Stárnutí v historii a prehistorii

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV ANTROPOLOGIE Stárnutí v historii a prehistorii Bakalářská práce Marek Gamovský Vedoucí práce: doc. RNDr. Miroslav Králík, Ph.D. Brno 2015

2 Bibliografický záznam Autor: Marek Gamovský Přírodovědecká fakulta Masarykova Univerzita Ústav antropologie Název práce: Stárnutí v historii a prehistorii Studijní program: Antropologie Studijní obor: Antropologie Vedoucí práce: doc. RNDr. Miroslav Králík, Ph. D. Akademický rok: 2014/2015 Počet stran: 77 Klíčová slova: Stárnutí, reprodukční období, postreprodukční období, patologie, životní styl, přírodní faktory

3 Bibliographic entry Author: Marek Gamovský Faculty of Science Masaryk University Department of Anthropology Title of Thesis: Aging in History and Prehistory Degree programe: Anthropology Field of study: Anthropology Supervisors: doc. RNDr. Miroslav Králík, Ph. D. Academic Year: 2014/2015 Number of Pages: 77 Keywords: Aging, reproductive period, postreproductive period, patology, lifestyle, natural factors

4 Abstrakt Cílem této bakalářské práce bylo vytvořit přehled o stárnutí člověka v širších bio-socio-kulturních souvislostech, mezi něž patří například životní styl, fyzická zátěž, stravování. Jako hlavní zdroje byla použita literatura z oblasti biologie a medicíny, pojednávající o procesech stárnutí provázejících. Základní úrovní, kterou stárnutí postihuje, jsou buňky a metabolické procesy, které se v nich odehrávají (např. nedokonalá funkce jaderné DNA, poruchy mitochondrií aj.). Tyto změny se pak projevují jako znaky stárnutí i na vyšších úrovních organismu, jak v různých fenotypových projevech (vzhledu jednotlivých částí těla), tak ve funkcích orgánů a zdraví. V souvislosti s pokroky lékařské vědy v oblasti chorob stáří a dalšími civilizačními procesy (kvalita a dostupnost zdravotní péče) se navzdory procesům stárnutí zastoupení starých lidí v populaci neustále zvyšuje. Vnímání stáří a role seniorů ve společnosti má dobový charakter a liší se u různých kultur. Starým lidem se dopřává uznání za moudrost a zkušenosti, které za celý život nasbírali, na druhou stranu mohou být staří lidé vykázáni na okraj lidské společnosti. Je možné, že s pokrokem lékařské vědy budeme moci v budoucnu život ještě výrazněji prodloužit. Spolu s tím by však mělo jít i zajištění jeho kvality. Abstract The aim of this bachelor thesis was to create an overview of the human ageing process in wider biosocial-cultural context including issues such as lifestyle, physical stress, and dietary habits. Biology and medicine literature dealing with the processes accompanying ageing was used as a main source of information. The first level affected by ageing involves metabolic processes occurring in cells (i.e. imperfect function of nuclear DNA, mitochondria disorder, etc.). These changes subsequently manifest themselves at the higher level of organism as features of ageing both in various phenotype expressions (appearance of particular body parts) as well as in functions of organs and overall health. Regardless of the ageing processes, due to the progress of medicine science concerning age-related diseases and other civilization processes (quality and access to health care), the number of elderly persons in population is constantly increasing. However, perception of ageing and senior role in society has a contemporary character and differs culturally. Old people are appreciated for wisdom and experience gained during their life; on the other hand, they are often treated as the outsiders of society. It is possible that further progress in medical science may help to find out how to extend human longevity, however, this should be associated with assurance of its quality.

5

6 Poděkování Chtěl bych poděkovat vedoucímu bakalářské práce doc. RNDr. Miroslavu Králíkovi, Ph.D. za rady, poskytnutou literaturu a velkou trpělivost a ochotu, kterou projevoval. Dále bych chtěl poděkovat Mgr. Pavlíně Ingrové za ochotu a rady, které mi podávala při přátelské konverzaci, Mgr. Adele Hupkové za korekturu a podnětné nápady. Chtěl bych také poděkovat Ústavu antropologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně taktéž za poskytnutou literaturu. A touto cestou bych chtěl také poděkovat rodině a přátelům za podporu. Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně a s použitím literatury uvedené v seznamu literatury. V Brně Marek Gamovský

7 Obsah Úvod 9 Cíl práce Význam délky života z hlediska životní historie r/k selekční teorie Dlouhověkost v přírodě Stárnutí mnohobuněčného organismu - přehled biologických teorií stárnutí Přehled biologických teorií stárnutí Evoluce a stárnutí Buněčné aspekty stárnutí Volně radikálová teorie stárnutí Genetické aspekty lidské dlouhověkosti Antioxidanty Reparace DNA Imunitní systém Mikrochimérismus Mikrochimérismus a reparace Environmentální a behaviorální aspekty lidské dlouhověkosti Výživa a stárnutí Nemoc a stárnutí Pohyb a stárnutí Evolučně založené hypotézy rozmnožování Výběr partnera u člověka Reprodukce u primátů Srovnání postreprodukčního věku člověka a primátů Vysvětlení postreprodukčního věku Postavení stárnoucích lidí ve společnosti Psychické změny během stárnutí Rozdíly v délce a charakteru postreprodukčního věku u mužů a žen Endokrinní procesy spojené se stárnutím Endokrinní změny u mužů Endokrinní změny u žen Klinické příznaky nedostatku estrogenů 41

8 10. Srovnání stárnoucích lidí mezi lidskými kulturami, populacemi a společnostmi Stárnutí v historických pramenech Pojetí stárnutí a stáří v osteoarcheologii, bioarcheologii Možnost hodnocení postreprodukčního věku v minulých populacích Metody odhadu dožitého věku podle kosterních pozůstatků a jejich limity Odhad dožitého věku na základě zubů Odhad dožitého věku na základě obrusu zubů Odhad dožitého věku na základě osifikace Odhad věku na základě obliterace lebečních švů Odhad věku z kosti pánevní Odhad dožitého věku na základě přirůstání epifýz u dětí Patologické projevy na kostře a jejich vztah k involučním změnám organismu (a metodám odhadu dožitého věku) Demografie na základě kosterních pozůstatků a její výpovědní možnosti 55 Závěr 58 O autorovi 59 Slovník pojmů 60 Rejstřík 64 Seznam literatury 65 Seznam přímých citací 74 Internetové zdroje 75

9 Úvod Stáří není záležitostí pouze dnešní doby, avšak v posledních sto letech se změnou životního stylu, který se rovná Západním zemím, se stává stáří běžnou zkušeností. Na základě určitých odhadů se v prehistorických dobách nedožíval stáří skoro nikdo. Až do 17. století překročilo pouze 1 % populace věk 65 let. Do 19. století se toto číslo zvýšilo na pouhá 4 % (Cowgill 1970 cit. Stuart-Hamilton 1999, s. 13). Předpokládá se, že procento starých lidí se bude neustále zvyšovat (Stuart-Hamilton 1999, s. 13). Je evidentní, že stárnutí se dostává do popředí jak v mediální sféře, tak v mnohých medicínských oborech a to je důvod, který tlačí odborníky, rodinné příslušníky a všední obyvatelstvo k zamyšlení. Propracované teorie biologického stárnutí, které nám říkají, že existuje mnoho faktorů, které způsobují stárnutí buněk, potažmo celého organizmu. Jedná se především o genetické predispozice, tj. taková výbava organismu, kterou daný člověk získal. Získané predispozice z velké části ovlivňuje jeho život a jsou v něm hluboce zakódované. Stárnutí je proces, který doprovází většinu živočichů, tedy i člověka a tím se zvyšuje pravděpodobnost smrti. Změny, které nastávají, jsou způsobeny podmínkami prostředí a samotným chováním organismu (Sarkar, Shinton 2001 cit. Otová 2004, s. 75; Hornsby 2011, s ). Okolní prostředí, tedy endogenní vlivy jsou jen dalším faktorem, který na organismus působí a jsou zajisté významným činitelem při procesu stárnutí. Během evoluce docházelo k různým adaptacím člověka na okolní prostředí. Samotným procesem adaptace se rozumí zmírnění tlaků, které na organismus působí, ale stále zde zůstává životní styl daného jedince, který jej doprovází po celý život. Stárnutí samotného organismu je spojeno se stárnutím buněk, které tvoří pojítko, jak lze jednotlivé mechanismy stárnutí pozorovat. K pozorování nám slouží buněčné linie, které jsou uloženy ve speciálních kultivačních médiích, a při dodávání stravy lze pozorovat samotný proces stárnutí (Linnane et al. 1992, s ). 9

10 Cíl práce Cílem bakalářské práce je formou literární rešerše vytvořit přehled, který popisuje základní procesy, které jsou spojené se stárnutím, jejich ovlivnění endogenními a exogenními faktory a průběh na buněčné úrovni a dále popsat bio-socio-kulturní souvislosti, které jsou důležitým činitelem v procesu stárnutí. 10

11 1. Význam délky života z hlediska životní historie Life history theory předpokládá, že plán a trvání klíčových událostí v životě organismu, jsou utvářeny přirozeným výběrem pro vytvoření co největšího počtu přeživších potomků. Mezi nejhlavnější události patří mladistvý vývoj, věk pohlavní dospělosti, počet potomků, úroveň rodičovské investice, stárnutí a smrt. Všechny tyto události jsou závislé na fyzickém a ekologickém prostředí organismu. Tato teorie je závislá na principech evoluční biologie a ekologie (Sacco et al. 2012, s. 1) r/k selekční teorie r/k selekční teorie pojednává o výběrových tlacích, které určují reprodukční strategii. Centrální kompromis life history theory je počet potomků vs. načasování reprodukce. Organismy s R-výběrem partnera, jsou vhodné k životu v nestabilním prostředí, mají vysokou rychlost růstu a tendenci produkovat vysoký počet potomků s minimální rodičovskou péčí. Jejich délka života bývá podstatně kratší. Na druhou stranu organismy s K-výběrem partnera produkují relativně menší počet potomků v delším časovém úseku s velkou rodičovskou péčí. Jsou vhodnější pro život ve stabilnějším prostředí, ve kterém se mohou spolehnout na dlouhou životnost a nízkou míru úmrtnosti, která jim zajistí reprodukci potomstva s minimální úmrtností (Sacco et al. 2012, s. 1-2). Etnografické příklady mohou ilustrovat, jak rozdíly v místní ekologii mohou ovlivnit normativně dobré nebo špatné reprodukční strategie, jako příklad můžeme uvést lid brazilské maternální společnosti Canela, kde jsou ženy sexuálně neomezeny. Existují zde komunitní obřady, kde jsou ženy povzbuzovány k tomu, aby měly pohlavní styk s jinými partnery, než je ten jejich. Muži to podporují a je pro ně společensky nepřípustné, aby ukázali žárlivost na jiné muže. Za ekologické vysvětlení je možné považovat to, že ženy si tak pojistí několik mužů, kteří budou investovat čas a budou chránit své děti, protože mezi muži v Canela panuje velmi vysoká úmrtnost (Hrdy 1999 cit. Figueredo et al. 2006, s. 248). Sexuální promiskuita, nejistota ohledně budoucích zdrojů a vysoká míra úmrtnosti jsou charakteristiky svědčící o snížené K (Figueredo et al. 2006, s. 248). Postupem času dochází ke snížení matrilineárních společností a jsou nahrazovány patrilineárními společnostmi (pokud jsou tedy prostředky předávány po mužské linii). Předpokládá se, že když je muž schopný monopolizovat bohatství, tak si bude vybírat ženu dle materiálních zdrojů (Hrdy 1999 cit. Figueredo et al. 2006, s. 248). Patrilineární společnost klade mnohem větší důraz na otcovskou jistotu a posiluje mužské příbuzenské svazky. Je to dáno tím, že když muž investoval mnohem větší úsilí do potomků, tak se stal větší jistotou (Hrdy 1999 cit. Figueredo et al. 2006, s. 248). Větší předvídatelnost zdrojů z důvodu intenzivnějšího 11

12 zemědělství a větší otcovské investice do potomků je charakteristické pro organismy s K- výběrem partnera (Figueredo et al. 2006, s. 248). Mezi relativní výhody organismů s K-výběrem partnera patří, že přes odkládání reprodukce a investice do menšího počtu potomků by se dalo očekávat, že se sníží i pravděpodobnost kojenecké úmrtnosti a negativní zdravotní příhody a na druhou stranu se zlepší přístup ke zdrojům díky posílené vzdělávací příležitosti (Figueredo 2000 cit. Figueredo et al. 2006, s. 248). Investice do mnohem menšího počtu potomků, mělo zajistit pravděpodobnost delšího přežití a zvýšit zdatnost v pozdějším životě (Hrdy 1999 cit. Figueredo et al. 2006, s. 249). Další očekávaný přínos K-výběru partnera v dnešní průmyslové společnosti je pravděpodobné zvýšení socioekonomického statusu a jeho související výhody včetně zvýšené investice rodičů do potomků. Podle studie How are world cities responding to the challenges of population aging (Rodwin, Neuberg 2005 cit. Figueredo et al. 2006, s. 249), která byla prováděna mezi čtyřmi hlavními kosmopolitními městy, docházelo k mnohem větší kojenecké úmrtnosti, když byl v oblasti nízký příjem a stabilní porodnost. V těchto oblastech byla také hlášena velká spousta nechtěných těhotenství. Geary (2000 cit. Figueredo et al. 2006, s. 249) přezkoumal vztah mezi sociálně-ekonomickým statusem a rizikem dětské úmrtnosti a zjistil, že vztah je velmi silný mezi kulturami společností, které neprošli demografickými změnami (Figueredo et al. 2006, s. 249). 2. Dlouhověkost v přírodě V přírodě je velká spousta organismů, kteří se mohou řadit mezi rekordmany v délce života. Dlouhověkost je jev, který je ovlivněn mnoha aspekty, mezi které patří například prostředí, ve kterém se daný organismus vyskytuje. Podmínky prostředí jsou svými vlastnostmi natolik unikátní, že dovolují organismu žit tak dlouhý život. Ve spojení s genetickou výbavou daných organismů tvoří neoddělitelné celky (Internet 3). V chladných mořích poblíž Antarktidy se vyskytují živočichové, kteří patří do druhu rohovití a kmene houbovci. Jedná se o houbu Cinachyra antarctica (Obr. 1) a nejvyšší věk, který byl u tohoto živočicha zaznamenán je 1550 let. Houba Cinachyra antarctica patří mezi prajednoduché vodní živočichy houbovce (Porifera), dříve známé jako houby. Absolutní stáří u této houby však změřeno nebylo, ale bylo pouze odhadnuto na základě ročních přírůstků. Důvodem tak vysokého věku je, že v tak chladných vodách dochází k přírůstku velmi pomalu. A dalším důvodem je nízký počet přirozených nepřátel v daném prostředí (Internet 3). 12

