Já sama jsem se mrkání svému a ani žádnému jinému řádně nevěnovala až donedávna. Vcelku jsem si vystačila se středoškolskou biologií, která hlásá, že víčka jsou přídavným aparátem oka, jehož funkcí je ochrana bulbu, roztírání slzného filmu a nasávání slz do slzných cest. Že tento aparát je hoden podstatně větší pozornosti, jsem pochopila až před pár lety. Tehdy se u mého mladšího syna objevila těžká tiková porucha, která byla projevem psychického vyčerpání jeho organismu. Zvládnutí tohoto problému nám zabralo několik až moc "dlouhých a náročných" let, po jejichž uplynutí jsem si o očních víčkách myslela cokoliv, jen ne to, že nestojí za moji pozornost. Možná souvislost mezi stresem a jejich pohybem se mi totiž jevila jako nadmíru jasná. 

Stres v kostce

Stres je dnes v souvislosti s welfare koní tak často skloňovaný, až nám z toho zákonitě musí hučet v uších. :) Ale to je samozřejmě dobře. Tatam je doba, kdy jsme si neuvědomovali, že pohoda zvířat přímo souvisí nejen s jejich výkonností, ale i s jejich zdravím.

Mechanismy působení stresu na organismus jsou velké a aktuální téma, ale to neznamená, že už neexistují žádné otázky a my máme k dispozici všechny odpovědi. Ani sama přesná definice pojmu stres prozatím zavedena nebyla, což samo sobě o mnohém vypovídá. Proto se tedy pokusíme jakýsi úvod do problematiky zformulovat. Koneckonců stále častěji skloňujeme termíny oxidační stres, chronický stres nebo chronická deprese. Měli bychom tedy tomu, co stres je a jak na organismus našich koní působí, alespoň na obecné úrovni porozumět.

V kostce můžeme říci, že stres je fyziologická odpověď organismu na ohrožující podmět (stresor), s nímž se musí organismus vypořádat. V poslední době jsme si zvykli vnímat stres jako něco primárně škodlivého, tak jednoduché to ale není. Stres totiž nemusí být nutně nebezpečný. Může jedince motivovat k vyšším výkonům a to jak fyzickým, tak i duševním, což samo o sobě problém není, spíše naopak.

Tento užitečný typ stresu se nazývá eustres a zabývat se právě jeho eliminací rozhodně netřeba. Problém nastává, až když se dobrý eustres, v důsledku dlouhodobého anebo příliš často se opakujícímu vlivu stresoru, změní v tak zvaný distres, který již negativní vliv na organismus prokazatelně má.

Jak to celé funguje?

Stres vzniká jako reakce organismu na působení stresoru. Stresory mohou být endogenní (vnitřní) nebo exogenní (vnější). Stresorem tedy může být pro koně prakticky cokoliv, nedostatkem potravy počínaje a různorodými změnami v prostředí konče. Dnes již víme, že specifické stresory aktivují určité specifické adaptační mechanismy. Nic složitého. Při změně složení stáda se zapojují jiné adaptační mechanismy než při útoku velké šelmy.

Přesto ale samozřejmě existují určité pevně dané odpovědi, které organismus vlivem působení stresu vykonává. Posloupnost reakcí, které organismus v důsledku působení stresoru vytváří, nazýváme obecný adaptační syndrom (GAS - general adaptive syndrome). Obecný adaptační syndrom má tři základní fáze:

• Fáze poplachová - jedná se o prvotní, bezprostřední reakci organismu na stresor. Ta je zprostředkována katecholaminy (adrenalin, noradrenalin). U koní je v této fázi obvykle aktivována útěková, méně často útočná reakce.
• Fáze adaptační - v této fázi organismus aktivuje mechanismy, které buď minimalizují škodlivost stresoru anebo ho odbourají. Do tohoto procesu vstupují nadledviny, které vylučují glukokortikoidy. Jeho cílem je především zajištění dostatku energie pro životně důležité orgány.
• Fáze vyčerpání - pokud ale stresor působí i poté, co již proběhla fáze poplachová a adaptační, mění se "dobrý" eustres v distres, který již je pro organismus prokazatelně škodlivý. Organismus se v této situaci dalšímu působení stresoru nedokáže účinně bránit. Toto vyčerpání může vést až k rozvoji závažných zdravotních komplikací. Ať již se jedná o poruchy imunity anebo poruchy kognitivní.

