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2019诺贝尔生理学或医学奖解读|运动员为啥要去高原训练?为

2019-10-24 07:46:53  

扬子晚报,10月7日(记者杨田字)——2019年诺贝尔生理医学奖已经确定,并授予三位解释细胞感知和适应氧变化机制的科学家。细胞“为爱供氧”也迅速成为互联网搜索的关键词。细胞对氧气的感知和适应是什么?南京大学生命科学学院博士生导师华子春教授用一个易于理解的例子解释了运动员赛前为什么要进行高空训练,这正是所使用的原则。

高原缺氧环境能产生更多的红细胞

提升人体竞争力

氧气对人类和大多数动物如此重要。科学家因这项研究获得诺贝尔奖的最重要原因之一是研究人类和大多数动物感知和响应氧浓度变化的分子机制。华子春教授介绍说,人类在正常生理状态和疾病病理状态下都有感知和适应氧气的能力。例如,运动员可以在比赛前通过高原训练提高红细胞和携氧能力,从而提高运动水平。这是因为在高原训练中,运动员的身体可以感觉到高原缺氧,通过训练和适应,他们可以诱导更多的红细胞生成素产生更多的红细胞,从而提高他们的竞技能力。然而,回到平原后,运动员的身体会逐渐将这种适应性变化恢复到正常水平。今年诺贝尔奖的三位获奖者完美而科学地解释了上述高原训练过程。

获奖科学家的研究阐明了细胞如何感知氧浓度变化的基本原理,发现了细胞感知氧浓度的“开关”分子——缺氧诱导因子(hif)及其信号转导过程,也揭示了另一种蛋白分子vhl调节hif-1的分子机制。三位科学家的研究揭示了人类在高氧和低氧条件下细胞对氧的感知和反应过程。

过量的氧气也会导致身体损伤。

人类正在寻找“开关”来调节它

对人类和动物来说,氧气决定身体健康。智虎在生物学方面的杰出回答,中国科学院上海生命科学院从事生化研究的莫小泉(Mo Xiaoquan)表示,氧气可以与血红蛋白结合,为生物体的氧化还原反应提供支持,但氧气过多会对身体造成伤害。例如,氧自由基可以破坏许多蛋白质分子,也是人类衰老的罪魁祸首。

由于诺贝尔奖获得者的开创性工作,我们对不同的氧水平如何调节基本生理过程有了更好的理解。例如,新血管的形成和红细胞的产生是细胞氧传感控制的适应性过程。我们的免疫系统和许多其他生理功能也通过氧感应机制进行微调。在胎儿发育过程中,氧的感知对于控制正常血管的形成和胎盘的发育至关重要。

对于某些疾病,细胞感知和控制氧气的过程是许多疾病的核心。例如,慢性肾衰竭患者经常因红细胞生成素表达减少而患有严重贫血。在肿瘤中,氧调节机制用于刺激血管的形成和重塑代谢,以有效增殖癌细胞。

南大的华子春教授表示,缺氧诱导因子hif-1参与细胞代谢调节、血管生成、胚胎发育、免疫和肿瘤等许多过程。一些研究机构正在开发通过激活或阻断氧感应机制来干预不同疾病状态的药物。将来,这些研究将更好地造福人类。