13 Obrázek 1: Cinachyra antarctica, (Internet 4). Dalším dlouhověkým živočichem je Arktika islandská (Arctica islandica) (Obr. 2), jedná se o škebli, která patří do třídy mlži a kmene měkkýši (Internet 3). Škebli můžeme nalézt na severní polokouli a objevuje se na místech, která sahají přes severní Atlantik až do Virginie. Také ji nalezneme na západním pobřeží Atlantského oceánu a Barentsově moři na východě (Begum et al cit. Gruber et al. 2014, s. 38). V těchto místech se nacházejí dobré podmínky pro jejich život, jako je například salinita, teplota vody a dostupnost kyslíku (Bašová et al cit. Gruber et al. 2014, s. 38). Nejdéle žijící jedincem tohoto druhu, jehož věk je více než 500 let, byl nalezen na severovýchodě Islandu. V Irském moři se nacházejí jedinci, jejichž průměrný věk je kolem 220 let. Délka života tohoto jedince je velice závislá na podmínkách prostředí, které byly zmíněny výše (Gruber et al. 2014, s. 38). Obrázek 2: Arctica islandica (Internet 5). Mezi známého dlouhověkého živočicha, který se dožívá vysokého věku, patří Želva obrovská (Dipsochelys dussumieri) (Obr. 3), která náleží do třídy plazi a kmene strunatci (Internet 3). Tato obří želva se vyskytuje v západní oblasti Indického oceánu. Želva obrovská je suchozemský organismus, který se vyskytuje 13

14 nejen v lese, ale také v mangrovových bažinách, u pobřežních dun a na pláži. Délka života Želvy obrovské, která žije ve volné přírodě je neznámá. Odhadovaná délka dožití je 100 a více let. Podle odhadů, které byly provedeny v jedné zoo a to podle krunýře, je věk této želvy 176 roků. (Stoddarta et al cit. Internet 23). Obrázek 3: Dipsochelys dussumieri (Internet 6). Mezi rybami se najdou dlouhověcí ve třídě paprskoploutví, čeledi kaprovití a patří zde japonský kapr Koi (Cyprinus cardo f. koi) (Obr. 4) (Internet 3). Jedná se o formu okrasného kapra, který byl vyšlechtěn z divoké formy kapra. Kapr Koi je oblíbenou ozdobou japonských rybníčků (Internet 24). Nejvyšší zaznamenaný věk, který se podařilo zachytit je 226 let. Ve skutečnosti se jedná o okrasného kapra, který byl vyšlechtěn z divoké formy (Internet 3). Obrázek 4: Cyprinus cardo f. koi (Internet 7). 14

15 Za nejstaršího savce je považována Velryba grónská (Balaena mysticetus) (Obr. 5), která patří do třídy savci a kmene strunatci (Internet 3). Velryba grónská se vyskytuje v severní části Atlantského oceánu a nejvyšší zaznamenaný věk u tohoto savce je 211 let. V chladných vodách oceánu je vysoká produkce biomasy. Základem potravního řetězce je zde obrovská produkce fytoplanktonu, který je následovaný zooplanktonem. Velryby grónské proto i v době rozmnožování zůstávají v oblasti s vysokou produkcí biomasy a nemají tendence odplouvat do teplých vod, jako řada jejich příbuzných (Internet 3). Věk těchto velryb je určován zaprvé na základě nálezů zbylých kousků harpun, které se v těle velryb nalézají a pochází zhruba z přelomu Století. Přesnější metoda určování věku těchto velryb probíhá na základě měření hladiny aminokyseliny v jejich očních čočkách (Internet 25). Obrázek 5: Balaena mysticetus (Internet 8). Věkovým extrémistou z říše ptáku je papoušek z rodu Ara (Ara ararauna) (Obr. 6), který patří do třídy ptáci a kmene strunatci. Papoušek Ara se vyskytuje v Jižní Americe a nejvyšší zaznamenaný věk je u něj 111 let. Svobodný život v přírodě je pro zvířata naprosto ideální, avšak k dlouhověkosti moc nepřispívá. Hlavním důvodem jsou především predátoři. Neustálý stres a strach z predátorů nepřispívá k dlouhému životu. Naproti tomu život v zajetí, může obsahovat veškerou péči. Zajištěná péče může být důvodem zkvalitnění a prodloužení života (Internet 3). 15

16 Obrázek 6: Ara ararauna (Internet 9). Živočichové, kteří jsou výše zmínění, jsou důkazem toho, že dlouhověkost existuje i jinde, než uměle navozená či kontrolovaná u živočichů a buněčných linií v laboratořích. Mezi nejvíce používaný modelový organismus, který bývá uváděn ve studiích stárnutí, jejichž cílem je objasnit mechanismy, které jsou v počátcích a následně v samotném průběhu stárnutí, je octomilka obecná (Drosophila melanogaster) (Obr. 7) (Internet 3). Vliv stresu na stárnutí a následné rysy chování bývá studován na vybraných liniích Drosophila melanogaster. U některých linií bylo prokázáno, že stárnutí probíhá pomaleji, ale na druhou stranu bylo dokázáno, že kontrolované laboratorní prostředí zcela neodpovídá prostředí, ve kterém se Drosophila melanogaster běžně vyskytuje (Wit et al. 2013, s. 1189). V těchto studiích je pozorováno na vybraných liniích různě starých much stárnutí vlivem okolní teploty. Stáří se pohybuje v rozmezí 2, 5, 10 a 15 dní. Mouchy byly propuštěny do prostředí bez přirozených zdrojů potravy. Kontrolní vzorek much byl testován v prostředí s nízkou, střední a vysokou teplotou. Byla studována schopnost much lokalizovat a dosáhnout zdroje potravy. Ve výsledcích se ukázalo, že mouchy středního věku byly mnohem lepší ve vyhledávání potravy než mouchy starší a mladší. Teplota výrazně neovlivnila schopnosti much při hledání potravy a výsledku to znamená, že mouchy středního věku, které jsou v reprodukčním věku, mají mnohem větší fitness a tudíž i potenciál ve vyhledávání zdrojů potravy (Wit et al. 2013, s. 1190). 16

17 Obrázek 7: Drosophila melanogaster (Internet 10). 3. Stárnutí mnohobuněčného organismu přehled biologických teorií stárnutí Stárnutí je jev multifaktoriální, proto jej žádná teorie nemůže beze zbytku vysvětlit. Stárnutí lze definovat jako progresivní nepříznivou ztrátu schopnosti se adaptovat, která způsobuje větší zranitelnost, sníženou vitalitu a zhoršení životního očekávání (Hrůza 1966, s. 7). Předpokládá se, že rychlost stárnutí je u člověka hluboce geneticky zakódována. Stárnutí znamená souhrn veškerých známých procesů, které probíhají s časem a mají z pravidla nevratný charakter, který směřuje k smrti. Jeden z hlavních příznaků, který ke stárnutí patří, je pokles životaschopnosti a to je ovlivněno časem. Všechny druhy homoiotermních živočichů (tedy i člověk) stárnou bez výjimky. Výjimky z tohoto pravidla lze najít u poikilotermních živočichů. Například o mořské sasance se tvrdí, že vůbec nestárne. Téměř každý živočich stárne a s věkem roste pravděpodobnost smrti. Protože staří jedinci jsou daleko méně odolní vůči okolním podmínkám, chorobám a dalším vlivům, které na ně z okolního prostředí působí, je pravděpodobnost mnohem vyšší. Pokles odolnosti, rezistence patří k nejdůležitějším změnám, které stárnutí způsobuje (Hrůza 1966, s. 7) Přehled biologických teorií stárnutí Živá hmota začíná a končí tam, kde začíná a končí přeměna a výměna látek (Hrůza 1966, s. 62). Je známé, že příjem látek organizmem slouží k jejich využití a to jak k vytvoření energie, tak k výstavbě funkčních jednotek. Následná tvorba odpadních látek a jejich vyloučení je nezbytné k normální existenci organizmu. Proto je výměna látek společná pro všechny živé organizmy a to od jednobuněčných, bakterií, rostlin a bez výjimky i člověka. Tato výměna látek je zprostředkována pomocí celé řady enzymů, bez kterých by výměna neprobíhala, anebo probíhala, ale zcela pomalu (Hrůza 1966, s. 62). 17

18 3.2. Evoluce a stárnutí V evoluční teorii stárnutí se hovoří o tom, že gen, který škodí a poškozuje naše tělo v pozdním věku, nemůže být selekcí de facto vyřazen. Zvláště pak v případě, že gen patří do skupiny genů, které ve vícenásobném účinku více genů dává schopnost reprodukce v dřívějším věku. Už při pohledu na to, že samci se mohou rozmnožovat v téměř libovolném věku, naproti tomu samice nejen člověka, ale i některých lidoopů či velryb se ve vyšším věku dostávají do období menopauzy. V tomto období už život z hlediska genů nepřináší žádný primární prospěch. Proč potom žít déle? Standardní výklad tvrdí, že i starší jedinci napomáhají svým dětem a vnoučatům během růstu a vývoje, tudíž i svým genům (Internet 1). Během vlastní evoluce došlo k odlišnému rozvoji jednotlivých mechanizmů, které přežití druhu umožňují. Specifické živočišné adaptace spočívají v tom, že někteří živočichové soustředí veškerou svou energii do rozmnožování (chobotnice, losos, úhoř atp.) a poté nastává rychlé stárnutí a smrt. Samotná reprodukce pro ně znamená terminální stádium života. Na proti tomu se u některých živočichů objevily fyziologické pochody, které umožňují efektivní rozmnožování, a tím i přežití druhu (Otová 2004, s. 73). Evoluci stárnutí lze pozorovat na evoluci mnohobuněčného organizmu. Evoluce od jednobuněčných k mnohobuněčným organizmům, u kterých docházelo k postupnému vývoji a tvorbě specializovaných buněčných struktur, měla vést k rychlejší a efektivnější adaptaci k prostředí a zabezpečit tak přežití. Život organizmu v prostředí, kde působí jak vnější, tak vnitřní faktory si vyžaduje vývoj mnoha různorodých mechanismů. K těm nejvýznamnějším mechanismům patří například ten, který napomáhá k reparaci poškozené DNA, antioxidanty mechanismy, které pomáhají zvládat stres a jeden z nejdůležitějších je imunitní systém, který dokáže rozpoznat cizorodé a abnormální elementy a likvidovat je. K těm méně významným patří mechanismy, které kontrolují biologické načasování dobrého období pro reprodukci. Významnou roli v evoluci hraje selekce (Otová 2004, s. 74). Od počátku existence moderního člověka se průměrná délka lidského života postupně zvyšuje. Rychlost stárnutí a také délka života živočichů, včetně člověka jsou řízeny pomocí dvou hlavních skupin faktorů: genetická složka, která zabezpečuje druhově specifickou způsobilost vykonávat typické biologické procesy, které jsou velice důležité pro žití a reprodukci; vlivy prostředí, které působí na genetickou výbavu jedince (Otová 2004, s. 74). 18

19 4. Buněčné aspekty stárnutí Buněčné dělení a stárnutí je schopnost buněk, která je u normálních lidských buněk a zdravých tkání omezená. Po určitém počtu buněčných dělení se buňky přestanou dělit, či tu schopnost ztrácí stárnou. Proliferační aktivita je pozorována u buněčných linií, které jsou v in vitro podmínkách. U buněk takto pozorovaných jsou viditelné morfologické, biochemické a funkční rozdíly v procesu stárnutí, oproti buňkám, které se běžně používají. Běžným typem buněk, které se jako model používají, jsou lidské fibroblasty. Pokusy, na které byly použity lidské tkáně, gamety, embrya a buněčné kultury byly oficiálně schváleny. Všechny tkáně byly odebrány pacientům (na základě souhlasu využití tkání pro vědecké účely), kteří podstoupili vyšetření, při kterém byl odběr tkáně nedílnou součástí. Stejně tak i ostatní nenádorové buněčné linie se po určitém množství buněčných dělení přestanou dělit zestárnou, i přes to, že v kultivačním médiu mají všeho dostatek (Otová 2004, s. 74). Počet buněčných cyklů (jedním buněčným cyklem je míněna interfáze a mitóza) je omezený a souvisí s tzv. replikativním stárnutím, s replikativní senescencí. Ta znamená zástavu buněk v G1-fázi buněčného cyklu (Otová 2004, s. 74). Dochází-li k pravidelné výměně kultivačního média, buňky nemusí po zástavě replikace odumírat. Mohou v buněčné kultuře setrvávat i několik let. Jak často a jak dlouho dochází k dělení lidských fibroblastů, pozorovali a popsali L. Hayflick a P. Moorhead (1961 cit. Otová 2004, s. 75). Zjistili, že buňky v buněčné kultuře jsou mitoticky aktivní jen po určitou dobu. Později byly tyto výsledky pozorovány i u jiných typů buněčných kultur - endoteliálních buněk, epidermálních keratinocytů, adrenokortikálních buněk, buněk hladkých svalů, gliálních buněk, T-lymfocytů, ß-buněk pankreatu aj. Omezené buněčné dělení v in vitro podmínkách se nazývá Hayflickův limit (Sarkar, Shinton 2001 cit. Otová 2004, s. 75; Hornsby 2011, s ). Na rozdíl od buněčných linií odvozených od zdravých buněk, je možné nádorové buňky v in vitro podmínkách kultivovat neomezeně dlouho, jsou tzv. nesmrtelné (Baker, Martin 1997 cit. Otová 2004, s. 75). Klasickým příkladem jsou (HeLa) buňky jedná se o buňky karcinomu děložního čípku. Ty je možné udržet v in vitro podmínkách déle než 50 let (Otová 2004, s. 75). Stárnutí celého organizmu je nepochybně spojeno se stárnutím buněk v jednotlivých fázích. Pozorování buněk je založeno na korelaci mezi stářím dárců buněk a proliferací buněk v in vitro podmínkách. Závěry těchto pokusů jsou zcela jednoznačné. Mnoho studií popisuje, že buňky, které jsou získány od starších jedinců, mají mnohem menší replikační kapacitu, než buňky, které jsou získány od mladších jedinců. Mezi nejrychleji se množící buňky zajisté patří fibroblasty, které jsou získané z lidských plodů. Samozřejmě i takto mladé buňky v in vitro podmínkách prodělají omezené množství buněčného dělení, ale o proti fibroblastům, které pochází od starších jedinců, je jich mnohem více (Baker, Martin 1997 cit. Otová 2004, s. 75; Sarkar, Shinton 2001 cit. Otová 2004, s. 75). Tyto údaje byly zpřesněny longitudinální studií (Baltimore Longitudinal Study of Ageing), 19

