Premi Nobel de Medicina o Fisiologia 2019: Detectar i respondre als canvis en els nivells d’oxigen

Una curiositat de l’alpinisme que coneixem des de sempre és que si es vol fer una ascensió a muntanyes realment altes, cal passar un temps d’aclimatació per permetre que el cos s’acostumi a l’alçada. Entre altres coses, cal fer més glòbuls rojos per adaptar-se a un aire amb una quantitat d’oxigen menor. Sembla d’allò més natural, però planteja una pregunta. Com dimonis sap el cos que hi ha menys oxigen? Més exactament, com ho saben les cèl·lules?

En realitat, detectar els nivells d’oxigen disponible és absolutament necessari pel bon funcionament d’uns organismes que, per generar energia, consumeixen oxigen. No ha sigut una feina fàcil, però ara ja tenim clar com funciona el detector d’oxigen que tenim a les cèl·lules. I esbrinar-ho ha permès guanyar el premi Nobel de Medicina o Fisiologia a William G. Kaelin Jr., Sir Peter J. Ratcliffe i Gregg L. Semenza, que van fer les contribucions decisives per aclarir el misteri.

Per començar, ja se sabia feia temps que quan hi ha poc oxigen, les cèl·lules es comporten de manera diferent. Alguns gens que estaven aturats es posen en marxa i així l’organisme es va adaptant. Per exemple, per fabricar més glòbuls rojos el que fan és activar el gen de l’hormona eritropoetina, la famosa EPO. El que es tractava d’esbrinar era com sabia la cèl·lula que calia activar el gen de l’EPO.

La resposta va ser una proteïna que hi ha al citoplasma de la cèl·lula i que, quan hi ha poc oxigen disponible, es transporta cap a l’interior del nucli, s’enganxa al principi del gen de l’EPO i això és el senyal per posar-lo en marxa. Aquesta proteïna la van batejar com HIF, per l’anglès “Hipoxia Inducible Factor” o “factor induït per la hipòxia”. Amb això havien posat una peça del puzle, però només havien mogut una mica la pregunta. La falta d’oxigen activa HIF, que posa en marxa les adaptacions cel·lulars. Molt bé, però com sap HIF que hi ha poc oxigen?

En realitat HIF és una proteïna curiosa. Constantment l’estem fabricant i immediatament destruint. D’això se n’encarrega una altra proteïna anomenada VHL que, quan la cèl·lula té prou oxigen, s’uneix a HIF i serveix com senyal per degradar-la. És a dir, que fem la proteïna HIF, però immediatament s’hi enganxa una segona proteïna, la VHL que fa que es degradi. Peeeero, si comença a faltar oxigen, VHL deixa d’unir-se, HIF deixa de degradar-se i la programació de resposta a la falta d’oxigen s’activa immediatament. Un sistema molt sensible i ràpid, però que de nou segueix sense respondre la pregunta. Com sap VHL si s’ha d’unir o no a HIF depenent de l’oxigen que hi hagi?

Doncs la clau van ser uns enzims que fan servir oxigen per enganxar grups OH a HIF. I la gràcia és que aquests grups són, precisament, el lloc per on VHL s’hi enganxa. De manera que si no hi ha prou oxigen, l’enzim no afegeix OH a HIF. Això fa que VHL no s’hi enganxi i impedeix que es degradi. Com que no es degrada, pot moure’s cap a dins el nucli de la cèl·lula i posar en marxa la resposta a la falta d’oxigen. Bingo!

Aquest mecanisme participa en moltes situacions. Adaptar-se a grans altures amb poc oxigen n’és una, però també la resposta de l’organisme a un transplantament (durant el qual l’òrgan s’ha quedat sense oxigen una estona) o en el càncer, que la part de dins del tumor es troba sense vasos sanguinis que li portin oxigen. I, és clar, la gràcia és que entendre com va tot això permetrà dissenyar teràpies per frenar o activar aquesta resposta.

3 comentaris

  • Rosa Roger

    10/10/2019 10:23

    “Soc un munt d’enzims que em permeten pensar” el nou “Cogito ergo sum” de Descartes.

  • Daniel closa

    09/10/2019 17:35

    Sang sense oxigenar perd el color vermell,-> el cos esdevé blau
    Ahir¨?… Informació classificada :-)

  • Pons

    09/10/2019 16:44

    I per què quan et falta oxigen et tornes blau?

    PS: On erets el dimarts…?

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús