Fysiologi – älska det! Hur kroppen fungerar 🙂
Årets Nobelpris i fysiologi går till William Kaelin, Sir Peter Ratcliffe och Gregg Semenza för att de kartlagt mekanismerna för hur celler anpassar sig efter tillgången på syre.
Nobelpristagarna har upptäckt hur celler känner av och anpassar sig efter syretillgång. De har visat hur mängden av proteinet HIF-1a ökar när syrenivån är låg och bryts ned när syrenivån ökar.
Det här priset handlar om grundforskning. Deras upptäckter har förklarat en livsnödvändig process, hur celler kan anpassa ämnesomsättningen efter olika syrenivåer. När muskler arbetar, eller vid höga höjder t.ex., är syretillgången lägre och då måste cellerna anpassa sig. Men eftersom syreregleringen även har betydelse vid sjukdomar som till exempel cancer, infektion, hjärtinfarkt och stroke så försöker man påverka processen vid dessa sjukdomar. Till exempel finns det försök med att utveckla läkemedel som ökar tillgången på proteinet HIF-1a vid blodbrist och minskar HIF-1a vid cancertumörer.
Kunskapen om hur cellerna anpassar sig efter varierande syrenivåer har inte bara lett till ökad förståelse om en livsviktig fysiologisk process utan också gett nya möjligheter att behandla bland annat blodbrist och cancer.
Syrenivåerna kan förändras både lokalt i kroppen och i atmosfären och då måste kroppen snabbt anpassa sig.
Det har länge varit känt att cellerna behöver syre för att kunna omvandla näringsämnen till användbar energi. Men hur de anpassar sig efter varierande syrenivåer var okänt. Utan den här anpassningsfunktionen hade vi tex inte kunnat bo över hela jordklotet, eftersom syrenivåerna varierar så mycket mellan olika platser.
Gregg Semenza studerade hormonet erytropoetin, EPO. Det ökar nybildningen av blodkroppar och ökar i kroppen vid låga syrenivåer, hypoxi. Med försök på möss kunde han visa vad som behövdes för att aktivera EPO vid hypoxi. Han hittade också ett proteinkomplex som var centralt i den här mekanismen, som han kallade HIF, hypoxia-inducible factor.
Peter Ratcliffe studerade också EPO. Han kunde visa att mekanismen fanns i flera vävnader, inte bara i de celler som normalt tillverkar EPO.
William Kaelin studerade däremot den genetiska von Hippel-Lindaus sjukdom, som ökar risken för cancer. Han hittade en gen, VHL, som var viktig vid syreregleringen i cellerna.
Tillsammans kunde Semenzas, Ratcliffes och Kaelins upptäckter förklara mekanismerna bakom cellernas förmåga att anpassa sig till förändrade syrenivåer.
Det visade sig att HIF-proteinet produceras hela tiden. Vid normala syrenivåer bryts proteinet ned genom syret i blodet tack vare VHL. Men vid syrebrist i cellerna blockeras nedbrytningen och stora mängder HIF byggs upp. Då kan HIF säga till generna att slås på eller stängas av för att anpassas till den minskade mängden syre (epigenetik).
Eftersom produktionen pågår hela tiden kan omställningen ske blixtsnabbt – det är en elegant switch-mekanism.
Det här systemet är till exempel viktigt vid träning, då det uppstår syrebrist i muskeln. Då sätter mekanismerna igång för att anpassa ämnesomsättningen till syrefattiga förhållanden. Systemet har också betydelse vid bland annat blodkärlsbildning, immunsystemet och under fosterutvecklingen, bland annat för fostrets blodkärlsbildning och utvecklingen av moderkakan.
Men även cancerceller utnyttjar systemet för att öka blodtillförseln och få tumörerna att växa mer effektivt.
I dag vet vi att fler än 300 gener direkt påverkas av HIF, många är involverade i metabolism och blodkärlsbildningen.
Läs mer:
https://www.dn.se/nyheter/sverige/just-nu-nobelpristagare-i-medicin-utses/
Senaste kommentarer