20 která za daných podmínek přehodnotila předchozí nálezy (Cristofalo et al cit. Otová 2004, s. 75). Bylo potvrzeno, že kultivované buňky mají omezenou možnost replikace. Ale na druhé straně bylo stanoveno, že ten stejný typ buněk od jednoho stejného dárce v jeho různém věku má stejný proliferační potenciál. Na druhou stranu bylo zjištěno, že rozdíl v proliferační aktivitě se objevuje jen mezi buňkami fetálními a postnatálními. Tento odlišný závěr je autory vysvětlován identickými podmínkami všech provedených biopsií a kultivací, samotným pokrokem v laboratorních technologiích a znalostí zdravotního stavu jedince (Cristofalo et al cit. Otová 2004, s. 75). Zdravotní stav je v tomto případě velice důležitý, protože například u lidí, kteří mají cukrovku, nebo mají jen prediabetické stádium (například osoby s metabolickým syndromem osoby s porušenou glukózovou homeostázou), je proliferační aktivita dokonce i v in vitro podmínkách zkrácená (Internet 2). Stárnutí bývá doprovázeno i změnami na telomerách, které jsou nepostradatelnou součástí DNA jaderných chromozomů tvoří jejich konce. Telomery sehrály také velmi důležitou úlohu během evoluce, přispěly totiž k tvorbě nových karyotypů a patří mezi klíčovou součást meiotických chromozomů. Telomery jsou potřebné k vytvoření synapse mezi homologními součástmi chromozomů v profázi prvního meiotického dělení a je na nich závislý proces rekombinace. Telomerická DNA je takzvaný hlídač genomu. Telomery napomáhají tomu, aby nedocházelo po každém buněčném cyklu ke zkracování DNA jaderných chromozomů. S jejich funkcí je spojováno i stárnutí. Chromozomy, které je neobsahují, jsou nestabilní a můžou proto tvořit abnormální (aberantní) chromozomy (Alberts 1997 cit. Otová 2004, s. 77; Baker, Martin 1997 cit. Otová 2004, s. 77). Telomery tvoří repetitivní sekvence nukleotidů, které se spojují se specifickými proteiny. Proteiny, na které se telomery váží, je ochraňují proti degradačním a reparačním enzymům, které by je mohly bez vazby na specifický protein považovat za poškozený úsek DNA. Telomery jsou tvořeny sty až tisíci opakujícími se kopiemi, ve kterých se vyskytuje 5 až 8 nukleotidů a je zde převaha guaninu (G). Počet těchto opakování je druhově specifický (Wright et al. 1996, s ). Enzym, který je zodpovědný za vznik telomerických sekvencí se nazývá telomeráza. Ten přidává jednotlivé telomerické sekvence k 3 konci existující jednovláknové DNA. Takové prodlužování vláken ještě před replikací je ochranou, prevencí, před zkracováním telomer, ke kterým dochází během replikace DNA. Délka telomer je závislá na aktivitě telomerázy a souvisí také s funkční a proliferační aktivitou buněk. Aktivita telomerázy se nevyskytuje u somatických buněk, proto u nich dochází ke zkracování telomer po každém buněčném dělení. Během každého replikačního cyklu je takto DNA telomer zkrácena o 50 až 200 párů bází (Hornsby 2011, s. 190; Otová 2004, s ). Prvotní výzkumy tkání u šestnácti týdenního fétu prokázaly vysokou telomerázovou aktivitu v játrech a střevech, detekovatelnou aktivitu v plicích, kůži, svalech a ledvinách a velice nízkou nebo žádnou aktivitu 20

21 v mozku a kostech. Ve srovnávacích testech tkání od fétu, nově narozeného a dospělého jedince se prokázalo to, že telomerázová aktivita skončila narozením jedince. Proto existují úvahy a tvrzení, které nepopírají to, že kdyby se podařilo znovu aktivovat enzym telomerázu, tak by nedocházelo ke zkracování telomer a tudíž by se zpomalil i průběh stárnutí lidských buněk, což by mělo pozitivní vliv na léčbu či průběh některých nemocí, např. progerie (Wright et al. 1996, s ). Na druhou stranu, jako důkaz toho, že dochází ke zkracování telomer, byly provedeny pokusy na buněčných liniích fibroblastů a lymfocytů, které byly přechovávány v in vitro podmínkách. V tomto pokusu bylo prokázáno, že během jednoho buněčného dělení dochází ke ztrátě 100 párů bází, což vede k výsledku, kdy po cca. 125 mitotických děleních dochází ke kompletní ztrátě telomer. Experimenty ukázaly a potvrdily, že zkracování telomer jednoznačně souvisí se stárnutím (Pandita 2002 cit. Otová 2004, s. 78). Funkce telomerázy byla také zkoumána na knock-out myších (tj. u myší, u kterých došlo k záměrné inaktivaci nějakého genu), které mají vyřazeny gen kódující enzym telomerázu (Harley 2002 cit. Otová 2004, s. 78). U takto modifikovaných zvířat byly pozorovány projevy dyskeratosis congenita (jedná se o autozomálně dědičnou chorobu, která postihuje zejména chlapce a vyznačuje se značnou heterogenitou v klinických projevech; retikulární pigmentace kůže, dystrofie nehtů aj.) (Savage et al. 2009, s. 215). U lidí, u kterých byly objeveny zkrácené telomery, se projevují různé defekty tkání, zhoršená regenerace, hojení poranění a zvýšený výskyt některých nádorů (Pathak et al cit. Otová 2004, s. 78). Nestabilita genomu, která je vyvolána zkrácením telomer, může být považována za jednu možnou příčinu vzniku některých nádorových onemocnění. Proto některé druhy nádorů mohou být považovány za geneticky podmíněné onemocnění starých buněk, ve kterých došlo k nahromadění mutací během procesu stárnutí (Otová 2004, s. 79) Volně radikálová teorie stárnutí Z mnoha teorií stárnutí patří k těm nejdůležitějším i volně radikálová teorie stárnutí. Vysvětluje nám příčinu a původ některých nemocí a poruch, které se během procesu stárnutí objevují. Volné radikály poškozují glycidy, lipidy a DNA. Ve stáří klesá antioxidační obrana, která je tvořena redukovaným glutationem, glutationperoxidázou, katalázou, karotenoidy, estrogeny, Mg, Zn, Se a podobně se snižuje schopnost opravovat i poškozené biomolekuly. Antioxidanty působí jako lapače volných radikálů, ROS inaktivátorů a mnoha dalších látek, které v organismu způsobují stárnutí buněk, poruchy cyklů a různá onemocnění. Naproti tomu v těle stoupají produkty mnoha oxidací, což vede ke vzniku mnoha onemocnění a poruch, mezi které například patří diabetes mellitus, zhoubné nádory, ateroskleróza, katarakta, choroby kůže, zubů, uší, degenerativní choroby mozku Alzheimerova a Parkinsonova choroba, amyotrofická laterální skleróza, roztroušená skleróza, ale i revmatoidní artritida a další. Volné radikály mohou mít také vliv na osteoporózu a mohou také výrazně snižovat 21

22 imunitu. Ještě není dostatečně prokázáno, zda antioxidanty prodlužují život, ale zajisté brání před předčasnou smrtí. Proto výzkumy, různých směsí antioxidantů a jejich preventivní využívání povedou zajisté k prodloužení života (Holeček et al. 2005, s. 30; Linnane et al. 1992, s. 195). Mezi nejdůležitější antioxidanty, které se v krvi vyskytují, patří kyselina močová, bílkoviny, vitamíny C a E, karotenoid; nejdůležitějšími intracelulárními antioxidanty jsou glutation a thioredoxin reduktáza. Další kritickým cílem poškození volnými radikály patří DNA molekuly. Zvýšení aktivity antioxidačních enzymů snižuje počet předčasných úmrtí, ale zásadně neovlivňuje délku života (Holeček et al. 2005, s. 30). Mitochondrie (biologické hodiny stárnutí), které patří nejen mezi hlavní zdroj energie, ale i tvorbu volných radikálů, také obsahují vlastní mitochondriální DNA a jsou prvním cílem útoku volných radikálů. Každá lidská buňka je denně napadena až krát volnými radikály a buňky u myši až krát. Rychlost stárnutí je závislá i na velikosti metabolismu, proto čím je vyšší metabolický obrat, tím je vyšší i oxidační stres (Holeček et al. 2005, s. 28). 5. Genetické aspekty lidské dlouhověkosti Jedním z hlavních genetických aspektů pro lidskou dlouhověkost je zachování správné funkce somatické buňky. Pokusy, které byly prováděny na myších, všemu nasvědčují. Budeme-li schopni omezit množství vznikajících mutací, které vedou k narušení replikace a dalších cyklů v DNA, třeba tak bychom se mohli dočkat dlouhověkosti. Narušení buněk způsobují exogenní a endogenní vlivy. Mezi hlavní endogenní činitele patří zejména vedlejší produkty metabolismu, kam řadíme ROS (reaktivní formy kyslíku, které jsou odvozeny z oxidativního dýchání a peroxidace lipidů), kromě toho DNA může být poškozena náhodně vznikajícími mutacemi, které vedou k nesprávné replikaci a následné opravě DNA. Ale nejenom endogenní vlivy mají negativní působení, také exogenní vlivy způsobují poškození. Mezi ně patří například UV záření, ionizující záření a některé druhy chemických látek. Z pokusů na myších bylo dokázáno, že poškození DNA se zvyšuje s věkem. Také bylo prokázáno, že u některých myší se projevy stárnutí objevují dříve. A to i v závislosti na potravě (Wen-Hung et al. 2010, s. 71). Také bylo prokázáno, že s věkem se snižuje funkce frontálního kortexu tedy části mozku, která je zodpovědná za antioxidativní působení během stresu a také za opravu poškozené DNA (Hasty 2005, s. 72). 22

23 5.1. Antioxidanty Antioxidanty zajisté patří mezi jeden hlavní genetický aspekt, který je spojen se stárnutím organismu, proto se nanomedicína, jakož to jedna z velice rychle se rozvíjejících oblastí, snaží přispět k rozvoji nových metod používání antioxidantů. Byly vynalezeny nanočástice, které vlastní antioxidační vlastnosti a v poslední době se ukázaly jako dobré terapeuticky účinné látky, které jsou používány jako prevence stárnutí a poruch organismu, to znamená ke zvýšení kvality života. Používaní antioxidačních nanočástic je narůstajícím fenoménem v biomedicínských, farmaceutických, kosmetických a potravinářských kruzích (Narayanan 2013, s. 32). Nanomedicína je interdisciplinární oblast, která zahrnuje různé předměty vědy jako je fyzika, materiálové vědy, biologii a inženýrství. Po desetiletí bylo k dispozici mnoho léků, kterými se řešily potíže, které souvisejí s nemocemi a problémy spojené se stárnutím. Nicméně tyto léky mají vedlejší účinky. Problémy mohou být řešeny pomocí netoxických nanočástic kovů, jako je zlato, stříbro a platina. Dále nanočásticemi nekovů jako jsou fullereny a jejich deriváty, nanočásticemi oxidů kovů jako je oxid ceru, oxid yttria a mnohými dalšími organickými a polymerními nanočásticemi. Nanočástice vykazují dlouhodobé antioxidační účinky a vlastnosti tlumící oxidativní stres tím, že pronikají do specifických oblastí tkání a orgánů. Jejich účinky jsou prokazatelné i při minimálních koncentracích (Narayanan 2013, s ). Podle teorie volných radikálů a teorie hromadění oxidačního poškození je stárnutí největší překážkou k dlouhověkosti. Hlavním důvodem je akumulace oxidativně poškozených buněčných makromolekul, jako jsou například DNA (Obr. 8), proteiny a lipidy, což vede ke ztrátě funkce a k usmrcení buněk a následně i organizmu (Shadyab et al. 2015, s. 5). 23

24 Obrázek 8: Reakce hydroxylového radikálu s DNA následné poškození (Rajmontová 2011, s. 11). Lidé využívají molekulární kyslík pro metabolismus, což vede k produkci vysoce reaktivních forem kyslíku ROS a reaktivních forem dusíku RNS obsahující volné radikály jako je superoxid, hydroxyl, oxid dusný, oxid dusičitý a mnohé další. Hromadění těchto volných radikálů způsobuje změnu inhertních vlastností buněk, jako je například tekutost membrány, transport iontů, ztráta enzymové aktivity, inhibice syntézy proteinů, poškození genetického materiálu, což nakonec vede k buněčné smrti. Reaktivita volných radikálu je založena na specifičnosti jejich elektronické konfiguraci nepárových elektronů ve vnějších orbitalech, které se mohou párovat s dalšími elektrony neradikálových sloučenin. Po spárování dochází ke vzniku radikálů. Tvorba volných radikálů je obvykle vedlejším produktem biochemických procesů zapojených do metabolismu (Narayanan 2013, s. 31). 24

25 5.2. Reparace DNA I když stárnutí je typické pro eukaryotní organismy, tak jejich molekulární podstata začíná být teprve odhalována. Stárnutí může zahrnovat různé poškození buněčných složek, ale nedokonalá funkce jaderné DNA patří mezi hlavní a kritický faktor v průběhu stárnutí. Pokud není přesně opravena jaderná DNA, tak tato nepřesnost vede k tvorbě mutací. Jaderný genom je přítomen pouze u dvou až čtyř kopii na buňku, což je činí náchylnějšími. Cytogenetické léze, mezi které patří translokace, inserce a další fragmentace DNA se hromadí ve stárnoucích buňkách lidí a myší. Myši s integrovanými reportérovými poli umožnily odhady výskytu bodových mutací, které souvisejí s věkem. Tyto analýzy ukázaly značné rozmanitosti mutačních spekter mezi různými tkáněmi. Vyskytující se rozdíly pravděpodobně odráží funkční vlastnosti těchto tkání, jako je například mitotická rychlost, transkripční aktivity a působení specifických systémů pro opravu DNA (Lombard et al. 2005, s. 497). Existuje mnoho zdrojů poškození DNA. Kromě exogenních zdrojů, jako je ionizující záření a genotoxické látky, jsou zde endogenní zdroje, jako jsou chyby replikace, spontánní chemické změny v DNA, naprogramované dvojité zlomy (DSB) (ve vývoji lymfocytů) a DNA poškozující činidla, která jsou normálně přítomna v buňkách (Lombard et al. 2005, s. 497) Imunitní systém Imunitní systém je důležitá věc pro ochranu těla. Pomáhá se tělu přizpůsobovat různým prostředím a následně se bránit různým onemocněním, která mohou se změnou prostředí souviset. Avšak s věkem působnost adaptivní funkce imunitního systému klesá a to z důvodu poklesu tvorby naivních lymfocytů v kostní dřeni a brzlíku (thymus), stejně tak rozšíření nekompetentních paměťových lymfocytů (Krejsek 2005, s. 36). Adaptivní imunitní systém je vybaven dvěma klíčovými zbraněmi: enormně rozmanitou populací lymfocytů, které jsou schopné rozpoznávat antigeny (naivní lymfocyty) a velmi dlouho žijící lymfocyty, které už mají zkušenost s antigenem (paměťové lymfocyty). I přes kontinuální pokles naivních lymfocytů (Obr. 9) a nedokonalou údržbu paměťových lymfocytů po pubertě, je adaptivní imunitní systém nastaven tak, aby se dokázal vyrovnat změnám, které souvisí se stárnutím organismu a je schopen bránit se většině patogenů. Pouze v pozdní fázi života se postupným poklesem adaptivních funkcí imunitního systému vytvoří zranitelnost, která způsobuje starým lidem malou odolnost vůči nemocem a infekcím (Weng 2006, s. 496). Imunosenescence popisuje stav hluboké změny v imunitním systému, který souvisí s věkem. Tyto změny se projevují celkovým poklesem imunity (antigen-specifické). Na buněčné úrovni se tomu rovná pokles naivních lymfocytů, jak již bylo zmíněno výše a to z důvodu poklesu funkce thymu vytvářet T-buňky, jakož i úbytek kostní dřeně ve které se dříve tvořily progenitorové buňky (Krejsek 2005, s. 36). 25

26 Obrázek 9: Změny počtů lymfocytů u starých lidí (upraveno dle: Weng 2006, s. 495) Mikrochimérismus Mikrochimérismus je jednou z nadějí, jak ovlivnit imunitní systém a s ním i spojené reparační mechanismy. Jedná se o novou teorii vědců, která vyvrací dřívější učebnicovou teorii o buněčném složení našeho těla. Jistotou je, že jsme složeni z buněk, které jak je známo, vznikly dělením a diferenciací zygoty (vzniklé po oplození vajíčka spermií). A tím došlo ke splynutí genetického materiálu otce a matky. U mikrochimérismu se berou v potaz buněčné populace, které si jsou geneticky příbuzné. Jedná se o děj, který je spojený s rozmnožováním (otázka příbuznosti) a buňky, které cestují z jednoho těla do druhého: a) buňky diferencujícího se embrya do matky, b) buňky matky do embrya, c) buňky embryí mezi sebou. Všechny tři možnosti byly jednoznačně pozorovány. Navíc buňky, které takto vycestovaly, se v novém těle zabydlí na dlouhou dobu a někdy i natrvalo (Černý 2010, s. 416). Prokázání dlouhodobého přežívání fetálních buněk v těle matky bylo událostí, jež otevřela celou oblast bádání, kterou vlastně nikdo nehledal a nepotřeboval (Černý 2010, s. 416). 26

