Экология познания: Ёсинори Осуми - специалист по клеточной биологии из Японии - стал Нобелевским лауреатом в области физиологии и медицины.
Ёсинори Осуми - специалист по клеточной биологии из Японии - стал Нобелевским лауреатом в области физиологии и медицины.
Началась Нобелевская неделя, в ходе которой будут распределены самые почетные научные награды и названы лауреаты области медицины и физиологии, физики, химии.
Ученый, открывший механизм сохранения молодости, и сам выглядит моложаво.
Лауреат в области медицины и физиологии был назван сегодня - 3 октября 2016 года. Им стал Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi) специалист по биологии клетки из Технологического университета Токио, который удостоен награды « за открытие механизмов аутофагии».
Первый лауреат Нобелевской премии 2016 года назван.
Пресс-релиз Нобелевского комитета гласит:
«Открытия Осуми привели к новой парадигме в нашем понимании того, как клетка перерабатывает свое содержимое. Его открытия открыли путь к пониманию фундаментальной важности аутофагии для множества физиологических процессов, таких как адаптация к голоду и ответ на инфекцию.
Аутофагия - это процесс утилизации и переработки ненужных частей клетки - разного накопившегося в ней «мусора». Термин, давший название процессу, образован из двух греческих, слов которые вместе переводятся как «самоедство». Или «самопоедание».
Механизм аутофагии.
То, что феномен вообще существует, ученые обнаружили еще в 60-х годах прошлого века. Но не смогли разобраться в тонкостях механизма. В 90-х годах это сделал Осуми. Проводя свои эксперименты, он выявил еще и гены, которые отвечают за аутофагию. И вот почти через четверть века награда нашла героя, который стал 39-м в истории ученым, удостоенным Нобелевской премии единолично.
Аутофагия присуща живым организмам, в том числе и нашим. Благодаря ей клетки избавляются от ненужных частей, а организм в целом - от ненужных клеток.
Природа предусмотрительно наделила клетки столь удивительной и полезной способностью - переваривать то, что «выглядит» лишним или вредным. Действуют они почти как мы. Только автоматически. Упаковывают «мусор» в специальные мешки - аутофагосомы. Далее перемещают в контейнеры - лизосомы. Где «всякая гадость» разрушается и перевариваются. Продукты переработки - эдакое «вторсырье» - идут на производство топлива для питания клетки. Из них изготавливаются и новые строительные блоки, используемые для обновления клетки.
Образование фагосомы.
Благодаря аутофагии клетка отчищается от попавшей в нее инфекции и от образовавшихся токсинов.
Аутофагия начинает работать наиболее интенсивно, когда организм испытывает стресс. Например, голодает. В этом случае клетка вырабатывает энергию за счет своих внутренних ресурсов - из всякого накопившегося мусора. И в том числе - из болезнетворных бактерий.
Открытые лауреата свидетельствует: голодать, а иной раз и поститься все-таки полезно - организм действительно очищается. Подтверждено Нобелевским комитетом.
Как уверяют коллеги Осуми, аутофагия предохраняет организм от преждевременной старости. Может быть, даже омолаживает за счет того, что создает новые клетки, выводит из организма дефектные белки и поврежденные внутриклеточные элементы, поддерживая его в исправном состоянии.
А нарушения в процессах аутофагии приводят к болезни Паркинсона, диабету и даже к раку. Понимая это, медики создают уже новые лекарства, способные исправить нарушения и, стало быть, вылечить.
Однако... Похоже, что в целях профилактики стоит иной раз поголодать, вгоняя организм в оздоровительный, как теперь выясняется, стресс.
Ёсинори Осуми родился в 1945 году. Свою премию в размере 8 миллионов шведских крон - это чуть больше 950 тысяч долларов США - он получит вместе с другими учеными-лауреатами в Стокгольме 10 декабря.
Профессору Токийского технологического института Ёсинори Осуми. Японский ученый удостоился ее за свои фундаментальные работы, объяснившие миру, как происходит аутофагия - ключевой процесс переработки и реутилизации клеточных компонентов.
Благодаря работам Ёсинори Осуми другие ученые получили инструменты для изучения аутофагии не только у дрожжей, но и у других живых существ, включая человека. В ходе дальнейших исследований было установлено, что аутофагия - это консервативный процесс, и у людей он происходит приблизительно так же. При помощи аутофагии клетки нашего тела получают недостающие энергетические и строительные ресурсы, мобилизуя внутренние резервы. Аутофагия задействована при удалении поврежденных клеточных структур, что важно для поддержания нормальной работы клетки. Также этот процесс - один из механизмов программируемой клеточной смерти. Нарушения аутофагии могут лежать в основе рака и болезни Паркинсона. Кроме этого, аутофагия направлена на борьбу с внутриклеточными инфекционными агентами, например, с возбудителем туберкулеза. Возможно, благодаря тому, что когда-то дрожжи открыли нам секрет аутофагии, мы получим лекарство от этих и других заболеваний.
