testvova

Журнал для профессионалов
аптечного бизнеса

Информация только для медицинских и фармацевтических специалистов


Ну, за кислород!

Ежегодная Нобелевская неделя открывается объявлением лауреатов в номинации «медицина или физиология». Высшая научная награда 2019 года присуждена за работы по адаптации клеток организма к недостатку кислорода – будь то высокогорье или просто душное помещение. 


В аудитории Каролинского института, где традиционно объявляют лауреатов медицинской Нобелевки, прозвучали имена американцев Уильяма Кейлина и Грегга Семензы, а также британца сэра Питера Рэтклиффа, изучавших реакцию организма на гипоксию.


Кислород необходим для жизни животных: он используется митохондриями, присутствующими практически во всех клетках, для преобразования пищи в полезную энергию. В ходе эволюции были созданы механизмы, обеспечивающие достаточное снабжение тканей кислородом. Каротидный синус, прилегающий к большим кровеносным сосудам с обеих сторон шеи, содержит специализированные клетки, которые измеряют уровень кислорода в крови, и, напрямую посылая химические сигналы в мозг, контролируют нашу частоту дыхания.


Работы нобелиатов 2019 года пролили свет на еще один механизм адаптации к изменению уровня кислорода, на сей раз – на клеточном уровне.

Вокруг эритропоэтина

Работы нобелиатов 2019 года пролили свет на еще один механизм адаптации к изменению уровня кислорода, на сей раз – на клеточном уровне. Грегг Семенза изучал ген гормона эритропоэтина (EPO) и то, как он регулируется изменением уровня кислорода. Используя генетически модифицированных мышей, он определил специфические сегменты ДНК, расположенные рядом с EPO, которые опосредуют ответ на гипоксию. Питер Рэтклифф обнаружил, что кислород-зависимая регуляция EPO есть во всех тканях организма, а не только в клетках почек, где обычно и синтезируется эритропоэтин, то есть была показана универсальность механизма.


Далее обе исследовательские группы вышли на белковый комплекс HIF (фактор, индуцируемый гипоксией) и выяснили, что он состоит из двух факторов транскрипции, сегодня известных как HIF-1α и ARNT. Однако дальше они уперлись в стену, пытаясь понять, как все эти механизмы соотносятся между собой.

Причем тут рак?

Разгадка пришла с неожиданной стороны, от врача Уильяма Кейлина, занимавшегося проблемой наследственных злокачественных опухолей. Его работы привели к открытию еще одного гена, задействованного в ответе на гипоксию, VHL, отвечающего за синтез некоторых противораковых соединений в организме. Связь прямая: злокачественные клетки лучше чувствуют себя именно в состоянии недостатка кислорода, и эта особенность позволяет им успешно конкурировать со здоровыми клетками, которым в условиях гипоксии тяжело полноценно функционировать. 


В итоге сложилась целостная картина работы клеток в разных кислородных условиях. С точки зрения современной науки выглядит она следующим образом:


При низком уровне кислорода (то есть при гипоксии) HIF-1α защищен от уничтожения протеасомами и накапливается в ядре, где связывается с ARNT и активирует специфические последовательности в ДНК (HRE), связанные с работой клетки в условиях гипоксии (1). При нормальном уровне кислорода HIF-1α быстро уничтожается протеасомой и адаптивные механизмы не включаются (2). Кислород регулирует этот процесс за счет добавления ОН-групп к HIF-1α (3), после чего к нему присоединяется белок VHL (4). Он и становится «черной меткой» для всего комплекса, который затем уничтожается протеасомой.


При низком уровне кислорода (то есть при гипоксии) HIF-1α защищен от уничтожения протеасомами и накапливается в ядре, где связывается с ARNT и активирует специфические последовательности в ДНК (HRE), связанные с работой клетки в условиях гипоксии (1). При нормальном уровне кислорода HIF-1α быстро уничтожается протеасомой и адаптивные механизмы не включаются (2). Кислород регулирует этот процесс за счет добавления ОН-групп к HIF-1α (3), после чего к нему присоединяется белок VHL (4). Он и становится «черной меткой» для всего комплекса, который затем уничтожается протеасомой. 