27 Mikrochimérismus a reparace Z počátku byl mikrochimérismus považován za užitečný jen ve spojení se správným průběhem těhotenství. Avšak jeho přetrvání vede k poruchám autoimunitního charakteru. Překvapení přichází teprve s tím, že mikrochimérismus má pozitivní vliv na reparaci. Veškeré pokusy, na kterých byla pozitiva mikrochimérismu pozorována, byly prováděny na myších (nejlépe knock-out myších, na kterých je působení mikrochimérismu patrnější). Jak vyplývá z demografických tabulek, ženy se dožívají vyššího věku než muži. Možnou příčinou tohoto rozdílu je funkční feto-maternální mikrochimérismus, který nejen že působí imunosupresivně, ale tyto buňky mají také velký diferenciační potenciál. Pravděpodobně se jedná o variantu mezenchymálních kmenových buněk (někteří naopak tvrdí, že se jedná o kmenové buňky krevní řady), jež jsou schopné se podle potřeby diferencovat v jakoukoliv buňku, která je právě potřeba. U pozorovaných myší, se fetální buňky často objevovaly v orgánech, které byly během těhotenství poškozeny. Mnoho experimentů a pokusů nasvědčuje tomu, že právě fetální buňky mají schopnost všestranné diferenciace a následné reparace. Je možné, že hlavním cílem evoluce mikrochimérismu je zajištění co nejfunkčnější matky a imunosuprese je pouhý vedlejší produkt jejich primárně opravných funkcí. Jako vedlejší důsledek oprav pro zajištění co nejkvalitnějšího vývoje plodu získávají ženy oproti mužům jistou výhodu. Přísun nových a o několik dekád mladších reparačních kmenových buněk. Avšak záznamů či statistik o tom, že by těhotenství mělo vliv na dlouhověkost ženy, existuje bohužel minimum (Černý 2010, s. 418). 6. Environmentální a behaviorální aspekty lidské dlouhověkosti Každý z nás žije, dalo by se říci, individuální a neopakovatelný život, z čehož vyplývá, že každý z nás pociťuje a prožívá stárnutí zcela individuálním a neopakovatelným způsobem. Stárnoucí a staří lidé, netvoří jednotnou skupinu, ale naopak velkou sociálně a psychologicky odlišnou skupinu (Gregor 1983, s. 5). Lidé v této věkové kategorii se od sebe odlišují věkem, zdravotním stavem, fyzickou a funkční zdatností, rodinnou situací, sociálním zázemím, vzděláním, ekonomickými podmínkami, životními zkušenostmi a hodnotovým systémem (Kalvach, Onderková 2006, s. 8). A to je důsledkem individuální genetické výbavy a životního stylu. Nikdo z nás není od společnosti izolován, jsme pod neustálým tlakem a podléháme jejím vlivům (Gregor 1983, s. 5). 27

28 6.1. Výživa a stárnutí Ke správné výživě patří dostatečný příjem vitamínů a jejich samotný obsah v organizmu. U starých lidí je známo, že hladiny vitamínů, minerálů a všech potřebných látek výrazně klesají. V tomto případě se doporučuje příjem vitamínu, minerálu a stopových prvků zvýšit a to v podobě stravy, která je obohacená o všechny potřebné látky a v neposlední řadě je to i strava umělá a to v podobě tablet. Potřebu, kterou je nutno doplnit určuje lékař, nikoliv člověk sám (Hrůza 1966, s. 104). Změnou výživy ve stáří, se toho moc nezmění. Důležitá je výživa už během samotného života člověka. V dnešní době se objevuje velké množství obézních lidí, za co je z velké míry zodpovědná strava, ale také genetická predispozice (Holsboer 2009 cit. Gruss 2009, s. 96). U obézních lidí je větší pravděpodobnost výskytu onemocnění a mechanického poškození kloubů a vnitřních orgánů. Tato náchylnost je dána odlišnou metabolickou aktivitou a přeměnou látek. Postižení kloubů a vnitřních orgánů je zapříčiněno mnohem větší vahou a zátěží, která je na ně vyvolávána. Pravděpodobnost smrti je proto mnohem větší u lidí, kteří trpí nadváhou hlavně tedy ve vyšším věku, než u lidí, kteří mají váhu v normě. Samozřejmě i druhý extrém, jimž je podvyživený člověk, je na životě ohrožen stejně jako člověk obézní. U podvyživených lidí je velká pravděpodobnost onemocnění, vlivem sníženého množství živin, které jsou potřebné pro správnou funkci organismu. Převládající příčinou smrti u starých lidí je onemocnění srdce a cév. Riziko výskytu tohoto onemocnění je o to větší u obézních a je to dáno tím, že na srdce je vyvíjen mnohem větší tlak, protože energie, kterou je potřeba vynaložit, je mnohem vyšší (Hrůza 1966, s ) Nemoc a stárnutí Obecně vzato je stárnutí a nemoc považováno za samozřejmost, ale ve skutečnosti to není pravda, nemocemi trpí lidé všech věkových kategorií. Starším lidem však hrozí příchod vážnějších nemocí, které sebou přinášejí různé komplikace. Závažný problém představuje u starých lidí například zlomeniny vlivem osteoporózy, mezi ty nejzávažnější patří zlomenina stehenního krčku, která způsobuje dlouhodobé upoutání na lůžko. Dlouhé upoutání na lůžko pak vede ke vzniku proleženin, zápalu plic a jiným komplikacím (Haškovcová 2010, s. 248; internet 13). Mnohá onemocnění se objeví teprve ve vyšším věku člověka. Pro tyto nemoci představuje zvyšující se věk rizikový faktor, a protože délka života se v dnešní populaci neustále zvyšuje, roste proto pravděpodobnost výskytu těchto nemocí. I přes zvýšené riziko výskytu nemocí ve vyšším věku má dědičnost a životní styl velkou roli. Mezi nejčastější nemoci ve stáří patří diabetes mellitus (cukrovka), onemocnění kardiovaskulárního systému, poruchy spánku či poškození duševních funkcí (Gruss 2009, s ). Dědičnost hraje velkou roli i při onemocnění některými typy zhoubných nádorů. Genetická predispozice se však projeví jen vlivem určitých vnějších faktorů. Například člověk, který má genetickou predispozici k diabetu, sníží pravděpodobnost výskytu 28

29 tohoto onemocnění ve stáří svým životním stylem. Základem dobrého životního stylu je dobrá tělesná kondice, štíhlá postava a hlavně dobrá strava, která neobsahuje velké množství cukrů (Gruss 2009, s ). Nemoc výrazně postihuje život člověka. Dochází ke změnám emotivity a reaktivity. Při dlouhodobé nemoci dochází nejen ke změnám chování, ale také k defektům některých stránek osobnosti (Haškovcová 2010, s. 250). Starší nemocní lidé trpí velice často takzvanou polymorbiditou, což znamená, že se u nich vyskytuje hned několik nemocí najednou. Dochází k tomu, že se jednotlivé nemoci navzájem prolínají, doplňují a ovlivňují jedna druhou. Se samotnou polymorbiditou souvisí také polypragmazie, tedy užívání velkého množství léků najednou. Obecně vzato se vyskytuje delší tendence stonání (Haškovcová 2010, s. 251) Pohyb a stárnutí S narůstajícím věkem populace stoupá expanze nemocnosti (Casel et al cit. Pyšná et al. 2009, s. 105) a jedním ze základních faktů jejího oddálení je pozitivní ovlivnění zdravotního a funkčního stavu při prodlužování života. Jedná se o celkový koncept úspěšného stárnutí a zdravého stáří, který pojednává o tom, že lidský život se nemusí jenom prodlužovat, ale současně také ve vyšším věku funkčně zkvalitňovat (Rowe 1997 cit. Pyšná et al. 2009, s. 105; Schneider 1999 cit. Pyšná et al. 2009, s. 105). Člověk může měnit už tak zaběhlý fenotyp stáří, který poukazuje na zesláblého a nesoběstačného člověka. Můžeme pozitivně měnit biologické stárnutí jak tělesné, tak i duševní, podobně jako projevy a samotné důsledky některých chorob, jako je například ateroskleróza, osteoporóza, CHOPN (chronická obstrukční plicní nemoc), diabetes mellitus a podobně. Ve všech preventivních postupech je zapotřebí pohybová aktivita (Pyšná et al. 2009, s. 106). Fyzická zátěž je velice prospěšná zejména pro metabolismus a pro funkci transportního a pohybového systému (Pyšná et al. 2009, s. 106). Výběr vhodné aktivity by se měl odvíjet jednak od změn, které souvisí se stárnutím a také s ohledem na zdravotní stav seniora. Samotný způsob provádění by měl být pak předepsán lékařem nebo jiným odborníkem (Internet 12). V současné době se stále více objevuje názor, že aktivní trávení volného času, který je realizovaný aktivitami sportovního charakteru má velký význam na socializaci člověka a jeho začlenění do společnosti. Jedinci v důchodu mívají velice často problém se ztrátou sociálního postavení a právě sport je v tomto případě prostředek, jak si ji jedinec může udržet (Internet 12). 29

30 7. Evolučně založené hypotézy rozmnožování Jak je všeobecně známo, živé organismy jsou schopné rozmnožování. Rozmnožovací schopnost je druh od druhu variabilní. U některých druhů je obrovská, kdy jedinec, nebo pohlavně se rozmnožující dvojice jedinců je schopna vyprodukovat za život i milióny potomků. U jiných jedinců není možnost množení tak velká, avšak vždy je růstová konstanta, směrnice růstové přímky, větší než jedna. To znamená, že každý průměrný jedinec za svůj život vyprodukuje více než jednoho potomka. Jestliže je směrnice množení větší než jedna, znamená to, že počet vyprodukovaných jedinců v čase poroste exponenciálně. Ze zkušeností je však zřejmé, že se tak neděje. Když se na to podíváme v dlouhodobém časovém měřítku, tak populace jednotlivých druhů v přírodě zůstávají v čase neměnné. To znamená, že nadpočetní potomci, u rychle se množících druhů, naprosto převažují část potomstva a jsou z populace eliminováni a nedostanou příležitost se rozmnožit (Flegr 2009, s. 48; Lee et al. 2012, s. 803). O tom, kteří jedinci dostanou vůbec šanci se rozmnožit a kteří nikoli, rozhoduje do nějaké míry náhoda. V závislosti na svých individuálních vlastnostech, které jsou do určité míry dědičné, jsou vesměs šance jednotlivých druhů nestejné. Jedinci, kteří dokážou lépe získávat živiny z prostředí, dokážou je lépe využívat například pro stavbu svého těla, pro produkci zárodečných buněk nebo ti, kteří se dokážou lépe bránit, mají mnohem větší šanci po sobě zanechat mnohem více potomků, tím pádem předat i své geny do genofondu příští generace než méně šťastní jedinci stejného druhu. Tím dochází k postupnému a systematickému vyloučení určitých variant genu (alel) v genofondu daného druhu. Druh se vyvíjí a právě vyloučení nehodících se genů dává danému jedinci/druhu výhodu. Proto se tyto vlastnosti nazývají adaptivní, účelové. Tento proces se nazývá přirozený výběr (Flegr 2009, s. 48; Le Bourg 2007, s ) Výběr partnera u člověka Při výběru partnera je potřeba, abychom rozeznávali několik důležitých oblastí, které se týkají samotného výběru a lze jej proto na těchto rovinách sledovat. Za první rovinu můžeme považovat to, že každý má specifický ideál. V kontextu příslušného pohlaví se může jednat o tutéž specifičnost, která však nemusí být reálná. Jindy se může jednat o specifičnost, která je typická pro toho, který si partnera vybírá. Předpokladem toho, abychom zjistily, zda dotyčný danou specifičnost má je sebepoznání to znamená, že nejprve musíme uplatnit své parametry, od nichž se bude odvíjet hodnocení parametrů pro potenciálního partnera (Králík 2007 cit. Malina et al. 2007, s. 105). Jako druhou rovinu můžeme brát to, zda jsme si vědomi vlastního výběru. Některá kritéria pro našeho partnera jsme schopni do jisté míry kontrolovat a plánovat. Jiná kritéria se nachází na rozmezí mezi vědomým výběrem partnera a podvědomým výběrem partnera. Je to úroveň, na které se snažíme vyznat se ve vlastních 30

31 emocích a následně rozumně posoudit na jakých kritériích jsme si daného partnera vybrali (Králík 2007 cit. Malina et al. 2007, s. 105). Za třetí rovinu považujeme tu, ve které uvažujeme o tom, jak dlouhý vztah bude a jaký bude mít charakter. Na jednu stranu nám může jít o vztah dlouhodobí, ve kterém budeme předpokládat nějakou budoucnost a potenciální plození potomku. Na stranu druhou nám může jít jen o vztah krátkodobí, kde vyhledáváme pouze sexuální vzrušení. V biologickém slovníku či mluvě to znamená hledat vhodné geny pro své potenciální potomky. Partner, který je zvolen pouze skrze sexuální vzrušení, nemusí být partnerem na celý život (Králík 2007 cit. Malina et al. 2007, s. 105) Reprodukce u primátů Primáti se vyznačují svou dlouhou délkou života, svými pomalými reprodukčními procesy a svou nízkou úrovní plodnosti (Obr. 10). Gonadarche (jedná se o aktivaci osy hypotalamus-hypofýza-gonády, k níž dochází v pubertě) se objevuje později a má delší proces trvání, ve kterém je zrání hypotalamo-hypofýzo-gonadální osy následováno obdobím dospívající neplodnosti (Internet 14). Ovariální cykly jsou u samic prodloužené, je možná spontánní ovulace, při které je uvolněno jedno vajíčko (u některých druhů i více vajíček) a následuje spontánní luteální (dochází ke vzniku žlutého tělíska) fáze, která podporuje rozvoj děložního endometria (děložní sliznice). Po početí se u antropoidních primátů (opic, lidoopů a lidí) objevuje invazivní hemochoriální (mateřská krev je v přímém kontaktu s klky placenty) placenta, která podporuje prodloužení těhotenství a poskytuje příležitost pro placentární endokrinní signály, které jsou přenášeny přímo do mateřské krve. Environmentální faktory, které působí na člověka, působí stejně i na primáty. Primáti zažívají dlouhý reprodukční život, který obvykle souvisí s věkem snížené ženské plodnosti a ve snížení produkce mužských androgenů (Gurven et al. 2006, s, 460; Internet 14; Saltzman et al. 2011, s. 291). 31

