Transcript Mukowiscydoza i Wikingowie

O śmiertelnej chorobie, która
ratowała Wikingów
Krzysztof Dołowy
Zakład Biofizyki, SGGW
Osmozę odkryto w komórkach roślinnych
Osmoza i zmiana kształtu erytrocytów.
Osmoza
Człowiek w ciągu
doby wydziela i
pochłania ogromne
ilości płynów
ustrojowych
Cell junctions
Boron, Boulpaep Medical Physiology, 2003
Lokalizacja białek w komórkach MDCK (dr Michał
Milewski) – fluorescencyjna mikroskopia konfokalna.
Przeniesienie niewielkiej liczby jonów jednego znaku przez
błonę powoduje powstanie wysokiego potencjału
elektrycznego hamującego przenoszenie kolejnych jonów.
Duże przepływy jonów przez błonę mogą zachodzić
jedynie w przypadku jednoczesnego przechodzenia jonów
tego samego znaku w przeciwne strony bądź kationów i
anionów w tę samą stronę.
Na+
K+
Na+
Cl–
H2O
W tym drugim przypadku przenoszeniu jonów
towarzyszy osmotyczny transport wody
Patch clamp
E.Neher & B.Sakmann. Świat Nauki No.3 (1992) 30
CFTR – kanał
chlorkowy
aktywowany cAMP
obecny w błonie
apikalnej komórek
nabłonkowych.
6-10pS, liniowa
zależność prąd
potencjał
Opisano do tej pory kilkadziesiąt chorób genetycznych,
których powodem jest nieprawidłowa praca białek
kanałowych. Mukowiscydoza jest najbardziej
rozpowszechnioną genetyczną chorobą spowodowaną
defektem kanału CFTR przenoszącego jony chlorkowe.
Około 1 na 25 mieszkańców Europy północnej jest
heterozygotycznymi nosicielami tego genu. Choroba
występuje u 1 na 2500 homozygotycznych dzieci. Średnia
długość życia chorych na mukowiscydozę w USA wynosi 29
lat. 67.2% wszystkich mutacji prowadzących do
mukowiscydozy to delecja fenyloalaniny w pozycji 508.
Istnieje kilkanaście innych znanych mutacji kanału CFTR
dających białka, które nie mogą się wbudować w błonę, nie
mogą być zsyntetyzowane, albo prowadzą do kanału, który
znacznie gorzej przewodzi jony.
Do transportu wody przez
błonę konieczne jest
jednoczesne przechodzenie
jonów dodatnich i ujemnych.
W mukowiscydozie
zdefektowany kanał
chlorkowy uniemożliwia
transport anionów, co
powoduje powstanie
wysokiego potencjału
elektrycznego hamującego
transport jonów i wody.
Zdefektowany kanał jonowy nie przewodzi jonu
chlorkowego w komórkach nabłonka
wydzielniczego. Ponieważ za jonami
chlorkowymi podążają kationy i woda, to
wydzielina (szczególnie) w płucach i trzustce
staje się bardzo gęsta i zatyka kanały
wydzielające śluz. Prowadzi to w konsekwencji
do wadliwego funkcjonowania tych organów.
Nieszczęsne dziecko, które pocałowane w czoło
zostawia na ustach słony smak. Jest nawiedzone
przez złe duchy i wkrótce umrze.
Saga skandynawska
Ten pierwszy opis objawów mukowiscydozy
pochodzi z IX wieku.
Prawdopodobnie główne przyczyny ekspansji wikingów to:
nagły wzrost populacji w Skandynawii pod koniec VII wieku na skutek ocieplenia
klimatu i rozwinięcia technik rolniczych, który spowodował deficyt ziemi uprawnej
słabość najbliższych krajów: Szkocji, Anglii i Francji, w których nie istniały jeszcze
silne zjednoczone królestwa lub występował kryzys istniejących struktur
państwowych.
ciągłe ataki Franków na wybrzeża skandynawskie i wiążące się z tym stałe
doskonalenie technik obronnych, oraz chęć zemsty na najeźdźcach.
Podboje Wikingów
Czy przyczyną ekspansji Wikingów mógł być
wadliwy gen prowadzący do mukowiscydozy?
Poszukiwanie sposobów terapii
mukowiscydozy.
A. Próba wstawienia nowego
kanału CFTR – metodą
inżynierii genetycznej;
B. Naprawienia popsutego
kanału CFTR – poszukiwanie
molekuł umożliwiających
przywrócenie funkcji
kanałowi CFTR;
C. Próba wykorzystania innego
kanału chlorkowego obecnego
w błonie komórkowej.
Przechodzenie jonów dodatnich i ujemnych
przez błonę powoduje przepływ wody.
Jony przechodzą przez specjalne białka
wbudowane w błonę - kanały jonowe,
transportery i pompy jonowe.
Prawdopodobny mechanizm wydzielania wody w
komórkach nabłonkowych
Cystic
Fibrosis
cAMP
activates
CFTR
channel
cAMP