Nagroda nobla

Tlen, erytropoetyna i czynnik HIF

O możliwościach zastosowania regulacji stężenia tlenu w organizmie w celach terapeutycznych, leczeniu chorób nerek, układu krążenia i nowotworów z prof. dr. hab. med. Marcinem Ufnalem z Zakładu Fizjologii i Patofizjologii Eksperymentalnej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego rozmawia Agnieszka Fedorczyk

Tegoroczni laureaci Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii – dwóch Amerykanów: Wiliam G. Kaelin Jr. z HarvarduGregg L. Semenza z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa oraz Brytyjczyk, sir Peter J. Ratcliffe z Oksfordu – zostali nagrodzeni za odkrycie mechanizmów molekularnych umożliwiających regulowanie aktywności genów w odpowiedzi na zmieniające się stężenie tlenu. To jeden z kluczowych mechanizmów dotyczących każdego aspektu ludzkiej fizjologii, będący zarazem jednym z naszych najważniejszych procesów adaptacyjnych.

MT: Jaką wartość wnosi odkrycie nagrodzone tegorocznym Noblem?


Prof. Marcin Ufnal:
Wyniki badań trójki noblistów to wielka wartość poznawcza, dzięki której rozumiemy, mówiąc najogólniej, co dzieje się w organizmie przy zmianach stężenia tlenu. Od dawna było wiadomo, że przy niedoborze tlenu (w stanie hipoksji) organizm musi przestawić się na inne tory funkcjonowania. I to zarówno kiedy chodzi o odpowiedź w skali makro, czyli wzrost wentylacji płuc czy wzrost ciśnienia tętniczego, jak i na poziomie komórki, czyli przestawienia na metabolizm niskotlenowy lub beztlenowy. W stanie hipoksji uruchamia się też mechanizm zwiększonego wydzielania erytropoetyny, dzięki czemu mamy więcej erytrocytów i hemoglobiny. Badania, które zostały nagrodzone Nagrodą Nobla, odkryły maszynerię odpowiedzialną za te zmiany.


MT: Kluczową rolę w omawianym procesie odgrywa czynnik HIF.


M.U.:
Czynnik indukowany hipoksją (czynnik HIF – hipoxia inducible factor) jest odpowiedzialny za regulację ekspresji wielu genów, przynajmniej 100, które sterują zmianami w metabolizmie na poziomie, o którym wspomniałem. Zaczęło się od badań nad erytropoetyną, która jest wytwarzana przez nerki, gdy dochodzi do obniżenia stężenia tlenu. Dzieje się tak np. podczas wycieczek górskich, gdy oddychamy powietrzem o niskiej prężności tlenu, ale także u osób z przewlekłymi chorobami płuc, np. POChP (przewlekłą obturacyjną chorobą płuc), u których występuje obniżenie prężności tlenu we krwi. Wszystkie stany związane z hipoksją powodują wzrost poziomu erytropoetyny i – co za tym idzie – wzrost stężenia hemoglobiny, co ma na celu zwiększenie możliwości dostarczenia tlenu do komórek.