32 Obrázek 10: Reprodukční délka života u žen makaků, šimpanzů a člověka (upraveno dle: Walker et al. 2008, s. 399) Srovnání postreprodukčního věku člověka a primátů Postupné změny v mechanizmech reprodukce a plodnosti charakterizují proces stárnutí u žen. Tyto změny vyvrcholí v menopauze, konvenčně definované jako proces ukončení menstruačního cyklu, tedy ukončení ovulace, který znamená konec reprodukční schopnosti. Jednou z překážek, jak zkoumat postreprodukční život primátu je ta, že je nedostatek primátů kteří by dosáhli běžného věku, kdy je ta možnost zkoumání nejvhodnější. Další z překážek je ta, že ne všichni primáti se dožívají stejného věku. Podle prvotních analýz byla odpověď taková, že menopauza je typická jen pro člověka (ženy) (Walker et al. 2008, s. 401). Jedním ze zdrojů nedorozumění ve srovnání je definice menopauzy, která vznikla na základě změn, které se vyskytují u lidí. Jednou z nejhlavnějších definic je ta, že menopauza nastává po ukončení menstruačního cyklu. Z fyziologického hlediska může být však menopauza charakterizována jako zastavení ovariální sekrece steroidních hormonů v důsledku vyčerpání oocytů a okolních folikulárních zařízení. Třetí definice však zdůrazňuje klíčovou úlohu ovariálních změn v ukončení reprodukční životaschopnosti, jejíž ukončení menstruačního cyklu je pouze jedna složka (Walker et al. 2008, s ). Jedním ze základních rozdílů je ten, že ženy žijí podstatně déle v postreprodukčním věku než primáti. Vezmeme li v úvahu to, že nástup menopauzy je u člověka okolo 50. roku života a to, že maximální věk dožití u člověka je 122 let, tak by lidská žena mohla strávit až 60% svého života v postreprodukčním období. Například Makak (Macaca rhesus) přestává menstruovat přibližně ve 25. roce života. V zajetí je známá maximální délka života tohoto druhu asi 40 let. Z tohoto hlediska je asi 40% života Macaca rhesus v postreprodukčním období (Walker et al. 2008, s ). 32

33 Srovnání života primátů a člověka může být také složité v tom, že se odlišuje prostředí, ve kterém žijí. Primáti obvykle žijí ve volné přírodě, zcela izolováni od lidské společnosti, dále jsou tu ti, kteří žijí v zajetí, kde se jim poskytuje lékařská péče. Oproti člověku, který z velké části žije ve městech a má dostupnou lékařskou péči. Dalším potenciálně důležitým měřítkem dlouhověkosti je průměrná délka života v reprodukčním období a postreprodukčním období člověka (Tab.1) (Walker et al. 2008, s. 399). Druh Průměrná délka života (roky) Maximální délka života (roky) Nástup menopauzy (roky) Průměrná délka života v nereproduktivní fázi (%) Maximální délka života v nereproduktivní fázi (%) Človek 80 a 122 b 50 c Šimpanz 40 d 60 e 35-50? f 0-8,8 16,7-42 Gorila 35 g 50 h 40? i 0 20 Orangutan 30 i 53 k? 0? Pavián 30 l 45 m 26 n Makak 25 o 40 p 25 q 0 38 a-q Referenční čísla: a [44]; b [45]; c [35]; d [46]; e [46]; f [47-49]; g [50]; h [50]; i [51]; j [52]; k [53]; l [54]; m [55]; n [56]; o [42]; p [57]; q [40] Tabulka 1: Délka života v reprodukčním a postreprodukčním období člověka (upraveno dle: Walker et al. 2008, s. 399) Vysvětlení postreprodukčního věku Jednou z teorií, která vysvětluje postreprodukční věk je grandmothering theory, která uvažuje to, jak by mělo být dlouhé postreprodukční období z hlediska evoluce. Důležitý je fakt, proč není volba na ženě (Hawkes 2004, s. 128). Je pravda, že se zvyšujícím se věkem a poklesem plodnosti je větší možnost potratů a výskytu vrozených vad, jako je například Downův syndrom (Finch 1990, s. 347) Možným vysvětlením je také rychlost, jakou jsou oocyty vyčerpány. Je logické, že rozšíření plodnosti by vyžadovalo zvýšení oocytů, které jsou v dnešní době omezujícím faktorem (Coxworth et al. 2010, s. 1796). Podle předpokladů G. C. Williamse je menopauza adaptací. Williams navrhl, že je to dáno evolucí, aby došlo k rozdělení schopnosti péče o potomky, kteří již jsou na světě a k reprodukci nových. Kdyby tomu tak nebylo, docházelo by k úmrtí potomků, proto by se stará žena měla věnovat potomkům, které již má. Tím by se předešlo úmrtí při porodu a eliminovala by se potenciální hrozba pro živé potomky (Williams 1957, s. 409). 33

34 Kromě toho mohou ženy po menopauze přispívat svými znalostmi a dovednosti k dosažení většího přežití pro ostatní členy společnosti (Dawkins 1976, s. 127). Nově zvolený způsob života byl objeven s klimatickými změnami asi před 1,8 1,7 miliony lety u žen, které se živily sběrem plodin a s většinou žen sdílely stravovací návyky. Změny, které se udály, přiměly starší ženy ke sběru a zpracování plodin, následně byly příčinou toho, že se snížila investice do plození potomků, což mělo vliv i na samotnou plodnost žen. Panuje názor, že grandmother hypothesis je pramenem naší dlouhověkosti. Analýzou historických dat bylo zjištěno, že délka postreprodukčního věku života žen se odráží v reprodukčním úspěchu svého potomka a přežití ji vnoučaty (Lahdenperä et al. 2004, s. 178). 8. Postavení stárnoucích lidí ve společnosti Postavení seniorů ve společnosti je dáno jednak zdravotním a psychickým stavem daného seniora, vztahy k ostatním lidem, ale také změnou životního způsobu a ekonomického zajištění (Internet 12). Stárnoucí lidé se těžce vyrovnávají s nastupující změnou a tím dochází ke ztrátě smyslu života a s tím i související změny psychického stavu. V dnešní době existuje mnoho programů, které jsou schopny podporovat nabyté schopnosti, znalosti a zkušenosti stárnoucích lidí. Jedním z nejlepší programů, jak takové znalosti a zkušenosti co nejlépe uplatnit je vzdělávání seniorů. Je to jedna z nejlepších forem, jak aktivně prožívat stárnutí, být neustále ve společnosti, což člověku dodává společensky naplňující život a pocit užitečnosti a potřebnosti (Ondrušková 2010, s. 54; Zavázalová et al. 2007, s. 52). Jako opak aktivního stáří, nastupují na scénu deprese, pocity méněcennosti a celkové zbytečnosti. V dnešní společnosti, kde je do popředí tlačena krása a mládi, což nedopřává uspokojující pocit pro stárnoucí lidi. Dochází k přerušení kontaktů s prací, čeká je nástup do penze či do zařízení, kde dojde ke ztrátě soukromí a odtržení od společnosti (Internet 12; Kubešová et al. 2008, s ) Psychické změny během stárnutí Psychika důchodců je utvářena souborem několika vlivů, které na člověka působily a vyvíjely se již od dětství. Pro stáří je typická změna několika psychických kvalit. Tato změna je považována za jakýsi standart stařecké normy. Tato změna je způsobena biologickými a sociálními faktory. Jedná se o problémy vštípivosti a možnosti si vybavit určité věci, zpomalení psychomotorického tempa a ochuzení fantazie. Dochází také ke změnám vnímaní, pozornosti a objevují se také problémy s vyjadřováním. Velice často se objevují deprese a zvyšuje se sklon k úzkosti (Internet 12). 34

35 Avšak nemůžeme brát jen ty negativní věci. Na druhou stranu se zvyšuje vytrvalost a to obzvláště v monotónních činnostech. A většinou také dochází ke stupňující se trpělivost pro motivy jednání stejně starých jedinců. Pro starého člověka platí, že je stálejší ve svých názorech a také vztazích (Holmerová et al. 2006, s. 165; Internet 12) Rozdíly v délce a charakteru postreprodukčního věku u mužů a žen Jisté rozdíly ve stárnutí ženy a muže existují. Žena žije poněkud odlišným způsobem života než muž. Jelikož je stárnutí normální biologický proces a je součástí života, tak i stáří ženy je v něčem odlišné. Rozdíly, které přicházejí s přibývajícím věkem, jsou jak biologické, psychologické, tak i společenské. V průběhu života ženy se děje několik důležitých událostí během samotného procesu stárnutí, které mohou ovlivnit jeho intenzitu. Každá žena má jiné genetické vlohy, žije osobitým životním stylem a na každou ženu v průběhu jejího života působí také jiné environmentální vlivy (Gregor 1983, s. 126). V životě ženy existuje několik důležitých mezníků. Jeden z nich nastává mezi 45. až 55. rokem života a tím je menopauza tj. období, kdy žena přechází z reprodukčního období života do období postreprodukčního (Zvěřina et al. 2002, s. 52). Z psychologického hlediska na ženu působí také to, že její děti odcházejí z domova psychologové tyto stavy úzkosti nazývají syndromem prázdného hnízda. V pozdějším věku, jindy výdělečná a společensky žijící žena, svou náplň života vymění za důchod. Stává se babičkou, a jelikož ženy v průměru žijí déle než muži tak může také ovdovět. Nebývá výjimkou, že několik situací se může udát zároveň, což bezpochyby způsobí jisté změny v životě stárnoucí ženy. V podstatě, žena je v některých ohledech více postihnutelná než muž (Gregor 1983, s. 128). U mužů k tak výrazným psychickým změnám vlivem stárnutí nedochází. K čemu dochází, je změna hormonálních hladin, které můžou mít vliv na reprodukci. Ve většině případů není reprodukční stárnutí u mužů dostatečně definováno, a to z nedostatku referenčních materiálů. Nižší hladiny androgenů, které se objevují u mužů staršího věku, nejsou spojeny s ukončením reprodukčního věku (Gooren 1996 cit. Herman 2000, s. 1268; Plas et al cit. Hermann 2000, s. 1268). V této studii je rozlišováno mužské stárnutí od ženské menopauzy, kdy je jednoznačně zastavena reprodukční schopnost, která je spojena se ztrátou některých funkcí žláz s vnitřní sekrecí. Stejně jako u žen, tak u můžu, jsou hlavními faktory, které ovlivňují schopnost reprodukce, environmentální podmínky a životní styl (Hermann et al. 2000, s ). 35

36 9. Endokrinní procesy spojené se stárnutím Endokrinní změny ovlivňují celou řadu tělesných funkcí a v celém ději stárnutí hrají významnou roli. V průběhu stárnutí prochází endokrinní soustava celou řadou změn. Hladiny některých hormonů nápadně klesají, jiné naopak stoupají nebo se jejich hladiny nemění jako např. kortizol nebo estrogeny u mužů. Nejde zde jen o to, že některé hladiny klesají, či se zvyšují s věkem, ale o jistou disintegritu (rozpad, rozklad) celého systému. Posuny hladin hormonů mají za následek změny funkční i orgánové, projevují se: osteoporózou, oslabením svalstva a síly, endokrinně modifikovanými kardiovaskulárními poruchami, hypertenzí (vysokým krevním tlakem), obezitou, změněnou stresovou reakcí a dalšími klinicky významnými poruchami a onemocněními (Morley et al cit. Stárka 2004, s. 670) Endokrinní změny u mužů Na rozdíl od žen nedochází u mužů v krátkém časovém úseku k výraznému poklesu některých hormonů, ale jedná se o děje, které jsou kontinuální a pozvolné. Bývá to označováno názvem andropauza, i když se jedná o termín nepřesný (Morales et al cit. Stárka 2004, s. 670; Vermeulen 2000 cit. Stárka 2004, s. 670). Ve světové literatuře se používá termínu ADAM, resp. PADAM (androgen decline in aging male, resp. Partial androgen deficiency of aging men), který lépe vystihuje klesající hladiny androgenů a český ekvivalent pro PADAM-syndrom je syndrom mužského stárnutí. Pokles androgenů je popisován změnami hladin testosteronu. U mužů, u kterých nedochází k výraznému poklesu testosteronu, lze předpokládat, že právě oni mají předpoklady pro dlouhověkost. K poklesu celkového testosteronu nedochází ve velké míře, jedná se pouze o velký rozptyl (Obr. 11). Ale pokles volného testosteronu znázorňuje (Obr. 12). Poklesy testosteronu mají vliv na mužskou reprodukční soustavu, kde se objevují četné morfologické a biochemické změny (Tab. 2) (Hanuš 2005, s. 8-10). 36

37 Obrázek 11: Vztah mezi věkem a celkovým testosteronem (Hanuš 2005, s. 9). Obrázek 12: Vztah mezi věkem a volným testosteronem (Hanuš 2005, s. 10). 37

38 Když už dané potíže při PADAM nastanou, snaží se je lékaři řešit pomocí suplementace (doplňování) testosteronu a to mnoha způsoby například perorálně (ústně), injekčně, transdermálně (působením přes kůži). Z uvedených potíží, které při PADAM nastávají (Tab. 3), testosteronovou suplementací lze částečně navrátit libido, svalovou sílu, paměť, některé parametry kardiovaskulárního systému a pocit pohody. Při této suplementaci však může docházet k spánkové apnoi (poruše spánku), ke zvýšené agresi a mnoha dalším změnám (Stárka 2003, s. 8). Virilita Sexualita Vazomotorické a nervové příznaky Poruchy nálady a kognitivních funkcí Snížená vitalita úbytek svalové hmoty prořídnutí pohlavního ochlupení abdominální obezita snížené libido omezení sexuální aktivity slabší erekční funkce slabá ejakulace snížený objem ejakulátu návaly horka epizodické pocení nervozita insomnie podrážděnost nebo letargie zeslabený pocit spokojenosti nedostatečná motivace, nízké sebevědomí snížená duševní energie příznaky deprese, pocit strachu problémy s krátkodobou pamětí Tabulka 2: Příznaky nedostatku androgenů (upraveno dle: Stárka 2003, s. 7). Morfologické testikulární změny snížení váhy a velikosti testes Snížení počtu Leydigových buněk aterosklerotické změny testikulárních cév degenerace semenotvorných kanálků porucha zrání spermií, změny jejich morfologie Tabulka 3: Testikulární změny při PADAM (upraveno dle: Stárka 2003, s. 7). 38

39 9.2. Endokrinní změny u žen V průmyslově vyspělých zemích Evropy a Ameriky se v posledních sta letech zvýšila naděje, že se ženy dožijí vyššího věku. Koncem 19. století byla průměrná délka života žen kolem let, v současné době je to již kolem 79 let. Prodloužení věku dožití nepozměnilo délku reprodukčního období a podobně zůstává nezměněn věk nástupu menopauzy. Věk nástupu menopauzy se v zásadě nezměnil po dobu 2000 let (Castrillon et al cit. Živný et al. 2004, s. 677; Brenkman, Burgering 2003 cit. Živný et al. 2004, s. 677). Poukazuje to na dominantní roli genetických faktorů, z nichž by mohly být významné například tzv. forkhead transkripční faktory FOX (jedná se o významné regulátory růstu, homeostázy a reprodukci), konkrétně podrodina FOXO (Thackray 2014, s. 62). U ženy dochází kolem roku života k zásadním změnám, toto období se nazývá Klimakterium (přechod). Jedná se o období, kdy dochází k útlumu pohlavního cyklu ženy. Tento nástup je velice individuální a předchází mu několik fází, mezi které patří, premenopauza, perimenopauza a samotná menopauza (Zvěřina et al. 2002, s. 52). Premenopauza se objevuje po 40. roce života, kdy přicházejí také první endokrinní změny poklesne tvorba inhibinu a zvýší se produkce folikulostimulačního hormonu FSH, což nasvědčuje blížícímu se konci reprodukčního období (Internet 16; Živný et al. 2004, s. 677). V perimenopauze, která začíná kolem 45. roku a končí jeden rok po menopauze, se již objevují klinické známky blížící se menopauzy (nepravidelné krvácení). Cyklus je v tomto období značně nepravidelný a může být kratší než 18 dní, nebo naopak může být delší než 38 dní. Dochází ke snížené tvorbě steroidních hormonů a k snížení počtu folikulů v ovariu. Snižuje se také počet receptorů pro gonadotropiny. Dojde-li ke snížení počtu folikulů pod určitou hodnotu, netvoří se zralé folikuly a dochází ke snížení produkce pohlavních hormonů. V důsledku toho nedochází k dostatečné stimulaci proliferace endometria (děložní sliznice) a nastupuje menopauza. Naproti tomu ženy, které v období perimenopauzy užívají hormonální antikoncepci (HAK) mají krvácení pravidelné (pseudomenstruace ze spádu) dokud je HAK podávána. Po vysazení HAK žena přestává pravidelně krvácet. Změny, které se dějí na folikulech, HAK nemění a probíhají stejně rychle. V některých studiích zmiňují, že HAK může tyto změny zpomalovat (Čepický 2003, s. 1-4; Internet 16). 39

