Genetyk: nowoczesna armia potrzebuje nie tylko F-35, ale też medycyny przyszłości

Współczesna modernizacja wojska kojarzy się z miliardowymi kontraktami na myśliwce piątej generacji, czołgi i systemy rakietowe. Jednak nawet najbardziej zaawansowana technologia pozostaje bezużyteczna bez człowieka, który nią steruje. O tym, dlaczego polskie wojsko musi zainwestować w biologię molekularną i głęboką profilaktykę, opowiada prof. Ewelina Maculewicz z Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej (WIML).

Kupujemy myśliwce F-35, zamawiamy nowoczesne czołgi, inwestujemy w bezzałogowce i skomplikowane systemy dowodzenia. Wydatki na zbrojenia osiągają historyczne maksima. W cieniu tych potężnych transferów technologicznych toczy się jednak dyskusja o innym, fundamentalnym elemencie obronności – o ludzkim organizmie i jego biologicznych granicach. Eksperci medycyny wojskowej alarmują: bez równoległej inwestycji w zdrowie i sprawność psychofizyczną żołnierzy, potencjał najnowocześniejszego sprzętu nie zostanie w pełni wykorzystany.

Kluczową rolę w tym nowym podejściu do obronności zaczynają odgrywać badania z zakresu biologii molekularnej i genetyki, realizowane w Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej. Prof. Ewelina Maculewicz, kierująca Zakładem Badań Biomedycznych i Wzmacniania Organizmu Ludzkiego w WIML, jednoznacznie wskazuje, że technologia bez człowieka jest tylko martwym narzędziem.

Zamiast tradycyjnego podejścia, opartego wyłącznie na leczeniu zaistniałych schorzeń, medycyna wojskowa XXI wieku stawia na wyprzedzanie faktów. Celem badaczy jest precyzyjne określenie, jak konkretny organizm znosi skrajne przeciążenia, niedobory snu oraz przewlekły stres bojowy.

Wokół badań genetycznych narosło wiele mitów, sugerujących próby tworzenia „superżołnierzy” lub automatycznego dyskwalifikowania kandydatów na podstawie testów DNA. Prof. Maculewicz stanowczo odcina się od takich interpretacji. Podkreśla, że genetyka stanowi jedynie element znacznie bardziej złożonej układanki, na którą składa się tzw. fenotyp – czyli wypadkowa genów i środowiska: diety, regeneracji, higieny snu czy poziomu chronicznego stresu.

Badania laboratoryjne pozwalają jednak wyjaśnić, dlaczego dwie osoby poddane identycznemu rygorowi treningowemu i żywieniowemu osiągają na poligonie skrajnie odmienne rezultaty. Podczas gdy jeden żołnierz błyskawicznie poprawia wydolność tlenową, u drugiego, przy tym samym reżimie, znacznie szybciej pojawiają się stany przeciążeniowe, bolesne kontuzje ścięgien albo syndrom przewlekłego zmęczenia. Dwie przypadkowe osoby różnią się zaledwie mikroskopijnym ułamkiem procenta materiału genetycznego (od 0,1 do 0,4%), ale to właśnie ten ułamek w pełni odpowiada za strukturę tkanek, metabolizm oraz indywidualną podatność na urazy.

Co ciekawe, żołnierzy jednostek elitarnych zgłaszających się na badania wcale nie interesują najbardziej parametry stricte wysiłkowe czy siłowe. Największe emocje budzi metabolizm. Wyjątkową popularnością cieszą się zaawansowane badania nutrigenetyczne, czyli te związane z genetycznymi predyspozycjami do nadwagi, otyłości oraz szeroko pojętych zaburzeń metabolicznych.

Naukowcy z WIML analizują między innymi polimorfizmy genów odpowiedzialnych za regulację łaknienia i odczuwania sytości, takich jak gen FTO czy geny receptorów leptyny i melanokortyn. Wykrycie podwyższonego ryzyka metabolicznego w kodzie DNA u zdrowego, sprawnego komandosa nie skutkuje jednak raportem do dowództwa z wnioskiem o zwolnienie ze służby. Zamiast tego lekarze zyskują potężny atut w postaci czasu.

Praktycznym przykładem takich analiz jest badanie metabolizmu witaminy D oraz genów COL1A1 i COL5A1, odpowiedzialnych za produkcję kolagenu. Pozwala to lekarzom modyfikować plany treningowe żołnierza i wdrażać celowaną suplementację, chroniąc np. jego ścięgno Achillesa przed zerwaniem, zanim jeszcze pojawi się bolesna kontuzja.

Jednym z najważniejszych i najbardziej nowatorskich projektów WIML jest monitorowanie fizycznych uszkodzeń genomu wywołanych ekstremalnymi warunkami służby. Piloci odrzutowców, skoczkowie spadochronowi oraz operatorzy radarów są stale narażeni na promieniowanie jonizujące, toksyny oraz potężny stres pola walki. Czynniki te generują wysoki stres oksydacyjny – wolne rodniki dosłownie bombardują jądra komórkowe, co może prowadzić do mutacji i pęknięć nici DNA.

Za pomocą zaawansowanych testów cytogenetycznych badacze potrafią fizycznie monitorować te uszkodzenia w leukocytach krwi obwodowej, oceniając pęknięcia chromosomów czy formowanie się mikrojąder.

Nowoczesna genetyka redefiniuje również klasyczne pojęcie odpoczynku. Badania nad metabolizmem mleczanu i transporterami monokarboksylanów (MCT) dowodzą, że nie istnieje jeden, uniwersalny model regeneracji po skrajnym obciążeniu fizycznym.

Dla części żołnierzy całkowity bezruch na łóżku okazuje się najgorszym rozwiązaniem, ponieważ spowalnia usuwanie metabolitów. W ich przypadku znacznie lepiej sprawdza się aktywna regeneracja (np. marsz lub spokojny bieg), która podtrzymuje krążenie i przyspiesza powrót organizmu do równowagi. U innych większe znaczenie będzie miała szybka odbudowa zasobów energetycznych, odpowiednia podaż elektrolitów czy sen.

Podczas gdy armie takie jak amerykańska od lat traktują profilowanie biologiczne i indywidualizację medyczną jako standard, w Polsce projekty te wciąż znajdują się głównie na etapie programów pilotażowych i projektów naukowych, ograniczanych przez finansowanie. Biorąc jednak pod uwagę koszty szkolenia personelu wojskowego, inwestycja w naukę staje się kluczowym elementem strategii obronnej kraju.