al: Diet of the Keyhole Limpet Megathura Crenulata (Mollusca: Gastropoda) in Subtropical Rocky Reefs. Journal of Shellfish Research 2013;32(2):297.

Mosad AG et al: Insights about clinically approved and Preclinically investigated marine natural products. Current Research in Biotechnology, 2020;2:88.

Oakes FR et al: The effect of captivity and diet on KLH isoform ratios in Megathura crenulata. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2004;138(2):169.

Sterba G: XVII. Plži v sladkovodním akváriu, in: Akvaristika. Práce: Praha 1972.

Swaminathan A et al: Keyhole limpet haemocyanin – a model antigen for human immunotoxicological studies. Br J Clin Pharmacol. 2014;78(5):1135.

0 Shares

Add a Comment

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

five × 2 =

Pokračováním užívání této stránky souhlasíte s použitím cookies. více informací

Nastavení cookie na tomto webu je nastaveno pro "povoleno cookies", aby vám poskytlo nejlepší možné prohlížení stránek. Pokud budete nadále používat tento web bez změny nastavení cookie nebo klepnete na tlačítko "Souhlasím" souhlasíte s podmínkami použití cookie.

Zavřít