40 Menopauza neboli konec plodnosti ženy, neznamená konec sexuálního života, ba naopak, často dochází ke zvýšenému sexuálnímu zájmu. Nastává většinou kolem 49. až 50. roku života. Postmenopauza končí kolem 65. roku a poté přichází senium (stáří). V postmenopauze nedozrávají už téměř žádné folikuly a tvorba estrogenu v ováriu je v tomto období velmi nízká, nedochází k tvorbě téměř žádného inhibinu, tudíž nenastává ovulace, nedochází k tvorbě corpus luteum a nedochází tak k produkci progesteronu (Internet 16; Vrhel 2000, s. 67). V období po menopauze však nedochází k úplné zástavě syntézy pohlavních hormonů v ováriu. V částech ovária dochází k syntéze androgenů a malého množství estrogenů a progesteronu (Obr. 13). Řada systémů a tkání v těle je schopna aromatizovat (enzymy zprostředkovaná tvorba estrogenů) androgeny na estrogeny. K takto schopným tkáním patří například některé buňky nervového systému, stromální buňky, kostní dřeň, tukové tkáně aj. Hlavním zdrojem androgenu v období postmenopauzy jsou nadledvinky. Byla zjištěna přímá korelace mezi tělesnou hmotností a stupněm přeměny androgenů na estrogeny. Zjištění má velký význam, neboť ženy se sníženým či normálním BMI (body mass index) mají v postmenopauze relativně nízkou produkci estrogenu. Hladina estrogenu u žen s takovým BMI nestimuluje proliferaci endometria a nezpůsobuje tak krvácení. Naopak ženy s vyšším či vysokým BMI mají regulaci estrogenů dostatečnou k umožnění proliferace endometria (Internet 17; Živný et al. 2004, s. 679). Obrázek 13: Změny hladin hormonů u žen v závislosti na věku (upraveno dle: Internet 11). 40

41 Klinické příznaky nedostatku estrogenů Jedním z prvních příznaků, který se objevuje při snížené produkci estrogenu a nastupující perimenopauzy jsou poruchy menstruačního cyklu. Tyto poruchy se mohou projevovat jako oligomenorea (krvácení přichází v intervalech delších než 31 dnů), polymenorea (krvácení přichází v intervalech kratších než 25 dní), menometroragie (krvácení je silné a dlouho přetrvávající) a hypermenorea (silné krvácení s odchodem krevních sraženin) (Internet 14; Živný et al. 2004, s. 680). Westendorp a Kirkwood (1998 cit. Le Bourg 2007, s. 142) dlouhou dobu předpokládali, že na dlouhověkost, zejména u žen, má velký vliv rozmnožování, tudíž to, kolikrát žena rodila. Podle studií je tam jistá možnost toho, že čím více žena obětovala síly do rozmnožování, tím méně síly jí zbylo na to, aby dlouho žila. Toto lze najít ale jen v historii, kdy péče o rodičky/matky nebyla tak dobrá, jako je tomu dnes. Podle novějších studií je tomu v dnešní době jinak a tvrzení, které se opírá o to, že rozmnožování ubírá na životě, bylo vyvráceno (Le Bourg 2007, s. 142). 10. Srovnání stárnoucích lidí mezi lidskými kulturami, populacemi a společnostmi Počet lidí, kteří se dožívají seniorského věku, neustále stoupá. Průměrná délka věku člověka se rapidně prodloužila a můžeme očekávat, že tento trend přetrvá. Na světě v současné době žije 650 milionů lidí, kteří mají 60 a více let (Dimitrová 2007, s. 24). Euroamerická civilizace se musí nějakým způsobem vyrovnat s tím, že se dramaticky zvyšuje počet lidí, kteří žijí ještě dvacet a více let poté, co odejdou do důchodu. Ve velké míře to souvisí s tím, že současná medicína přispívá dlouhověkosti velkým dílem. Lidé, kteří se dožijí tak vysokého věku, jsou na tom z hlediska tělesného a psychického zdraví různě (Hátlová 2010, s. 6). Velké problémy, co se týče seniorů, mají africké země. V dnešní době se v Africe nachází téměř 50 milionů lidí, kteří jsou starší než 60 let. Takto starý občan Afriky potřebuje jistotu příjmu a to v podobě měsíční mzdy nebo starobního důchodu. Odhady, které jsou, počítají s tím, že do roku 2050 se počet starších lidí zvýší na 200 milionů (Internet 28). Starší občané Afriky plní velkou úlohu ve svých rodinách. V nejrůznějších částech Afriky, stále pracuje až 64 % mužů, kteří dosáhli věku 60 let. Ženy se v Africe dožívají v průměru o 17 let více než muži. I tak staré ženy se neustále starají o rodinu a pracují v zemědělství, které poskytuje nejnutnější živobytí (Internet 28). V Asii došlo k rapidní změně věkové struktury v období mezi lety V letech byl ve většině zemí věkový průměr nízký s výjimkou Japonska. Avšak v dnešní době je procento lidí ve věku nad 60 let výrazné a to zejména v Japonsku (Obr. 14) (Donghyum et al. 2012, s. 5). 41

42 Obrázek 14: PRC = Čínská lidová republika; IND = Indie; JPN = Japonsko; KOR = Korea (upraveno dle: Donghyum et al. 2012, s. 4). K tak výrazným změnám počtu obyvatel dochází na základě demografického přechodu, který se uskutečnil v letech 1950 až Ze společnosti, kde docházelo k velké úmrtnosti a to zejména kojenecké, se stala společnost, ve které došlo ke zlepšení podmínek, tím začala klesat úmrtnost a počet obyvatel se začal zvětšovat (Donghyum et al. 2012, s. 7). Věkové složení obyvatel Austrálie je velice proměnlivé, věková struktura se zde mění velkým počtem mladých přistěhovalců. Největší skupina je zde tvořena obyvateli ve věkovém rozmezí od 15 do 65 let což tvoří 67 % obyvatel. Průměrný věk dožití činí u mužů 79 let a u žen 84 let (Internet 26). 11. Stárnutí v historických pramenech Cílem lidí je už od nepaměti nalézt lék nebo nějaký prostředek, kterým lze zpomalit stárnutí. V sumerských textech, které jsou staré 3-4 tisíce let se lidem doporučuje co užívat proti šedivění vlasů a proti zhoršování zraku. Roku 1600 př. n. l. byl napsán nejstarší papyrus o stárnutí. V tomto papyru se můžeme dočíst, jak je možné ze starého muže udělat opět mladého člověka. Už staří Egypťané se shodují na tom, že člověk se může dožít až 110 let. Tak vysoký věk se shoduje s dnešními odhady, jakož to horní hranice dožití. Starořecký filosof Hippokrates ( př. n. l.) měl svá doporučení. Ve své době měl za to, že stárnutí je způsobeno únikem lidského tepla a vysycháním samotného organismu. Proto i on doporučoval člověku dobrý životní styl, který spočíval ve střídmé stravě a dostatku pohybu. Mezi první lidi, kteří se domnívali, že stárnutí je celoživotním procesem, patří řecký lékař Galénos ( n. l.). Ve svém spise De sanitare tuendo (O udržování zdraví) psal o velkých rozdílech, které se nachází u stárnutí různých osob a také jak Hippokrates, tak 42

43 i Galénos doporučoval dostatek pohybu, který je nahrazován střídmou stravou a dostatečným spánkem (Gregor 1983, s ). V dnešní době není úcta ke starým lidem ani ke stáří taková, jaká byla ke stařešinství v dávných dobách, kdy ten nejstarší z rodiny nebo z rodu byl také tím nejmoudřejším a měl nejvíce zkušeností. V dobách, kdy neexistovala ještě literatura, byla veškerá moudrost a zkušenosti předávány ústní formou. Díky tomu byli staří lidé uctíváni (Sedlák 2005, s. 27). Průměrný věk, kterého se lidé dožívali ve starém Řecku, byl asi okolo 25 let, při započtení novorozeneckého a kojeneckého věku. Později v Římě to bylo o 5 let více. Tento věkový průměr se dochoval až do středověku a renesance. Dokonce ještě v 18. století byl průměrný věk ve Švédsku 30 let, okolo roku 1800 v USA tomu bylo podobně. K velkému skoku, kdy dochází k prodloužení života, nastává až na začátku 20. století. Od této doby průměrný věk stoupá každým rokem až do dneška. Tento skok se týká pouze vyspělých zemí. Odhady demografů, které se týkají průměrného věku života v Indii pro rok 2020, jsou 29 let, zatímco v Číně 37 let (Gregor 1983, s. 120; Internet 18). Existuje mnoho důvodů, proč došlo k tak výraznému zvyšování lidského věku, například: zlepšily se hygienické podmínky, došlo k vymícení epidemií infekčních chorob, začaly se očkovat děti a novorozenci, objevila se důležitost vitamínů, výrazně se změnila péče o matku a dítě a to nejen v období těhotenství, ale také dlouhou dobu po něm, došlo k objevení důležitých léků, bez kterých docházelo k velkému úmrtí (antibiotika, insulin, vitamín B12 aj.) a došlo také k zlepšení lékařských metod (Gregor 1983, s. 121). 12. Pojetí stárnutí a stáří v osteoarcheologii, bioarcheologii V osteoarcheologii je stárnutí vnímáno jako proces, který zanechává určité znaky na kostře. Znaky, které zanechá, jsou potom použity při zkoumání kostry a jsou určitým ukazatelem dožitého věku jedince. Samotné určování věku lze charakterizovat jako určitou sumu změn, které se objevují po tom, co splyne spermie s vajíčkem. Rozvoj změn snižuje tělesnou kapacitu, která vede až ke smrti. Život, a tedy i lidský život, může být proto rozdělený do čtyř základních etap, charakterizovaných určitými ukazateli (vztaženo na kostru) (Dobisíková 1999, s. 235): růst organismu (objevování prvních osifikačních center); zrání organismu (spojování původních osifikačních center, kompletace kostry přídatnými osifikacemi); stárnutí organismu (vznik degenerativních změn); smrt organismu (degenerativní změny, které nejsou slučitelné se životem). 43

44 Vývoj těla, který je charakterizovaný stárnutím v nejužším slova smyslu nemůže být charakterizován pouhým míjením času, ale i dalšími vlivy, které zde působí. Faktory, které působí, nejsou celý život konstantní, ale v průběhu života se mění jejich počet, síla, kterou působí, a také způsob, jakým na organizmus působí (Dobisíková 1999, s. 235) Možnost hodnocení postreprodukčního věku v minulých populacích Postreprodukční věk je možné zkoumat a hodnotit z demografických záznamů populace dle věku, které sahají hluboko do minulosti. Z pohledu demografie lze populaci rozdělit podle věku do tří základních skupin Dětská složka (0-14 let); reprodukční složka (15-49 let, vymezeno rodivým věkem žen); postreprodukční složka (50 a více let) (Internet 22). Záznamy o sčítání lidu jsou velmi starého data. O určitý registr obyvatel se pokoušeli už i Babyloňané ve 4. tisíciletí př. n. l. Známá jsou také sčítání v antickém světě. Ale teprve od 18. století jsou sčítání systematičtější a o další století později jsou natolik kvalitní, že je lze srovnávat s těmi dnešními a lze je využít jako dobrý zdroj informací. Přibližně v polovině 19. století v různých státech a v různou dobu začíná pro demografy jejich statistické období (Vystoupil 2004, s. 24). Zkoumání populací v minulých stoletích, to je před statistickým obdobím, se zabývá historická demografie, která své poznatky získává ze studia matrik, různých vrchnostenských, církevních a obecních seznamů. Nejstarší údaje, které jsou takto zjistitelné, spadají v Evropě na konec středověku. Informacemi, které se týkají populací ještě starších, se zabývá paleodemografie. Potřebné informace paleodemografové získávají prostřednictvím antropologů a jejich záznamů o kostrách, ale také například studiem nápisů na náhrobcích, hrobkách aj. (Stloukal et al. 1999, s. 359). Jako jedna ze základních metod se v demografické praxi používají úmrtnostní tabulky. Jejich základem je přesná dokumentace zemřelých, jejich věk a pohlaví. Sestavují se vždy za určité období. Obvykle se tabulky sestavují každý rok, aby se zvýšila jejich přesnost. Územím, které bývá v tabulkách zaznamenáno, může být město, okres, ale i stát. Samozřejmostí, pro dobré vypracování tabulky jsou dobré údaje týkající se území, které bude zaznamenáváno a úplnost populace. Vytvářet tabulku by nemělo smysl například pro vesnici, ve které za uplynulý rok zemřeli jen dva lidé. To znamená, že podmínka úplnosti je u pravěkých souborů jen těžko splnitelná. Každá paleodemografická analýza by měla předpokládat, že pracuje s celým souborem, že například zkoumané pohřebiště bylo odkryté celé a kostry, které jsou k dispozici antropologům, jsou všechny. 44

