Jak stárnou včely? Časopis o včelařství
Včela medonosná velmi inspiruje specialisty a je pro ně zdrojem cenných informací, včetně těch, kteří studují proces stárnutí.
Vědce zajímá dramatický rozdíl v délce života mezi včelími královnami a dělnicemi a také variabilita délky života mezi jednotlivými včelami. Královny mohou žít až čtyři roky a v některých případech i déle.
Život včel dělnic může trvat téměř rok, ale ve většině případů končí mnohem dříve. Někdy po několika týdnech. Včelí královny jsou spolu s královnami jiných druhů sociálního hmyzu (například mravenci) ve světě zvířat velmi vzácné.
U samic většinou platí, že na intenzitu rozmnožování doplácejí zkrácením délky života. Naopak dlouhověkost zvířete je způsobena silným potlačením reprodukce. Včelí královna však dokáže naklást 1500-2000 vajíček denně a její životnost je ve srovnání s neplodnými dělnicemi nenapodobitelně dlouhá. Základem tohoto výjimečného jevu je mimo jiné skrytý účinek glykoproteinu vitelogeninu, který je jednou z hlavních složek vaječného žloutku u širokého spektra zvířat. U hmyzu hraje během stárnutí výjimečnou roli juvenilní hormon, jehož syntéza je dána výhradně přítomností vitelogeninu. Obecně se má za to, že viteloginin zvyšuje koncentraci juvenilního hormonu v těle a zvýšená koncentrace vitologininu nebo juvenilního hormonu má za následek zkrácení života. Proto rozmnožování spojené s kladením vajíček a produkcí vitelogeninu vede ke zkrácení délky života. U včel je tento vztah mezi vitelogeninem a juvenilním hormonem postaven na hlavu. Vitelogin potlačuje tvorbu juvenilního hormonu a prodlužuje život.
Životnost včelích dělnic je určována především faktory prostředí, a především jejich životně důležitou činností. Mladé včely vykonávají práci uvnitř úlu, jsou uklízečkami, ošetřovatelkami staršího a mladšího potomstva, staviteli plástů a v případě potřeby hlídači u vchodu. Po 2-3 týdnech mohou začít práce spojené se sběrem a dodáním nektaru a pylu. Přechod k plnění úkolů létajících včel je spojen s řadou fyziologických změn a v neposlední řadě s velmi rychlým stárnutím. Obecně platí, že délka života včel dělnic do značné míry určuje délku období, kdy je včela v úlu, a věk, kdy začíná pracovat mimo úl. Takzvané zimní včely, které dlouho neopouštějí úl, se většinou dožívají 6 a více měsíců. O délce života těchto včel výrazně rozhoduje feromon vylučovaný včelím plodem v úlu. Stárnutí včelích dělnic má řadu překvapivých rysů. Pokročilý věk u většiny suchozemských organismů je spojen se zvýšením úmrtnosti a také se snížením produktivity buněk, tkání a orgánů. Zdá se, že u včel dělnic probíhají oba procesy nezávisle. Řada fyziologických funkcí včel dělnic s věkem neoslabuje a včely z těchto hledisek zůstávají „věčně mladé“. Včely v některých ohledech časem „zrají jako víno“ a jejich fyziologické funkce se s věkem zlepšují.
To, že včely nestárnou v duši (mysli), ukázaly speciální pokusy amerických biologů pod vedením Olava Ruppella z University of Greensboro (Severní Karolína). Vědci zkoumali mortalitu, a zároveň individuální schopnosti u včel ve věku 25 až 52 dní. Z tohoto pohledu byly včely poměrně staré. Schopnosti stárnoucích včel se ale nesnížily. Naopak. Jejich reakce na světlo se s věkem pomalu, ale znatelně zlepšovala. Včely věkem neztrácely schopnost učit se a rychlost pohybů u vchodu byla u mladých i starých včel stejná.
Pro včely zůstávající v úlu je typický paradoxní způsob stárnutí. Když dělnice opustí úl a začnou trávit podstatnou část svého času venku, zažijí stárnutí způsobem, o kterém je známo, že se vyskytuje u většiny organismů, včetně lidí. Po 2 týdnech je dobře vidět opotřebované tělo létajících včel. Může to být poškozená struktura křídel, ztracená pubescence. Tento typ stárnutí se typicky vyskytuje u široké škály zvířat. Naprostá většina z nich jsou nevratné procesy.
U některých tvorů lze stárnutí na chvíli zpomalit nebo znatelně omezit. U včel však byl objeven „elixír mládí“, který jim umožňuje získat zpět ztracené mládí. Tento zázrak přírody byli svědky vědců pod vedením norské bioložky Gro Amdam, spolupracující s Universitet pro miljog biovitenskap v norském městě Asu a na University of Arizona v USA. Vědci odstranili z úlu všechny mladé včely a v kolonii ponechali pouze královnu a létající včely. V této situaci se některé létající včely vrátily k provádění prací uvnitř úlu. Již po 10 dnech se u těchto včelích dělnic projevilo zřetelné omlazení, které zahrnovalo mimo jiné i výjimečné zlepšení funkcí nervové soustavy, včetně schopnosti učit se novým věcem.
Dva proteiny jsou z velké části zodpovědné za dramatickou změnu aktivity nervových buněk u těch včel, které se vrátily do úlu. Protein Prx2 je přítomen v nervových buňkách létajících včel, které se vrátily k práci úlu. Tento protein je známý také u jiných zvířat, včetně lidí. U lidí se protein Prx6 podílí na ochraně před různými typy duševních poruch, včetně Alzheimerovy choroby. Další protein, jehož koncentrace se zvyšuje v nervových buňkách „omlazených“ včelích dělnic, byl dosud neznámý a poprvé jej popsal Gro Amdam. Ze struktury molekuly tohoto proteinu vyplývá, že v buňkách působí jako tzv. chaperon. Proteiny z této poměrně velké skupiny zvyšují stabilitu ostatních proteinových molekul a chrání je před poškozením a ztrátou funkce. Chaperone výhradně zvyšuje odolnost buněk a celého těla vůči nepříznivým vlivům.
Studium jednotlivých rysů stárnutí včel by mohlo být podnětem k vytvoření léků a přípravků, které na člověka působí jako pohádkový elixír mládí. Samotná Gro Amdam neočekává praktické využití výsledků svého výzkumu dříve než za 30 let. Studie na včelách ukazují, že v boji proti stárnutí by se neměly spoléhat pouze na „chemikálie“. Jak ukazuje příklad včelích dělnic, velmi významným faktorem je sociální aktivita, která u tohoto hmyzu výrazně mění spektrum produkovaných bílkovin. Jiné u lidí podporují vyšší společenskou aktivitu k udržení mozkových funkcí ve stáří. „Je možné změnit naše chování a postoj k vnějšímu prostředí jen tak, abychom dnes a každý den udrželi mozek v mladém stavu,“ říká Gro Amdam.