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您所缺的氧,氧艙幫您補上!
時間:2019-10-18 13:09:32
10月7日下午,想必不少人被2019年諾貝爾生理學與醫學獎刷屏了。
今年的獲獎者是3位分別來自英國和美國的科學家,威廉·凱林(William G. Kaelin Jr.)、彼得·拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe) 、格雷格·塞門扎(Gregg L. Semenza),以表彰他們在“在細胞如何感知和適應供氧環境變化”方面的獲得的決定性研究成果和卓越貢獻。



不過,很多人看了一些解讀,可能仍然一頭霧水:什么是氧感知通路?這個研究能應用到疾病治療上嗎?
今天,騰訊醫典就用通俗的方法,給大家講講今年諾獎的主角——氧氣,和缺氧誘導因子HIF(Hypoxia-inducible factors) 的故事。
如果人體是一座城市,我們的細胞就是城市里的市民。每個市民都要用電(也就是能量)才能正常生活。但他們并不靠外界供電,而是每個市民家里都有一個發電機(線粒體),可以自己“發電”。發電機的燃料是葡萄糖,但所有的燃料都要靠氧氣才能助燃。所以,市民們需要源源不斷的氧氣,才能生存下來。
 
那么,氧氣是如何送到細胞里的呢?
我們的血管就像一條條四通八達的道路,路上開著很多給“市民”運送氧氣的“小卡車”——它們就是血液里的紅細胞。紅細胞從“氧氣工廠”肺泡那里獲得氧氣,再把氧氣送到千家萬戶。


 
不過,氧氣太多和太少都不利于市民正常生活
在外界環境低氧的情況下,市民們會慢慢開始缺氧,于是都開始“呼叫送氧車”。紅細胞“送氧車”明顯不夠用了,需要造出更多的紅細胞才能周轉。怎么辦呢?
這時候,“紅細胞造車廠”的造車工人——促紅細胞生成素(EPO),就開始加班加點地指揮“造車”了。
 
格雷格·塞門扎和彼得·拉特克利夫的團隊都發現,在“造車廠廠長”——EPO基因的旁邊還有一個DNA片段。它就像一個市場情報員,外面缺一旦 缺氧, 它很快就能知道,然后迅速和廠長開會,組織造車工人們加班生產。
但這段DNA是如何感應到缺氧和氧氣充足的呢?
這時候,一個重要的蛋白質組合——缺氧誘導因子HIF閃亮登場了。這個組合里有2名成員,一個叫HIF-1α,另一個叫HIF-1β(它還有一個藝名,ARNT)
 
今天要講的主要是HIF-1α。
它就像一個可以自由移動、通風報信的“傳感器”,作用很簡單,卻很重要:
當氧含量很低的時候,傳感器的數量就會增加,市場情報員收到一堆傳感器就知道,“這邊氧氣有點少,要多造點車”;
 
而當氧含量比較充足的時候,它就被當成“廢舊塑料”回收降解掉了。市場情報員沒收到傳感器,就不會增加生產量。
那么,HIF-1α傳感器是被誰“回收”的呢?
 
這就不得不提到威廉·凱林的發現了。
他當時正在研究一種叫VHL綜合征的遺傳病。這種病是由VHL基因突變引起的,帶有這種遺傳基因的家族,患上某些腫瘤(如腦血管母細胞瘤、視網膜血管母細胞瘤)的風險會明顯升高。
他發現,這類患者的癌細胞里缺乏VHL基因,而專門生產“傳感器”的缺氧調節基因卻多得不正常。本來外面不缺氧,HIF-1α傳感器卻成堆成堆地放了出來,也沒人回收。
市場情報員收到“缺氧”的錯誤情報,于是“造車工人”促紅細胞生成素、“修路工人”血管內皮生成素都開始加班,紅細胞、新血管大量生成,大批大批的氧氣被送到了癌細胞身邊。
而VHL基因表達的蛋白質VHL就像“城管”,一旦有它在,就能阻止這些“違建工程”,從而抑制癌癥的發生。
那么VHL是怎么工作的呢?
緊接著,拉特克利夫的團隊又有了關鍵的發現:在氧含量正常的情況下, VHL城管會親自出馬,直接參與HIF-1α傳感器的“環保回收行動”。


科學家們順藤摸瓜,終于知道了“傳感器回收”的整個過程:
在HIF-1α傳感器的瓶頸上,有一個環扣(脯氨酸的氫原子)。在氧氣充足的環境下,氧氣的碎片氧原子會拴在這個“環扣”上,形成一個拉環(羥基)。有了這個拉環,VHL“城管”就很容易把傳感器撿起來。
隨后,VHL城管用隨身攜帶的“印章”(泛素連接酶)給HIF-1α傳感器蓋上了“廢棄物”的標簽,最后扔進“垃圾車”(蛋白酶體)里降解掉了。
 
由這一重大的基礎研究發現,也許可以衍生出新的療法:
如果能想辦法去掉VHL,讓HIF-1多一些,或許能促進紅細胞生成,治療貧血;
如果增加VHL,促進HIF-1α的降解,或許對治療癌癥有一些啟發。
當下社會環境中,污染嚴重,空氣質量不佳,人體處于亞健康狀態。尤其是腦力活動者時刻運行著消耗氧氣。氧艙通過加壓加氧的方式輸送清新的空氣和氧氣可以改善當下你呼入的污染空氣質量改善亞健康狀態。
 
 
 
HBOT即高壓氧療法是在吸氧的基礎上,增加了壓力(醫學上稱高于一個大氣壓的氧為高壓氧,微壓氧是增加0.2~0.3個大氣壓,因此微壓氧療也屬于高壓氧療的范疇)。
HBOT微壓氧療通過壓氧雙補可以有效增加溶解氧,使人體各器官的組織氧分壓大大增加。
結合氧:進入血液的氧,絕大部分與血紅蛋白結合形成“氧合血紅蛋白”,這部分氧就叫結合氧,是氧的主要運輸方式。
溶解氧:另有一小部分氧以物理狀態形式直接溶解于血液內,這部分氧就叫溶解氧,在臨床上具有重要意義。
通過加壓加氧的方式,使艙內環繞的氧氣與負離子,通過呼吸與微循環系統有效輸送到人體的各個器官,提升組織氧分壓,恢復細胞活力,調節代謝功能,使體內各項機能逐步趨于平衡,并提升溶解氧在器官內的存儲。微壓氧療能快速緩解高原反應,幫助修復受損細胞,調節機體免疫力,美容養顏抗衰老,輔助治療慢性病,改善亞健康狀態。
 
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