45 V paleodemografické zprávě je potřeba zmínit, nastane-li situace, ve které nebylo možno odkrýt celé pohřebiště anebo vzorek není kompletní (Stloukal et al. 1999, s. 360). Při tvoření úmrtnostních tabulek pro historické populace se předpokládá, že se jedná o stacionární populace. Stacionární populace je taková, v níž je úmrtnost a rození konstantní. V realitě však stacionární populace neexistují a proto je považujeme pouze za model, který charakterizuje reprodukční proces sledovaného období (Pavlík et al. 1986, s. 134) Metody odhadu dožitého věku podle kosterních pozůstatků a jejich limity Existuje několik kvalitních metod, které se používají pro odhad dožitého věku jedince, jako je například erupce dočasné a trvalé dentice (zuby) nebo sledování stupně srůstu epifýz k tělu kosti. U mladých jedinců nastává prořezávání zubů v určitých časových intervalech, proto je odhad věku touto metodou přesný. Nicméně spolehlivost odhadu věku jedince klesá se zvyšujícím se věkem. Jakmile dojde k dokončení vývoje (z biomechanického hlediska) skeletu, což je okolo 35. roku života, jsou změny, které se objeví na skeletu především degenerativní a jsou ovlivněny kombinací vnějších a vnitřních faktorů například genetika, potrava, aktivita během dne aj. Je proto nepravděpodobné, že dva odlišní jedinci stejného chronologického věku budou mít stejné degenerativní změny na kostech (Scheuer 2002, s ). Po dosažení dospělosti je možnost hodnotit věk na degenerativních změnách, které se objevují na facies symphysialis ossis pubis a facies auricularis stejně tak jako podle obliterace švů na lebce, osifikace chrupavky u sternálního konce čtvrtého žebra a další (Baccino et al. 1999, s. 931). Kromě metod morfoskopických existují také metody biochemické, mezi jednu nejpoužívanější patří odhad věku na základě recemizace kyseliny aspargové. Tato metoda byla objevena v roce Tato metoda je velice závislá na laboratorním protokolu a dosahuje průměrné přesnosti +5 let v kostní tkáni a +3 roky v nejlepším případě a v dobře zachovalé zubní tkáni. Akumulace kyseliny D-asparagové v kostním osteokalcinu byla také prokázána v závislosti na věku. Nicméně, používat tuto metodu pro forenzní účely je složité a pomalé (Zioupos et al. 2013, s. 2-3) Odhad dožitého věku na základě zubů Odhady zubního věku jsou odvozeny na základě erupce nebo stupni mineralizace zubu. Jednou z možností, proč je zubní věk o tolik přesnější, než je věk na základě kostí je ten, že k vývoji zubů dochází už v prenatálním období a to v zcela odlišném prostředí, na rozdíl od kostí. Kosti mají sice hluboký genetický základ, ale jsou delší dobu vystavovány externím faktorům, jako je podvýživa, socio-ekonomický status a možná i klimatické podmínky. Erupce zubů je kontinuálním procesem, kdy dochází k jejich prořezávání skrze 45

46 alveoly. Proto jejich přítomnost či nepřítomnost slouží k rychlému odhadu věku, i když nemusí být tak přesná. Přesnější odhad stáří získáme na základě kalcifikace zubu, což vyžaduje radiologické analýzy a porovnávání mineralizace korunky a kořene, které je náročné a potřebuje značnou dávku zkušeností. Mikrostruktura zubu je schopna poskytnout mnohem přesnější určení věku a to na základě počtu přirůstajících linií na sklovině (Scheuer 2002, s. 302) Odhad dožitého věku na základě obrusu zubů V dospělosti má člověk již plně prořezán trvalý chrup, výjimku však může tvořit třetí stolička. Třetí stolička se u některých jedinců nemusí vůbec prořezat. Na chrupu lze sledovat mnoho změn, které jsou spojeny s věkem. Například celková opotřebovanost chrupu, jeho abraze či dokonce absence (Obr. 15) (White et al. 2005, s. 368). Jedna z metod, kterou lze použít, je založena na obrusu zubů (dle Lovejoy 1985): Obrázek 15: Obrus zubů v závislosti na věku (uvedeno v rocích). A: 12 18, B1: 16 20, B2: 16 20, C: 18 22, D: 20 24, E: 24 30, F: 30 35, G: 35 40, H: u horní čelisti a u dolní čelisti, I: (upraveno dle: White et al. 2005, s. 369). 46

47 Je-li sledována abraze na zubech, měli bychom znát původ vzorku. Použití samotné metody je lepší na celé populaci (Dobisíková 1999, s. 330) Odhad věku na základě osifikace Teoreticky je možné, odhadnout věk u koster mladých lidí na základě primárních či sekundárních osifikačních center. Zaprvé v době, kdy se osifikační centra objeví, zadruhé podle velikosti a morfologie jejich středu. A nakonec i doba, kdy dojde k splynutí primárních a sekundárních osifikačních center. Většina osifikačních center na lebce, obratlů a dlouhých kostí začínají osifikovat již v embryonálním stádiu. A většina sekundárních center osifikuje v dlouhém období postnatálního života. Ve forenzním kontextu je jejich hodnocení závislé na vyšetření těla, kde jsou ještě měkké tkáně a drží tak osifikační centra pohromadě. Udržitelnost osifikačních center je velice závislá na fyzických podmínkách, ale jejich udržitelnost je možná v případech mumifikace. Období, kdy je možno pozorovat věk z osifikované kosti se velice liší, ale například na kostech lebky, obratlích, žebrech, některých epifýzách dlouhých kostí, tarzálních kostech a kostech zápěstí, může být stupeň osifikace použit při odhadu věku (Scheuer 2002, s. 303) Odhad věku na základě obliterace lebečních švů Metoda určování věku na základě obliterace (srůstání) lebečních švů, nepatří mezi ty, které by byly nejvíce používané. Ale lze ji použít, i když k obliteraci dochází během velkého časového rozsahu. U osob, které nedosáhli 30 let, je obliterace nepatrná a často chybí. Po 30. roce života dochází k obliteraci švů na vnitřní desce a k obliteraci švů, které se nachází na zevní desce, dochází u obou pohlaví později. Mezi švy, které obliterují jako první, patří šev šípový a o něco později dochází k obliteraci věnčitého švu. Lambdový šev obliteruje jako poslední (Obr. 16) (Štefan et al. 2005, s. 27). Stupně obliterace (podle Meindl a Lovejoy 1985): 0.otevřený 1.jednoduché kostní můstky spojující obě kosti 2.výrazná, ale ne úplná obliterace 3.kompletní obliterace (Dobisíková 1999, s. 273). Podle obrázku si nalezneme určitý bod a hodnotíme místo v okolí 1 cm: 47

48 Obrázek 16: Deset míst, ve kterých je patrná obliterace lebečních švů: 1. lambdový šev, 2. bod lambda, 3. bod obelion, 4. rozhraní mezi přední třetinou a střední třetinou šípového švu, 5. bod brehma, 6. věncový šev, 7. bod pterin, 8. sphenofrontálni šev, 9. bod na sphenotemporálním švu, 10. bod na sphenotemporálním švu (upraveno dle: Meindl, R. S. et al. 1985, s ) Odhad věku z kosti pánevní Obecně vzato se projevy stárnutí vyskytují na pánvi stejně jako na ostatních kostech. Dochází k zvýraznění svalových úponů a k degenerativním projevům na kloubních plochách. Nejvýznamnější změny, které se však se stářím objevují, jsou pozorovatelné na symfyziálních ploškách a kolem křížokyčelního spojení (Dobisíková 1999, s. 282). Už v roce 1921 T. W. Todd navrhl deseti stupňový systém, ve kterém hodnotil znaky na symfyziálních plochách (Todd 1921, s. 1-2). Z jeho pozorování pak vycházeli další autoři. Avšak ze všech prací, které se zabývají touto problematikou lze usoudit, že z počátku není reliéf nijak zvláště ohraničený, ale s postupujícím věkem se plošky ohraničují, ztrácí příčné brázdění a dochází k jejich řídnutí s následným propadem reliéfu (Dobisíková 1999, s. 282). Jeden z odhadů věku na facies symphysialis ossis pubis je založen na tom, že se jejich podoba přirovnává k 6 vzorkům, které byly vytvořeny v Los Angeles, Kalifornie. Odlitky, které byly vytvořeny, jsou dostupné jak pro muže, tak pro ženy (Obr 17). Změny, které se na facies symphysialis objeví, jsou patrné až po spojení všech částí pánevního pletence a stoupajícím věku. Ke změnám reliéfu dochází až do 35. roku života. Další eroze a změny na tomto povrchu přichází právě po této věkové hranici (Baccino et al. 1999, s. 931; White et al. 2012, s. 421). 48

49 Obrázek 17: facies symphysialis ossis pubis, sloužící k porovnání. Vysvětlení - years - roky (upraveno dle: White et al. 2012, s. 397) Odhad dožitého věku na základě přirůstání epifýz u dětí Klasická metoda, která se používá pro odhad věku u nedospělých jedinců, funguje na základě objevování osifikačních center a spojení epifýz kostí volných končetin s jejími těly. V praxi se nejvíce uplatňuje komplementace velkých kostí končetin. Přirůstání epifýz je v daném věku (viz Krogman cit. Dobisíková 1999, s. 243) a směru (Obr. 18) (Dobisíková 1999, s. 242). 49

50 Obrázek 18: Směr osifikace (Dobisíková 1999, s. 242) Patologické projevy na kostře a jejich vztah k involučním změnám organismu (a metodám odhadu dožitého věku) Paleopatologii jako název poprvé použil Schufeld, R. W. a to v roce 1892 jako název pro patologické stavy u vymřelých zvířat. V roce 1913 ji Ruffer, M. A. rozšířil o lidskou paleopatologii a označoval tak odchylky na skeletech z nejstarších dob (Horáčková 2004, s. 19). Časem se však pojem zobecněl - dnes zahrnuje pojem paleopatologie zkoumání nemocí minulých populací a to bez ohledu na dobu, ze které pocházejí. Během určité doby se paleopatologie stala nedílnou součástí antropologie, které dodává poznatky o populaci, konkrétněji o jejich životě, a vlivech, které na ni působí. Paleopatologii je možno studovat hned z několika hledisek: geografická paleopatologie se zabývá nemocemi starých populací na základě jejich rozložení v jednotlivých geografických celcích. Srovnává výskyt a frekvenci chorob s vlivem na jednotlivé geografické oblasti; demografická paleopatologie poskytuje nám obraz o chorobách, které se vyskytují u jednotlivých populačních skupin s přihlédnutím na jejich demografické složení. Je přímo vázaná na antropologickou charakteristiku dané zkoumané populace. Její výhodou je to, že je možnost komparace mezi jednotlivými populacemi a to hlavně při geneticky vázaných chorobách. Jejich vliv, výskyt atd; historická paleopatologie popisuje zdravotní stav v souvislosti vývoje historie v dané oblasti, či v dané době. Popisuje je v závislosti na určitém časovém úseku (Vyhnánek 1999, s. 386). Podklady ze kterých paleontologové čerpají lze rozdělit do několika celků. V první řadě to jsou skupiny skeletů, které pocházejí z přesně historicky datovaného pohřebiště, ty umožňují systematicky zpracovat a vyhodnotit patologické nálezy. Jedná se především o nálezy, které pocházejí z archeologických výzkumů a jsou 50

51 tudíž kompletní. V tomto ohledu se musí brát v potaz i kazuistiky, kdy se jedná o ojedinělé nebo atypické nálezy nějakých chorobných stavů. Mohou nám dát nový pohled na zdravotní stav populace tím, že nám doloží existenci nějakého patologického stavu v určitý čas, na určité geograficky i demograficky určené populaci tím, že zachytí formu, jakou se tehdy projevil. Další věcí, o kterou se může paleopatologie opírat jsou také písemné prameny, výtvarné zobrazení, avšak takto získané údaje, nejsou moc spolehlivé (Horáčková 2004, s ). Paleopatologie se zabývá chorobnými stavy, které jsou buď získané, nebo vrozené. Anatomické variety, které se na kostech bezpochyby objeví, nejsou objektem zájmů paleopatologie. I přes to, že vztah mezi varietou a anomálií je někdy velice úzký, je výsledek závislý na zkušenostech a uvážení daného pozorovatele (Vyhnánek 1999, s. 387). Kost nám po celý život slouží jako metabolicky aktivní orgán. Plní funkci mechanické opory, tvoří prostor pro kostní dřeň, podílí se pří zajištění homeostázy (stálosti) kalcia a účastní se také úpravy acidobazické (kyselost/zásaditost) rovnováhy. Na pevnosti kosti se podílí velká spousta komponent, mezi které patří kostní hmota a kvalita kosti její architektura, mineralizace, organická matrix a stav mikropoškození. Kost je tvořena z 35 % bílkovinnou matrix a z 65 % minerální složkou. Matrix obsahuje kostní buňky, bílkoviny a zejména kolagen typu I. Integrita kostry je závislá na kostní remodelaci (přetváření, opětovné modelování). Při remodelaci dochází k permanentní, kontrolované resorpci kostní tkáně pomocí osteoklastů (typ kostních buněk) a k následné remodelaci pomocí kostních buněk osteoblastů. K remodelaci kosti dochází v oddělených úsecích, které se nazývají kostní remodelační jednotky. Za celou remodelaci stojí řada růstových faktorů, cytokinů (látky bílkovinné povahy (peptidy, glykopeptidy), které jsou produkovány buňkami a slouží k jejich vzájemnému ovlivňování a předávání informací. Mnohé z nich mají účinky i na ostatní orgány, stejně jako systémových peptidů a steroidních hormonů. Všechny tyto látky stojí za regulací a řízení diferenciace nezralých prekurzorových buněk (výchozí buňky, jejíž přeměnou vznikají buňky potřebné) a aktivitou zralých buněk. (Broulík 2004, s. 627; Oppenheim 2014, s ). Jednou z nejběžnějších patologií, která se ve stáří objevuje, je osteoporóza. Je to jedna z nejběžnějších metabolických poruch kosti. Tato patologie je charakteristická úbytkem kostní tkáně při zachovaném poměru minerální a organické složky. Dochází tak k atrofii vnitřní spongiózní složky kosti a následnému ztenčení kompakty (Horáčková 2004, s. 151). Osteoporózu lze rozdělit do dvou skupin. První postihuje nejčastěji ženy, které jsou po menopauze, což je věkové rozmezí mezi 50 až 75 lety. Podstatným vlivem, který působí při vzniku je snížené množství estrogenu. Nejčastěji bývá postižena spongióza obratlů. Druhý typ se objevuje u obou pohlaví po 60. roce života. Dochází k postižení nejen trabakul spongiózní kosti, ale i samotné kompakty. Mezi nejčastěji postižené kosti patří žebra, obratle, hrudní kost a kosti pánevní. Během toho, jak osteoporóza postupuje, může dojít k postižení dlouhých kostí. Mezi nejčastější případ patří krček stehenní kosti (Obr. 19), který nejčastější podléhá zlomenině. Se 51

52 zvyšujícím věkem se riziko tohoto výskytu zvyšuje. Jednou z příčin vyššího výskytu je větší riziko pádu u starších lidí a na druhé straně je to snížení mechanické pevnosti kosti u obou pohlaví, ale výraznější u žen než u mužů. Mechanická odolnost kosti je závislá na množství minerálů, které se v těle vyskytují, mikroarchitektuře a makroarchitektuře kosti (Broulík 2004, s. 627; Horáčková 2004, s. 151). Obrázek 19: Zdravá kost a kost postižena osteoporózou (Internet 19). Ke vzniku osteoporózy přispívají některé faktory: neovlivnitelné např. příslušnost k populaci a dědičnost. V dnešní době jsou známy geny, které jsou odpovědné za syntézu kolagenu typu I., geny, které napomáhají syntéze osteokalcinu (nekolagenní bílkovina, která se vyskytuje v zubech a kostech), receptorů pro vitamín D a receptorů pro estrogeny; ovlivnitelné především se zde jedná o správný způsob života, dobrý životní styl, alespoň do věku 30 let, kdy dochází k tvorbě kostní hmoty. Vrchol kostní hmoty, je ze 75 % určen převážně geneticky, ale může být modifikován nesprávným či nedostatečným pohybem, zvýšeným požíváním alkoholu, kouřením a malým příjmem kalcia (Broulík 2004, s. 628). V paleopatologických nálezech se s osteoporózou samozřejmě setkáváme, ale její určení na takto nalezených kostech není snadné, protože vlivem půdních podmínek může docházet k vyluhování minerálních složek kosti, která je pak lehká jako u osteoporózy (Horáčková 2004, s. 151). Mezi další kostní patologie patří křivice (rachitis). Křivice vzniká jako důsledek nedostatku vitamínu D, který je potřebný pro dostatečné vstřebávání vápníku ze střeva a jeho následné ukládání do kosti. Nedochází tak k mineralizaci osteoidu (nemineralizovaná kostní tkáň). Křivice byla opravdovou pohromou v 18. až 19. století, kdy mnohé populace trpěli nedostatkem potravy, která obsahovala mimo jiné i vitamín D a nedostatkem 52

