Нобелевские лауреаты в области медицины и физиологии за 2019 год объяснили, как действует допинг
Стало известно, почему иные лыжники бегут быстрее всех
Секрет скорости и выносливости в эритропоэтине. У одних его больше, у других меньше. И не только от природы.
Началась Нобелевская неделя. Названы первые лауреаты — в области медицины и физиологии. Ими стали американские онкологи Уильям Келин младший и Грегг Семенце (William G. Kaelin Jr and Gregg L. Semenza) и британский молекулярный биолог Питер Рэтклифф (Sir Peter J. Ratcliffe). В сообщении Нобелевского комитета отмечено: награды удостоено открытие того, как живые клетки ощущают, что изменился уровень доступного им кислорода и приспосабливаются к этому (for their discoveries of how cells sense and adapt to oxygen availability).
Нынешние Нобелевские лауреаты в области медицины и физиологии.
За годы исследований лауреаты поняли, как уровень кислорода влияет на физиологические процессы. Обнаружили молекулярный механизм, который регулирует активность генов в ответ на изменение количества живительного газа. Увидели, что происходит на клеточном уровне, если, как говорится, «кислород перекрыть». Или наоборот, добавить. Растолковали, как организм вообще узнает об этом.
В итоге работы Келина, Семенце и Рэтклиффа продемонстрировали, насколько важны проясненные ими процессы для понимания эмбрионального развития, формирования иммунитета, спортивных достижений, адаптации к высоте. Исследования лауреатов стали основой для разработки новых стратегий лечения ран, анемии, рака, инсульта, инфаркта, инфекционных заболеваний, в результате которых уровень потребления кислорода клетками меняется.
Кислород нужен всем. Без него - гипоксия. А от нее - одни неприятности.
Как выяснилось: при гипоксии — это когда кислорода мало —«просыпаются» определенные гены. В результате их активности в клетках накапливаются особые белки - HIF-1-альфа и ARNT. Они и сигнализируют о гипоксии через посредников - расположенные рядом сегменты ДНК . В ответ в кровь поступает эритропоэтин (ЕРО) - гормон, который контролирует образование эритроцитов — красных кровяных телец, разносящих кислород по органам и тканям. Они начинают интенсивно образовываться.
После того, как уровень кислорода приходит в норму, сигнальные белки распадаются, обеспокоенные гены «засыпают» до новой тревоги.
Лауреаты уверяют, что определять уровень кислорода способны чуть ли не все клетки организма — они словно датчики контролируют концентрацию живительного газа. И отдают соответствующие команды.
Онкологические и некоторые другие заболевания связаны с нарушением «кислородного контроля» - то ли это их причина, то ли следствие. Но попытки вмешаться в процессы реагирования на гипоксию обнадеживают. И сулят разработку новых препаратов, а то и генетических методов лечения.
Так Нобелевский комитет проиллюстрировал работы лауреатов.
Кстати, о эритропоэтине. Знакомое слово? Оно стало весьма известным в результате многочисленных допинговых скандалов недавнего времени. Спортсменам кололи гормон ЕРО, чтобы сделать их сильнее, быстрее и выносливее. А за счет чего? Ясно из премированных исследований. Эритропоэтин множит количество эритроцитов и тем самым улучшает снабжение организма кислородом. Неудивительно, что после такой «терапии» спортивные показатели растут.
Кто знает, может быть именно нынешние лауреаты и надоумили мухлевать подобным образом. Не сами, конечно. Косвенно.
Ученые выявили и опасность кровяного допинга. Злоумышленникам следует знать, что чрезмерная концентрация эритропоэтина может нарушить механизм регулирования уровней кислорода - вызывать повышенную активность сигнального белка HIF-1-альфа, в результате которой возрастает риск образования онкологических заболеваний.
Основные исследования ученых относятся к периоду начала 90-х годов прошлого века — начала нынешнего.