К чему ведет недостаток кислорода. Открытие, удостоенное Нобелевской премии
Не одно десятилетие наука пытается найти способы борьбы с такими распространенными заболеваниями, как рак, инсульт и инфаркт. Многие годы истинные причины этих недугов оставались не до конца понятными. Но недавно было совершено несколько фундаментальных научных открытий, которые позволят сделать огромный шаг вперед в лечении целого ряда серьезных болезней. Американские и британские ученые выявили молекулярные связи и механизмы приспособления клеток человеческого организма к количеству кислорода. Было выяснено, что из-за недостатка кислорода (гипоксии) в крови начинается процесс адаптации, который вызывает деградацию клеток и приводит к возникновению разного рода патологий.
К чему ведет гипоксия: открытие, удостоенное Нобелевской премии!
Несмотря на то что о кислороде как об основном источнике энергии клеток и основных реакциях организма на изменение уровня кислорода в крови было известно еще в начале XX века, в течение почти целого столетия медики и биологи не могли прояснить, как именно клетка адаптируется в условиях гипоксии.
Занимаясь изучением гормона эритропоэтина и влияния на него нехватки кислорода, американец Грегг Леонард Семенза из Университета Джонса Хопкинса и англичанин Петер Рэдклифф из Оксфорда независимо друг от друга пришли к одинаковым выводам. Им удалось обнаружить, что не только клетки почек, вырабатывающее эритропоэтин, реагируют на недостаток кислорода – к его уровню чувствительны и другие ткани организма.
Детали открытия
Пытаясь найти зависимость между концентрацией кислорода и работой эритропоэтина, Семенза открыл так называемый индуцированный гипоксией фактор – hypoxia-inducible factor, или HIF, который представляет собой белок, активизирующийся при возникновении гипоксии. Ученый также установил существование нескольких специализированных HIF-факторов, отвечающих за функционирование более сотни генов.
Если кислород в норме, в клетках присутствует незначительное количество белка HIF. В обычных условиях он неактивен и разрушается под воздействием протеасом – белковых машин. Протеасомы определяют присутствие HIF по особой метке – белку убиктивину. Механизм кислородозависимой деградации стал понятен. Однако оставалось неясно, как появляется эта метка, то есть то, по каким признакам клетки понимают, что уровень кислорода снизился и нужно это компенсировать.
Заслуги в открытии этого процесса принадлежат еще одному ученому из США – онкологу Уильяму Кэлину. Являясь специалистом по опухолям, Кэлин занимался исследованием заболевания Гиппеля – Линдау – генетической патологии, связанной с мутацией генов VHL и повышающей риск развития некоторых видов рака. Кэлину удалось выяснить, что активность генов, связанных с недостатком кислорода, в раковых клетках зачастую повышена. После многочисленных исследований ученый смог найти этому объяснение. Оказалось, что VHL является одним из элементов протеасомы и принимает непосредственное участие в расщеплении HIF.
Влияние гипоксии на клетки
Если гипоксический фактор чрезмерно активен, увеличивается вероятность появления онкологии. В случае снижения его активности, как это происходит при старении организма, резко возрастает риск инсульта и инфаркта.
HIF способен подавлять естественный процесс деградации клетки, продлевая ее жизнь, благодаря этому шансы на выздоровление пациента возрастают. Однако одновременно с этим растет риск образования опухолей, которые сопровождается хронической нехваткой кислорода, и, в свою очередь, активирует гипоксический фактор, уменьшая эффективность лечения.
Труды Семензы, Рэдклиффа и Кэлина детально объясняют механизмы борьбы клетки с недостатком кислорода на молекулярном и генетическом уровне. Становятся понятными причины сердечно-сосудистых заболеваний, рака легких, мозга и других органов, а также целого ряда сопутствующих болезней, появляющихся как ответ на клеточную гипоксию.
Открытие было высоко оценено Нобелевским комитетом, но не это главное. Важнее всего, что теперь появилась возможность создавать по-настоящему эффективные лекарства, способные за счет регуляции HIF успешно бороться не с симптомами, а с первопричинами множества серьезных недугов.
Кроме того, это открытие научно доказывает необходимость использовать для профилактики и лечения онкологии, болезней сердца и сосудов гипокситерапию.
Подробнее об услуге здесь.
Запишитесь на первый сеанс гипокситерапии прямо сейчас!