53 slunečního světla, které obsahuje ultrafialové záření, které zprostředkovává syntézu tohoto vitamínu. Významné stopy, které křivice zanechává, se objevují na lebce. Dochází k ztenčení plochých kostí. Další významné stopy zanechává křivice patrné na páteři jako kyfóza nebo skolióza (Obr. 20) (Horáčková 2004, s. 148; Vyhnánek 1999, s ). Obrázek 20: Skolióza páteře (Internet 27). V dospělosti se nedostatek vitamínu D projevuje jako měknutí kostí neboli osteomalácie. Je to v podstatě taková obměna křivice, která se vyskytuje u dětí a adolescentů. Podobně jako je tomu u křivice, tak i osteomalacii způsobuje nedostatek vápníku, střevní nebo ledvinová onemocnění a samozřejmě nedostatek slunečního světla. U žen může být také příčina velké množství těhotenství v krátkých intervalech a poměrně dlouhá doba kojení. Hlavní rozdíl mezi křivicí a osteomalacií spočívá v odlišné reakci na nedostatek vitamínu D u rostoucího dítěte a dospělého člověka. U osteomalacie dochází k rozložení procesu do změn celé kosti, zatímco u křivice pouze do metafyzární a zevní diafyzární části kosti. Tímto důsledkem vznikají nápadné deformace kosti, které nejčastěji postihují obratle, pánev a femury. Změny mohou vést až k imobilitě postiženého (Obr. 21) (Horáčková 2004, s. 150; Vyhnánek 1999, s. 429). 53

54 Obrázek 21: Pravá strana kostí nohy postižena osteomalacii (Internet 20). Mezi nejčastější patologii patří osteoartróza. Výskyt osteoartrózy stoupá s věkem. Vznik osteoartrózy není doposud přesně znám. Může se jednat jak o systémové faktory, tak i faktory biomechanické. Mezi systémové faktory můžeme zařadit genetické vlivy, stoupající věk a obezitu. Mezi lokální biomechanické faktory můžeme zařadit abnormální tvary kloubů, trauma a dlouhodobé přetěžování sportovní či profesní (Pavelka 2004, s. 646). Osteoartróza je primárně onemocnění hyalinní kloubní chrupavky. Sekundárně však mohou být zasaženy i ostatní kloubní tkáně jako je například subchondrální kost, synovium, periost, šlachové a svalové úpony. Můžeme tedy mluvit o onemocnění, které postihuje všechny kloubní struktury. V procesu osteoartrózy dochází k selhávání metabolismu chondrocytů, které již neobnovují extracelulární matrix chrupavky (ECM) v dostatečném množství ani dobré kvality. Změny, které následují se zhoršením ECM, vedou k degenerativním změnám chrupavky. Organizmus se tomu brání snahou o remodelaci, ale nakonec podléhá. Remodelační snahy, o které se organizmus pokoušel, jsou patrné jako osteofyty (Obr. 22) a subchondrální (místo, které se nachází pod chrupavkou) skleróza (Horčička 2004, s. 238). Osteoartróza může postihovat jakýkoliv kloub v lidském těle. Ale mezi nejčastěji zasažené klouby patří klouby kyčelní, kolenní (Obr. 22), I. metatarzofalangeální a matakarpofalangeální kloub, distální interfalangeální a klouby krční a na křížobederní páteři (Pavelka 2004, s. 648). 54

55 Obrázek 22: Kolenní kloub postižený osteoartrózou a patrnými osteofyty (Internet 21) Demografie na základě kosterních pozůstatků a její výpovědní možnosti Jak je známo, české země jsou osídleny od staršího paleolitu. Z nejstarších období starší doby kamenné nejsou zatím žádné kosterní nálezy člověka, ale archeologické nálezy nám jasně dokládají, že na některých místech našeho území se staropaleolitický člověk vyskytoval. Ze středního paleolitu, tedy z období, kdy žili a vyskytovali se neandertálci, už je známo některých kosterních nálezů pozůstatků člověka Homo sapiens neanderthalensis, které byly nalezeny na území Moravy (Šipka u Štramberka, jeskyně Kůlna a Švédův stůl v Moravském krasu). Daleko více už je mladopaleolitických nalezišť, která jsou velmi významná (Předmostí u Přerova, Dolní Věstonice, Pavlov, Brno, Svitávka, Mladeč u Litovle, Zlatý kůň u Koněprus). Po střední době kamenné, mezolitu, tudíž někdy na začátku mladší doby kamenné (neolitu), se na naše území Čech a Moravy, dostávají populace, které přišly z jihovýchodu. Příchod těchto populací znamená významný přelom v dějinách našich zemí, protože od této doby lze sledovat nepřetržité zemědělské osídlení. Zatím co dřívější populace, které osidlovaly naše území, které můžeme zachytit z archeologických výzkumů, byly převážně lovecké a měnily často svá sídla i na velké vzdálenosti. Zatímco neolitické populace byly zemědělské a svá území začala obdělávat a usídlili se pevně v určitých oblastech s úmyslem už je nikdy neopouštět (Stloukal et al. 1999, s. 383). Hodně kultur se vystřídalo na našem území v rozmezí od neolitu po středověk, a to na všech územích Čech a Moravy. Některé kultury na sebe navazují, měnil se pouze lid, který přejímal staré zvyky. Jiné kultury byly zcela nahrazeny kulturami novými a některé byly natolik odlišné, že se uvažuje o tom, zda nepřišel i zcela nový lid. Jedním z důvodů, proč se to neví je, že archeologické hmotné materiály neposkytují dostatek podkladů. K vyřešení mnohých otázek může pomoci antropologie, ale i ta má omezené možnosti, protože ani ta 55

56 nemůže prozkoumat kosterní pozůstatky celých pravěkých populací a už vůbec ne období žárového pohřbívání. A proto budou v některých případech ještě asi dlouho spory o to, zda jen staré obyvatelstvo převzalo zcela novou kulturu či zda s novou kulturou přišel i nový lid (Stloukal et al. 1999, s. 383). I v tomto případě je možné, že nové obyvatelstvo nepřišlo do liduprázdné země a že nevyhubilo lid, který na daném území žil. Proto nelze vyvrátit teorii o biologické kontinuitě osidlování českých zemí a to od neolitu až po dnešek. Tato teorie pojednává o tom, že i přes všechny proměny času, kultur i populací, tady vždy zůstalo původní zemědělské obyvatelstvo a nově příchozí, o niž nelze v některých případech vůbec pochybovat, je možná ovládli, ale i přes to se s nimi nějakým způsobem sžili (Pěnička 2008, s. 69; Stloukal et al. 1999, s. 383). Období, které je zhruba prvních pět století po Kristu se u nás nazývá dobou římskou a dobou stěhování národů, kdy se opět v zásadě prosazuje kostrové pohřbívání. Další velice významnou migrací, která se udála ve střední Evropě, je období expanze Slovanů. Ti si ze své pravlasti přinesli žárový pohřební ritus, a proto jsou jejich počátky antropologicky nedosažitelné. Ke kostrovému způsobu pohřbívání nejdříve přišly slovanskoavarské populace, které se vyskytovaly na území Slovenska a Maďarska v 7. století. Avaři sami o sobě představovali velice významnou migraci z Asie do Evropy, která pronikla až na Slovensko, avšak po biologické stránce neměla žádný vliv na populace Čech a Moravy. S úplnou jistotou to říci nejde, protože z tohoto období se nezachoval žádný antropologický materiál. Nejstarší kosterní hroby, které se na území České republiky nacházejí, spadají do počátku 9. století. Antropologické materiály z této doby svědčí o výrazně heterogenitě (různorodosti) populace, ve které se vyskytují všechny možné antropologické typy. Největší procento je tvořeno robustními, leptodolichomorfními (jedinci s nízkou mozkovnou), vysokými jedinci (muži byli vysocí okolo 170 cm a ženy v průměru 160cm). Tato charakteristika populace platí pro většinu evropských populací a trvá až do 13. století. Ve 13. století se v poměrně krátké době mění obraz evropských populací, dochází k brachycefalizaci (zkracování lebky), (Pavlík et al. 1986, s. 20; Stloukal et al. 1999, s. 384). Nejvýraznější změny, které lze pozorovat na kosterních nálezech, se nacházejí v nejstarším pravěku, v paleolitu a sledují je paleoantropologové. Změny, které se na kostře udály od neolitu až po současnost, jsou poměrně zanedbatelné, i když jejich vývoj probíhá neustále. Jedna změna je však důležitá a to je již zmíněna brachycefalizace. Tento proces je pomalý a probíhal od neolitu neustále. K náhlé brachycefalizaci dochází na počátku 13. století a s ní přichází i zmenšení postavy u mužů v průměru na 160 cm a stejný posun se objevil i u žen. Touto rapidní změnou postavy se zabývá už několikátá generace antropologů a vědců (Stloukal et al. 1999, s. 385). K migracím obyvatelstva docházelo neustále a jinak tomu nebylo ani ve středověku. V našich zemích byla významná migrace ve 12. a 13. století, avšak ani ta problém, který se týká brachycefalizace nedokáže objasnit. Jednalo se o migraci, která probíhala uvnitř Evropy (střední) a mezi evropskými populacemi byly z antropologického hlediska jen nepatrné rozdíly. I když do Čech a na Moravu přišlo obyvatelstvo nové, tak z 56

57 antropologického hlediska nebylo nijak zvláště odlišné. Ostatně fenomén brachycefalizace nebyl problémem jen evropské populace, ale byl jim postižen celý svět. Antropologové a vědci uvažovali o tom, že tato změna je následek velkých epidemií, morových ran, při nichž se brachykranní populace projevily jako odolnější. Dostatečným vysvětlením však není ani toto. Jako nejpravděpodobnější se zdá, že k fenoménu brachycefalizace došlo zároveň s urbanizací. Zatímco raněstředověké populace žily v poměrně dobrých a poměrně zdravých podmínkách, tak se vznikem měst došlo k velké změně. Ve městech se hromadila velká spousta lidí, došlo ke změně životního stylu, avšak tyto změny se neprojevovaly jen ve městech. Ve městech došlo k výrazné změně hygieny, stravovacích návyků a došlo i ke změně zemědělství. V jaké míře se však tyto změny podepsaly na biologii člověka, není doposud moc objasněné (Droberjar 2002, s. 8-9; Pavlík et al. 1986, s. 45; Stloukal et al. 1999, s. 385). Vývoj lidstva však pokračuje, mění se i biologie člověka, vyvíjí se lidské tělo, avšak změny, které probíhají, jsou pomalé a těžko postřehnutelné. V posledním století dochází k nápadné akceleraci vývoje, při níž dochází k výraznému zvýšení průměru lidské výšky postavy, a také k urychlování dospívání dětí, ale i jiné vývojové procesy probíhají, i když ne v takové míře sekulární trend (Pavlík et al. 1986, s. 36; Stloukal et al. 1999, s. 385). 57

58 Závěr Cílem bakalářské práce bylo vytvořit přehled stárnutí člověka a jeho bio-sociokulturní souvislosti. Stárnutí je procesem, který je neodvratný a patří k životu všech živých organizmů. Stárnout člověk začíná už od narození. Procesy, které probíhají na buněčné úrovni a následně jejich projevy se však ve větší míře projevují na celkovém stavu organizmu až ve vyšším věku. Postupně se zvyšujícím se věkem dochází k opotřebování jednotlivých struktur organizmu a to se projevuje na jeho zdraví. Změny se týkají různých nemocí, které jsou typické jen pro stařecký věk, poruch v tvorbě hormonů a hlavně v možnosti reprodukce. U žen nastává takzvané klimakterium, kdy dochází ke změnám hladin pohlavních hormonů, přestávají dozrávat vajíčka a žena ztrácí schopnost reprodukce. U mužů tato změna není tak patrná a hlavně nemá takový účinek a schopnost reprodukce je do jisté míry zachována. Se zvyšujícím se věkem se objevuje omezení fyzických aktivit a také roste pravděpodobnost smrti. Stárnutí je způsobeno faktory, které na organizmus působí. Jedním z hlavních faktorů je genetická výbava každého organizmu, která je v něm hluboce zakódována. Dalším a to velice důležitým faktorem jsou environmentální podmínky. Za jeden z hlavních faktorů, který ovlivňuje proces stárnutí, patří životní styl jednotlivce. Velice důležitou součástí životního stylu je potrava a zdravý způsob života. Avšak s rozvíjejícím se zdravotnictvím, vývojem nových léků a s péčí o seniory se vyššího věku dožívá podstatně více lidí, než tomu bylo v dobách minulých. V dřívějších dobách, kdy nebylo zdravotnictví na takové úrovni, hygiena nebyla tak dobrá a péče tak kvalitní, docházelo k dřívějšímu úmrtí lidí a lidé, kteří se dožili věku více jak 65 let, bylo jen mizivé procento. V péči o seniory a jejich vnímání se také liší jednotlivé kultury. Lidé z jednotlivých kultur shlíželi na staré osoby jako na členy, kteří už něco zažili a byli jim schopni pomoci v mnohých situacích. Na druhou stranu se k nim nechovali s úctou a vytlačovali je na okraj společnosti. Znaky, které jsou během procesu stárnutí zanechány zejména na kostře je možno posmrtně zkoumat a dozvědět se z nich mnoho důležitých informací. Velice důležitou informací, kterou lze z těchto změn a znaků vyčíst je stáří daného jedince. Odhady stáří, které probíhají na základě zhodnocení určitých znaků, které se na kostře nacházejí, nám podají pouze biologický věk jedince, nikoliv chronologický (kalendářní). Patologie, které vznikly během procesu stárnutí, mohou z velké míry ovlivnit toto hodnocení. Protože vzniklé patologie, jako následek stárnutí a stařeckých nemocí, mívají z velké části degenerativní následky na daný skelet. Vědním oborem, který se zabývá těmito patologiemi, zkoumá je a následně hodnotí, je paleopatologie. Paleopatologové poskytují informace, kterých využívá například demografie. Demografie, jako věda, která zkoumá proces reprodukce obyvatelstva, jeho rozmístění a šíření, je na základě údajů, které jim poskytne paleopatologie, schopna přesněji objasnit některé situace, které se v reprodukci a šíření populace udály. 58

59 O autorovi Marek Gamovský ( , Bruntál) Po studiu na základní škole byl přijat v roce 2008 na Sportovní gymnázium ve Vrbně pod Pradědem obor všeobecné gymnázium. Studium na gymnáziu ukončil v roce 2011 maturitní zkouškou z těchto předmětů: český jazyk, anglický jazyk, biologie a chemie. V tomtéž roce byl přijat ke studiu antropologie na Ústavu antropologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Téma jeho bakalářské práce si vybral proto, že stáří jakož to proces nás doprovází od počátku existence. Děje, které jsou s tímto procesem spojeny, jsou zajímavé a také složité. Vědní disciplíny, které se stárnutím/stářím zabývají, mají podle něj perspektivu a budou se neustále vyvíjet. 59