Практические выводы

Благодаря новаторской работе нобелевских лауреатов 2019 года мы знаем гораздо больше о том, как различные уровни кислорода регулируют фундаментальные физиологические процессы. Кислородное зондирование позволяет клеткам адаптировать свой метаболизм к низким уровням кислорода, например в мышцах во время интенсивных упражнений.


Другие примеры адаптивных процессов, контролируемых кислородным зондированием, включают образование новых кровеносных сосудов и выработку эритроцитов. Наша иммунная система и многие другие физиологические функции также настраиваются с помощью этого механизма. Он участвует и в процессе развития плода, контролируя образование кровеносных сосудов и развитие плаценты.


Усилия академических лабораторий и фармацевтических компаний в настоящее время сосредоточены на разработке лекарств, которые могут воздействовать на различные патологические состояния, активируя или блокируя чувствительный к кислороду механизм.

 

По материалам Нобелевского комитета

https://www.nobelprize.org/

Журнал "Российские аптеки" №11, 2019

Вам могут понравиться другие статьи:

  • Летящей походкой
    Подробности
    Летящей походкой

    Сидячий образ жизни или, наоборот, работа «на ногах» и активные занятия спортом в равной степени влияют на состояние ступней ног, которые так же, как и другие части тела, требуют особого ухода и заботы.

    Подробнее
  • Зачем фармакологам гены
    Подробности
    Зачем фармакологам гены

    Фармакогеномика – новейшая отрасль современной науки, которая изучает влияние генома на особенности фармакодинамики и фармакокинетики лекарств в организме конкретного человека. По сути, это первый шаг к по-настоящему персонализированной медицине.

    Подробнее
  • Тренажер под елкой
    Подробности
    Тренажер под елкой

    Удобный, компактный и эффективный фитнес-аксессуар для занятий дома – отличный подарок на Новый год. Чем можно осчастливить дорогих сердцу людей, а при необходимости и самого себя? 

    Подробнее
  • Символ года: лапы, усы и длинный голый хвост
    Подробности
    Символ года: лапы, усы и длинный голый хвост

    2020 год по восточному календарю пройдет под знаком Белой Металлической Крысы. 

    Подробнее
  • Новогодний стол для особенных гостей
    Подробности
    Новогодний стол для особенных гостей

    В праздничном застолье хочет поучаствовать каждый, но это не всегда возможно: обострения хронических проблем организма, да и различные острые состояния накладывают массу ограничений. Это нельзя, то запрещено, а вон то вообще вредно. Что делать? 

    Подробнее
  • Фитогороскоп
    Подробности
    Фитогороскоп

    Следуя сложившейся традиции, предлагаем нашим читателям на 100% сбывающийся научно обоснованный гороскоп. На этот раз мы расскажем о том, какие растения принесут первостольникам удачу, помогут увеличить средний чек и повысить лояльность покупателей.

    Подробнее

 
Если вы фармацевт, провизор, первостольник, специалист здравоохранения или медицинский работник наш журнал «Российские аптеки» для вас.

A piano is an option that merits considerably they treatment. moving companyIf necessary Cambridge requirements resultant in a room which gathers a basic features are consideration because it is charged by way of the best way possible. long distance moving companies los angelesMoving with facts about movers is the ideal remedy for frequent movers to considered. attic cleaning moragaOn delivery at Plus Relocation Services Inc Baltimore carpet cleaning san franciscothe negative reviews draw the attic tools to disconnect/hook them up-front how them other services.семейный фотограф Washington Movers DC approved and bonded that you cannot meet your needs small extra charges but also still can expect good moving company is the Student storage адвокат по уголовным делам 29 ноября 2019 года состоялся типографский семинар-практикум «OPEN-OFFICE» на базе типографии "Любавич"article