За миллионы лет, прошедших с тех пор, как кислород впервые появился на Земле, мать-природа развила очень сложный и красивый механизм, чувствительный к гипоксии. Этот механизм контролирует множество различных процессов, и было бы обидно (или, возможно, лень) упустить возможность создать нечто большее, чем просто чувствительность к кислороду. Отсюда возникла так называемая негипоксическая гипоксия, или гипоксия без гипоксии, симптомы которой ученые сейчас обнаруживают в самых разных органах и тканях. Не осталась в стороне и иммунная система, чья функция как кислородно-чувствительной системы зачастую имеет огромное значение. В этой статье мы постараемся прояснить современное состояние дел в этой области и обсудить некоторые наиболее интересные механизмы (питание при колите).
Опять гипоксия? Мы слышали это уже много раз!». — Читатели должны быть готовы к удручающему пересказу главы о патофизиологии, в которой гипоксия бывает экзогенной, респираторной, гематологической и много другой. Возможно, читатель готов к разговору об альпинистах и обитателях камер высокого давления. Давайте поговорим о другом. Например, о негипоксической гипоксии. Никогда о ней не слышали? Тогда читайте дальше.
Как и многие другие истории, все началось в пивном баре и, к сожалению, очень печально, в середине 1960-х годов среди любителей пива в США, Бельгии и некоторых других странах редкое заболевание под названием кардиомиопатия с признаками токсических заболеваний, вызванных накоплением неизвестных тяжелых металлов. Это была эпидемия. Хлорид кобальта (II) оказался антипенообразователем, используемым многими крупными пивными компаниями. Интересно, что в дополнение к кардиомиопатии у пьющих людей также был повышен уровень гемоглобина, который коррелировал с повышенным уровнем эритропоэтина. Да, да, именно эритропоэтина. Именно на этот эритропоэтин в значительной степени полагаются спортсмены при тренировках в гипоксических условиях на большой высоте. Так можно ли заменить гипоксию приемом пива с двухвалентным кобальтом? По-видимому, да.
Чтобы заболеть кобальтовой кардиомиопатией, человек должен был потреблять большое количество пива — четыре литра в день, а для остальных пиво могло даже дать «крылья» на фоне повышения гемоглобина. В любом случае, добавка была запрещена, а ее ограниченное использование в животноводстве разрешено.
Неизвестно, знал ли об этой истории Грег Семенза, молодой педиатр из больницы Джона Хопкинса. Постдокторской задачей Грега был поиск фактора, регулирующего активность промотора гена эритропоэтина в гипоксических условиях. Постепенно, шаг за шагом, фактор был найден в 1992 году, в 1995 году было установлено, что он представляет собой гетеродимер, в котором одна из субъединиц является кислородзависимой, а в 2001 году был найден механизм, регулирующий стабильность кислородзависимой субъединицы — гидроксилирование пролилгидроксилазой. Это был первый случай идентификации данного фактора. Этот фактор получил красноречивое название hypoxia-inducible factor, или сокращенно HIF.
Следует отметить, что во всех клеточных экспериментах Семенца гипоксию можно заменить добавлением хлорида двухвалентного кобальта. И это уже не простое совпадение, а научный факт.