Stresová reakce

Reakce organismu na stresor mají za úkol ochránit organismus před jeho působením. Stresor spouští v organismu celý komplex nespecifických odpovědí - behaviorálních, hormonálních i neuronálních. A tyto odpovědi mají prakticky všichni obratlovci stejné. Reakce organismu na zátěž stresoru je tedy shodná u člověka, u koně anebo třeba morčete. V této věci se tedy můžeme velmi dobře orientovat, máme své vlastní zkušenosti, které můžeme bez obav zobecnit.

Je doloženo, že stresor v organismu jedince vždy aktivuje dvě tzv. stresové osy. Tou první je osa sympato-adreno-medulární (SAM), druhou pak osa hypotalamo-pituitárně-adrenální (HPA).

Osa SAM je stimulována produkcí katecholaminů (adrenalin, noradrenalin, dopamin), které produkují chromatinní buňky dřeně nadledvin, účinkují jako neurotransmitery. Činnost osy SAM můžeme vysledovat prakticky ihned po objevení se vlivu stresoru. Adrenalin (epinefrin - hormon vyměšovaný dření nadledvin), zvýší tepovou frekvenci a sílu stahu srdce, zvýší se tedy srdeční výdej. Způsobí také bronchodilataci (rozšíření průdušek). Noradrenalin (norepinefrin - hormon a neurotransmiter - rovněž vyměšovaný dření nadledvin) umožní organismu krátkodobě zvýšenou aktivitu, vyvolá vasokonstrikci (proces, při kterém dochází k zúžení cév - zejména tepen a žil) na periferii těla a v gastrointestinálním traktu.

To známe všichni, v reakci na stresor se nám jakoby stáhne žaludek, mrazí nás v břiše, ztuhnou nám končetiny, máme ledové prsty. A také se zvýší krevní tlak. Srdce nám ve vteřině buší až v krku. Osa SAM, jakmile je aktivována, vyvolává metabolické změny. Dochází k aktivizaci glykogenolýzy, což je proces, při němž se štěpí polysacharid glykogen ve svalech a játrech na glukózu. Navýší se obsah volných mastných kyselin a laktátu v krevní plazmě.

HPA osa má pomalejší nástup, ale působí dlouhodoběji. Osu HPA spouští činnost hypothalamu, který produkuje a uvolňuje kortikoliberin. Ten stimuluje buňky adenohypofýzy, což vede ke zvýšení sekrece adrenokortikotropního hormonu (ACTH). Tento hormon je následně unášen krevním řečištěm až do kůry nadledvin, kde způsobí zvýšení produkce glukokortikoidů.

Glukokortikoidy vyvolají zvýšení hladin glukagonu (hormon produkovaný slinivkou břišní, působící proti účinkům inzulinu) v krvi, zvýší se glykemie a energie v podobě glukozy tedy může být velmi rychle dopravena k orgánům, primárně k mozku. U stresovaného jedince tedy dochází ke zlepšení kognitivních funkcí. Myslíme rychleji, vidíme ostřeji. Glukokortikoidy tedy mají schopnost vyvolat rezistenci na inzulín v periferních částech organismu, aby se za přispění zvýšené tepové frekvence a vyššího krevního tlaku dostala glukoza skutečně až k mozku, což také následně aktivuje i centra hladu. I to známe všichni. :)

Nejen každý jedinec, ale i každý živočišný druh reaguje na působení stresu trochu jinak. Obecně ale můžeme říci, že u predátorů typicky pozorujeme reakci se zvýšenou aktivitou SAM osy, u býložravců naopak dominuje aktivita na HPA ose.

Když stres nepřestává...

Primární odpovědí na stres je únava, jejímž projevem je pokles výkonu. I únavu můžeme tedy považovat za určitý projev působení stresu na organismus. To je ale jen vrcholek ledovce. Stres toho umí víc. U pokusných zvířat, která byla chronicky stresována, bylo prokázáno zvětšení nadledvinek, atrofie brzlíku a lymfatických orgánů, což má velký význam pro obranyschopnost organismu.

Stres má tedy celkově významný vliv na funkci imunitního systému a tak i obranyschopnost organismu. Stres ovšem nemusí ovlivnit obranyschopnost organismu pouze ve smyslu snížení imunity. Imunitní systém může být v důsledku stresu i hyperaktivní, což vede k rozvoji alergických reakcí.

Mezi další běžně známé důsledky nadměrného stresu pak patří také úzkost, nechutenství, deprese, poruchy paměti, spánku, snížení schopnosti soustředění i snížení kognitivních schopností, především pak učení. K tomu přistupuje i celá řada somatických problémů, trávicí potíže, potíže s močením, bolesti svalů, poruchy reprodukčních funkcí.

