Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hverjir fengu Nóbelsverðlaunin í læknavísindum 2019 og fyrir hvað?

Allar lífverur þurfa súrefni til þess að vinna orku úr fæðuefnum. Mikilvægi súrefnis hefur verið þekkt öldum saman en það er ekki fyrr en nýlega sem vísindamenn áttuðu sig á því hvernig frumur lífvera laga sig að breytingum á súrefnismagni. Nóbelsverðlaunin í læknisfræði árið 2019 tengjast þessu en þau hljóta þrír vísindamenn fyrir grundvallaruppgötvanir á því hvernig fruman bregst við súrefni og súrefnisskorti. Vísindamennirnir eru William G. Kaelin Jr. við Harvard-háskóla, Sir Peter J. Ratcliffe við Francis Crick-stofnunina í London og Gregg L. Semenza við Johns Hopkins-háskóla.

Nóbelsverðlaunahafar í læknisfræði 2019.

Súrefni er hverri einustu frumu lífsnauðsynlegt og án þess gætu frumur ekki starfað. Það var stórt skref fyrir þróun lífs á jörðinni þegar frumur fóru að nota súrefni til að knýja áfram efnaverksmiðju sína til orkuframleiðslu. Þessi „nýsköpun“ varð til þess að líf á jörðunni tók stakkaskiptum, heilkjörnungar urðu til, síðar fjölfruma lífverur og einhvern tímann löngu síðar lífverur sem kallast Homo sapiens.

Þegar súrefni varð lykilsameind í orkuframleiðslu lífvera gat margfalt meiri orka myndast við niðurbrot fæðusameinda og lífverur gátu skyndilega farið að gera mun flóknari hluti; búa til flóknar sameindir, senda flókin skilaboð og ýmislegt annað. En þetta skref var einnig því verði keypt að lífverur þurftu að hafa hemil á súrefninu þar sem það getur valdið miklum usla í of miklu magni. Það knýr ekki aðeins áfram orkumyndun heldur getur það einnig myndað ýmis konar skaðlegar sameindir.

Rauð blóðkorn. Við súrefnisskort fer af stað viðvörunarkerfi sem meðal annars sendir út skilaboð um að framleiða fleiri rauð blóðkorn til að flytja súrefni um líkamann.

Við venjulegar kringumstæður er súrefnisframboð nokkuð stöðugt en þegar súrefni skortir fer viðvörunarkerfi af stað. Þetta viðvörunarkerfi sendir samstundis út skilaboð með sameind sem heitir HIF-1α (H stendur fyrir hypoxia sem þýðir 'lítið súrefni' og IF fyrir inducible factor) inn í kjarna frumunnar um að bregðast við með umbreytingu á efnaskiptum, senda skilaboð um að framleiða fleiri rauð blóðkorn til að flytja súrefni um líkamann og jafnvel að búa til fleiri æðar. Þegar allt er eðlilegt framleiðir fruman sameindina HIF-1α og eyðileggur hana samstundis aftur. Það sem eyðileggur HIF-1α er ensím sem knúið er áfram af súrefni. Þegar súrefni lækkar í frumunni hættir hún að eyðileggja HIF-1α sem þá ferðast inn í kjarnann og sendir hættuskilaboðin um súrefnisskort. Það eru margir leikendur í þessari skilaboðakeðju og vitað er að gallar (meðal annars stökkbreytingar) geta valdið sjúkdómum. Þar má meðal annars nefna stökkbreytingar í genunum sem skrá fyrir súrefnis-skynjunarensímin (EGLN1-3) en slíkir gallar tengjast myndun á of mikið af blóðrauða (rauðum blóðkornum). Einnig veldur stökkbreyting í geninu VHL aukinni hættu á krabbameinum (í nýrum og fleiri líffærum), en VHL tekur einmitt þátt í niðurbroti HIF-1α.

Vísindamenn hafa uppgötvað að sum (sennilega mörg) krabbamein hafa truflun í þessu kerfi. Þau fara að hegða sér eins og þau séu stöðugt undir súrefnisskorti. Þetta leiðir til þess að æxlið fer að búa til æðar og fær þannig blóð til vaxtar. Þau breyta einnig efnaskiptum sínum, en skilningur á þeim flóknu breytingum skiptir verulegu máli fyrir krabbmeinsfrumuna.

Það hefur einnig verið uppgötvað að í sumum þjóðflokkum sem búa mjög hátt og því við viðvarandi súrefnisskort, eru erfðabreytileikar í þessu súrefnisskynjunarkerfi sem valda því að þau framleiða meiri blóðrauða heldur en við flest hin.

Rannsóknir þeirra Kaelin, Ratcliffe og Semenza á því hvernig súrefnismagn hefur áhrif á efnaskipti og lífeðlisfræðilega starfsemi eru taldar geta leitt til nýrra aðferða til þess að takast á við krabbamein, blóðleysi og fleiri sjúkdóma.

Myndir:

Útgáfudagur

4.11.2019

Spyrjandi

Ritstjórn

Höfundur

Magnús Karl Magnússon

prófessor við læknadeild HÍ

Tilvísun

Magnús Karl Magnússon. „Hverjir fengu Nóbelsverðlaunin í læknavísindum 2019 og fyrir hvað?“ Vísindavefurinn, 4. nóvember 2019. Sótt 13. nóvember 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=78120.

Magnús Karl Magnússon. (2019, 4. nóvember). Hverjir fengu Nóbelsverðlaunin í læknavísindum 2019 og fyrir hvað? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=78120

Magnús Karl Magnússon. „Hverjir fengu Nóbelsverðlaunin í læknavísindum 2019 og fyrir hvað?“ Vísindavefurinn. 4. nóv. 2019. Vefsíða. 13. nóv. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=78120>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Viðar Guðmundsson

1955

Viðar Guðmundsson er prófessor í eðlisfræði við HÍ. Rannsóknir Viðars hafa snúist um líkanagerð af ýmsum eiginleikum rafeindakerfa í skertum víddum í manngerðum hálfleiðurum.