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您所缺的氧,氧舱帮您补上!
时间:2019-10-18 13:09:32
10月7日下午,想必不少人被2019年诺贝尔生理学与医学奖刷屏了。
今年的获奖者是3位分别来自英国和美国的科学家,威廉·凯林(William G. Kaelin Jr.)、彼得·拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe) 、格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza),以表彰他们在“在细胞如何感知和适应供氧环境变化”方面的获得的决定性研究成果和卓越贡献。



不过,很多人看了一些解读,可能仍然一头雾水:什么是氧感知通路?这个研究能应用到疾病治疗上吗?
今天,腾讯医典就用通俗的方法,给大家讲讲今年诺奖的主角——氧气,和缺氧诱导因子HIF(Hypoxia-inducible factors) 的故事。
如果人体是一座城市,AG捕鱼的细胞就是城市里的市民。每个市民都要用电(也就是能量)才能正常生活。但他们并不靠外界供电,而是每个市民家里都有一个发电机(线粒体),可以自己“发电”。发电机的燃料是葡萄糖,但所有的燃料都要靠氧气才能助燃。所以,市民们需要源源不断的氧气,才能生存下来。
 
那么,氧气是如何送到细胞里的呢?
AG捕鱼的血管就像一条条四通八达的道路,路上开着很多给“市民”运送氧气的“小卡车”——它们就是血液里的红细胞。红细胞从“氧气工厂”肺泡那里获得氧气,再把氧气送到千家万户。


 
不过,氧气太多和太少都不利于市民正常生活
在外界环境低氧的情况下,市民们会慢慢开始缺氧,于是都开始“呼叫送氧车”。红细胞“送氧车”明显不够用了,需要造出更多的红细胞才能周转。怎么办呢?
这时候,“红细胞造车厂”的造车工人——促红细胞生成素(EPO),就开始加班加点地指挥“造车”了。
 
格雷格·塞门扎和彼得·拉特克利夫的团队都发现,在“造车厂厂长”——EPO基因的旁边还有一个DNA片段。它就像一个市场情报员,外面缺一旦 缺氧, 它很快就能知道,然后迅速和厂长开会,组织造车工人们加班生产。
但这段DNA是如何感应到缺氧和氧气充足的呢?
这时候,一个重要的蛋白质组合——缺氧诱导因子HIF闪亮登场了。这个组合里有2名成员,一个叫HIF-1α,另一个叫HIF-1β(它还有一个艺名,ARNT)
 
今天要讲的主要是HIF-1α。
它就像一个可以自由移动、通风报信的“传感器”,作用很简单,却很重要:
当氧含量很低的时候,传感器的数量就会增加,市场情报员收到一堆传感器就知道,“这边氧气有点少,要多造点车”;
 
而当氧含量比较充足的时候,它就被当成“废旧塑料”回收降解掉了。市场情报员没收到传感器,就不会增加生产量。
那么,HIF-1α传感器是被谁“回收”的呢?
 
这就不得不提到威廉·凯林的发现了。
他当时正在研究一种叫VHL综合征的遗传病。这种病是由VHL基因突变引起的,带有这种遗传基因的家族,患上某些肿瘤(如脑血管母细胞瘤、视网膜血管母细胞瘤)的风险会明显升高。
他发现,这类患者的癌细胞里缺乏VHL基因,而专门生产“传感器”的缺氧调节基因却多得不正常。本来外面不缺氧,HIF-1α传感器却成堆成堆地放了出来,也没人回收。
市场情报员收到“缺氧”的错误情报,于是“造车工人”促红细胞生成素、“修路工人”血管内皮生成素都开始加班,红细胞、新血管大量生成,大批大批的氧气被送到了癌细胞身边。
而VHL基因表达的蛋白质VHL就像“城管”,一旦有它在,就能阻止这些“违建工程”,从而抑制癌症的发生。
那么VHL是怎么工作的呢?
紧接着,拉特克利夫的团队又有了关键的发现:在氧含量正常的情况下, VHL城管会亲自出马,直接参与HIF-1α传感器的“环保回收行动”。


科学家们顺藤摸瓜,终于知道了“传感器回收”的整个过程:
在HIF-1α传感器的瓶颈上,有一个环扣(脯氨酸的氢原子)。在氧气充足的环境下,氧气的碎片氧原子会拴在这个“环扣”上,形成一个拉环(羟基)。有了这个拉环,VHL“城管”就很容易把传感器捡起来。
随后,VHL城管用随身携带的“印章”(泛素连接酶)给HIF-1α传感器盖上了“废弃物”的标签,最后扔进“垃圾车”(蛋白酶体)里降解掉了。
 
由这一重大的基础研究发现,也许可以衍生出新的疗法:
如果能想办法去掉VHL,让HIF-1多一些,或许能促进红细胞生成,治疗贫血;
如果增加VHL,促进HIF-1α的降解,或许对治疗癌症有一些启发。
当下社会环境中,污染严重,空气质量不佳,人体处于亚健康状态。尤其是脑力活动者时刻运行着消耗氧气。氧舱通过加压加氧的方式输送清新的空气和氧气可以改善当下你呼入的污染空气质量改善亚健康状态。
 
 
 
HBOT即高压氧疗法是在吸氧的基础上,增加了压力(医学上称高于一个大气压的氧为高压氧,微压氧是增加0.2~0.3个大气压,因此微压氧疗也属于高压氧疗的范畴)。
HBOT微压氧疗通过压氧双补可以有效增加溶解氧,使人体各器官的组织氧分压大大增加。
结合氧:进入血液的氧,绝大部分与血红蛋白结合形成“氧合血红蛋白”,这部分氧就叫结合氧,是氧的主要运输方式。
溶解氧:另有一小部分氧以物理状态形式直接溶解于血液内,这部分氧就叫溶解氧,在临床上具有重要意义。
通过加压加氧的方式,使舱内环绕的氧气与负离子,通过呼吸与微循环系统有效输送到人体的各个器官,提升组织氧分压,恢复细胞活力,调节代谢功能,使体内各项机能逐步趋于平衡,并提升溶解氧在器官内的存储。微压氧疗能快速缓解高原反应,帮助修复受损细胞,调节机体免疫力,美容养颜抗衰老,辅助治疗慢性病,改善亚健康状态。