Svazek 4: Modelování lidského růstu. Dynamický fenotyp

Pro antropologickou praxi má modelování růstu zvláštní důležitost, protože má dopad v řadě oblastí běžného života. Úspěšný, tedy validní a prakticky využitelný model, by měl být založen na individuálním přístupu a poskytovat biologicky interpretovatelné parametry.

Tato monografie přináší přehled dostupných modelů pro hodnocení a modelování lidského růstu a představuje nový modelový přístup, zcela odlišný od jiných přístupů. Liší se tím, že je založen na fyziologickém principu růstu a také tím, že poskytuje biologicky interpretovatelné výstupní parametry. Model byl nazván Dynamický fenotyp – lidský růst je totiž fenotypovým představitelem zděděného genotypu – růstového programu, který jedinec získává od svých rodičů a který je modulován vlivy prostředí. Dynamický fenotyp je založen na fyziologických principech růstu – na anabolických a katabolických dějích. Další z předností Dynamického fenotypu v porovnání s ostatními modely je jeho zaměření na individuální hodnocení. Autor metody Dynamického fenotypu Ludvík Novák vychází z Waddingtonovy (1957) premisy o vzniku růstového programu až do dospělosti (potažmo celkového genetického pozadí organismu) každého biologického jedince v okamžiku jeho vzniku – tedy vzniku zygoty splynutím vajíčka a spermie. Od tohoto okamžiku má každý jedinec nastaven svůj vlastní růstový program (který je modulován výživou a dalšími faktory prostředí) a jeho růst sleduje jeho vlastní růstový kanál. Udržení organismu v hranicích daného růstového kanálu je zabezpečeno fyziologickými regulačními mechanismy, které jsou v souboru nazývány homeorhesis. Ostatní modelové přístupy se biologickým individuem nezabývají; individuální přístup, zvláště v případě longitudinálních dat, je však zásadní. Každý jedinec se od ostatních liší a v případě využití sumarizačních postupů dochází ke ztrátám v záznamu biologické variability a jejích příčin.

Dynamický fenotyp má další důležitou přednost – relativní jednoduchost užití a interpretace i pro ne-matematiky. Model je parametrický a tím pádem i generovaná růstová křivka (vlastní růstový proces a mechanismy, které růst řídí) je modelována z dostupných empirických dat s užitím matematických funkcí; tyto funkce jsou popsány výstupními parametry. Dynamický fenotyp umožňuje, na rozdíl od ostatních matematických růstových modelů, plnou biologickou interpretaci výstupních parametrů. Dle Winsora (1932) je každá růstová křivka charakterizována třemi parametry, což platí i pro Dynamický fenotyp; parametry jsou následující: počáteční bod růstové křivky, její asymptota (tedy limitní hodnota křivky) a hodnota maximálního přírůstku v inflexním bodu. Jedná se tedy o parametry, které je možno jednoduše interpretovat v biologickém smyslu. Podobně jako další modelové přístupy, Dynamický fenotyp rozděluje lidskou růstovou křivku do tří komponent (identických s Karlbergovými komponentami I, C a P). Ludvík Novák však dospěl k rozdělení na komponenty nezávisle na Karlbergových poznatcích; dělení založil na hluboké znalosti fyziologie člověka. Každá z komponent je totiž řízena odlišným fyziologickým mechanismem a modeluje ji samostatná matematická funkce; každá je (na rozdíl od Karlbergem užitých funkcí) vhodná pro individuální modelování a může být využita na jakákoli růstová data.

Komponenta I (infantní) je charakterizována rychlým růstem, který však již v postnatálním období deceleruje a je modelována exponenciální (Gompertzovou) funkcí a je regulována převážně IGF-I faktorem, dále fetálními hormony. Komponenta C (dětská komponenta) růstové křivky je v Dynamickém fenotypu modelována logistickou funkcí a je charakteristická pomalým, stabilním růstem po delší časové období. Tato fáze je regulována růstovým hormonem. Třetí, pubertální komponenta růstové křivky (P), navazuje (nebo spíše překrývá) dětskou komponentu na začátku dospívání a je charakteristická obdobím intenzivně akcelerovaného růstu v průběhu pubertálního spurtu, který v blízkosti asymptoty přechází do decelerační fáze. Je řízena komplexem pohlavních hormonů a růstového hormonu; intenzivní růst organismu v tomto období (pod vlivem pohlavních hormonů) má silný vztah k rychlému dosažení pohlavní dospělosti a schopnosti reprodukce.