Lze stres měřit?

V současné době již můžeme říci, že ano. K vyhodnocování stresových reakcí se využívají data získaná z měření některých fyziologických změn. V souvislosti se stresem se využívá vyhodnocování změn srdeční frekvence a variability srdeční frekvence. Působení stresu ale měřitelně ovlivňuje také frekvenční charakteristiky v elektroencefalogramu, dechovou frekvenci, světlost cév. Měřit lze i svalové napětí, které se v souvislosti se stresem zvyšuje. Samozřejmě je možné zjišťovat i úroveň hladin hormonů - katecholaminů a kortizolu - v krvi a ve slinách, které zvyšují celkovou pohotovost organismu při zátěžových situacích.

Všechny tyto metody ale mají svá omezení a nezanedbatelný význam má i invazivní povaha některých typů vyšetření, především pak odběrů krve. Právě proto se vědci v poslední době zaměřili i na behaviorální (týkající se chování) ukazatele, které mohou mít výpovědní hodnotu v souvislosti s měřením úrovně stresu.

Jako citlivá metrika nervové aktivity se ukázalo monitorování rychlosti spontánního mrknutí. Dnes je tato metoda obecně přijímána jako velmi dobrý indikátor stresu u lidí. A právě na tuto, zcela neinvazivní, metodu se tedy zaměřil i tým vědců vedený Katrinou Merkiesovou z kanadské University of Guelph.

Katrina Merkiesová a její kolegové z University of Guelph publikovali v časopise Animals výsledky výzkumu, který se zabýval měřením spontánního mrkání a záškubům víček koní vystavených stresovým situacím.

Ve studii bylo třicet tři koní různých plemen (od A1/1 až po pony), chovaných ve třech různých zařízeních ve východním Ontariu, vystaveno třem typům stresových situací - separaci ve speciální izolované testovací místnosti, zamezení přístupu ke krmivu v době, kdy ostatní koně konzumovali pravidelně podávanou krmnou dávku, a "startovacímu testu", při němž byl kůň ve speciálním prostoru vystaven překvapujícímu ataku míčem. U koní byla v průběhu experimentu měřena srdeční frekvence a bylo zaznamenáváno jejich chování.

Analýzou získaných videozáznamů bylo zjištěno, že počet plných i částečných mrknutí se v průběhu experimentu snížil ve srovnání s daty získanými při kontrolním měření, která byla získána v době pobytu koní v jejich normálním prostředí, tedy ve skupině v době jejich pobytu ve výběhu. Nejvíce zatěžující bylo pro koně zamezení přístupu ke krmivu, což naznačila i zvýšená srdeční frekvence, významný neklid a postoj s vysoko drženou hlavou.

Bez vlivu stresorů koně v průměru mrkali 8-9krát za minutu. Frekvence mrkání ale v přítomnosti jakéhokoliv stresoru poklesla na pět mrknutí za minutu. Naopak záškuby očních víček se z přibližně dvou záškubů za minutu zvýšily na šest záškubů za minutu v testu omezení přístupu ke krmivu. U dalších dvou testů nedošlo ke zvýšení záškubů očních víček nebo srdeční frekvence, což naznačuje, že koně tyto testy nepovažovali za příliš stresující. Během těchto situací však více soustředili svou pozornost.

Závěr

Závěr je tedy následující - koně, pokud jsou vystaveni stresujícím podnětům, mají významně nižší frekvenci spontánního mrknutí oka a vyšší frekvenci záškubů očních víček. Samozřejmě bude třeba dalších výzkumů, aby bylo možné plně pochopit emoční reakce koní a přesně identifikovat vzorce, jimiž se rychlost spontánního mrknutí oka u koní řídí. Přesto je již nyní jisté, že frekvence mrkání a záškubů očních víček nám skutečně může poskytnout důležité informace o úrovni stresu koní. A tato informace stojí za naši pozornost.

V případě zájmu naleznete celou studii, včetně grafů, odkazů a videozáznamů, zde.

Zdroje: 

• Animals, 2019 -  Katharina Merkies, Chloe Ready, Leane Farkas, Abigail Hodder: "Eye Blink Rates and Eyelid Twitches as a Non-Invasive Measure of Stress in the Domestic Horse"
• Multimediální skripta: Funkce buněk lidského těla a Obecná patologická fyziologie – Basic Pathologic Physiology.