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

Boron, Boulpaep Medical Physiology, 2003

Cell junctions

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+

Na+

Cl–

K+

W tym drugim przypadku przenoszeniu jonów towarzyszy osmotyczny transport wody

H2O

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