Здоровье
Наш организм способен сам себя очистить от токсинов и даже стать моложе после голодания. За это невероятное открытие в 2016 году 71-летний японский ученый Есинори Осуми получил Нобелевскую премию в размере 950 000 долларов.
Рассказываем вам о том, в чем же секрет его техники.
Открытие, которое сделал Есинори, основано на механизме аутофагии. Данный процесс представляет собой систему утилизации и переработки ненужных клеточных частей.
Аутофагия, по мнению ученого, вполне может использоваться для борьбы с деменцией и раком.
Польза голодания
Сам феномен открыли еще в 1960-х годах, однако тогда ученые не сумели понять его важность в полной мере.
Благодаря аутофагии у клетки получается справляться с попавшей в нее инфекцией, выводить токсины и омолаживаться. Осуми сумел доказать, что весь механизм аутофагии начинает максимально эффективно работать тогда, когда с организмом случается стресс, к примеру, голодание.
Аутофагия – это внутренняя программа обновления тела, в процессе которой ненужные части клеток сами по себе уходят, а хорошие элементы остаются, чтобы генерировать энергию и создавать новые, здоровые клетки. Данный процесс обладает решающим значением при профилактики злокачественных опухолей, для защиты от инфекций, для поддержания здорового обмена веществ, а также для защиты от таких заболеваний, как диабет.
Интересно об аутофагии
Дисфункциональная аутофагия напрямую связана с развитием болезни Паркинсона, диабетом 2 типа, раком и многих других проблем, связанных с возрастом. В настоящее время проводится активные исследования по разработке лекарственных препаратов, которые помогут направить возможности аутофагии на лечение разных болезней.
Сам термин «аутофагия» происходит от двух греческих слов, которые означают «самодостаточность». Аутофагия – это процесс, при котором клеточный мусор захватывается и запечатывается в мешкоподобных мембранах, которые называются аутофагосомами. Запечатанное содержимое транспортируется в лизосому, структуру, считающуюся ячейкой для мусора.
Однодневное голодание
Изучив процессы в дрожжевых клетках, японский ученый выделил основные гены, принимающие участие в аутофагии, и продемонстрировал, как белки, которые кодируют эти гены, объединяются, чтобы создать мембрану аутофагии. Позже он показал, что подобный процесс происходит в клетках человека, и что наши клетки не смогут без него выжить.
Нобелевский комитет подтвердил, что голодание длиной в один день на самом деле способствует получению отличных результатов. Аутофагия защищает организм от преждевременного старения, и даже омолаживает его с помощь создания новых клеток.
1. Голодает одна восьмая часть всего населения
Каждый восьмой житель нашей планеты ежедневно засыпает голодным. Это связано с тем, что более, чем 1 миллиард человек на Земле сталкиваются с недостатком еды. Такие данные предоставляет американское агентство по международному развитию.
Примерно 70 процентов граждан этой страны знают, что такое нехватка еды. На втором месте в этом печальном рейтинге расположилась Кения (51 процент), а на третьем Нигерия (47 процентов).
3. Чтобы накормить всех голодающих людей, надо перестать выбрасывать продукты
Ученые, занимающиеся статистическими подсчетами, пришли к выводу, что для того, чтобы накормить всех голодающих в Африке людей, можно просто собрать все продукты, которые ежедневно выбрасывают жители различных стран.
4. Без еды человек проживет 40 дней
Научные исследования показали, что взрослый человек, которые не испытывает сильных физических нагрузок, вполне продержится без еды около 40 дней. Более того, серьезных проблем со здоровьем у него не случится.
5. В Древней Индии на должников воздействовали с помощью голодовки
В индийских шастрах (религиозные пояснительные тексты) рекомендуется при помощи кратковременного голодания (абходжана) давить на должника, а если не помогает, то использовать голодовку на смерть (прайа).
Индийские «коллекторы» таким образом давили на жалость. Они могли лишать пищи не только себя, но также свою жену, детей и слуг. Страдания кредитора и его семьи не проходили незамеченными для должника, потому что голодовка происходила прямо возле его дома.
Если в итоге кредитор умирал, то на должника ложилась полная моральная и юридическая ответственность за убийство человека.
6. Трехдневное голодание поможет обновить иммунитет
К такому интересному выводу пришла группа ученых из Калифорнийского университета. Они провели исследование, результаты которого показали, что при кратковременном голодании в течение трех дней, иммунная система человека обновляется.
Восстановление нашей защитной системы происходит в результате усиленного деления стволовых клеток, которое случается во время голодания, когда организм испытывает стресс. Также во время кратковременного голодания наблюдается снижение концентрации определенного фермента, которые отвечает за старение, и определенного гормона, связанного с развитием раковых опухолей.
7. Голодание – это самый опасный из всех методов похудения
Известная диета Майи Плисецкой «не жрать» - это в действительности далеко не самый лучший способ для того, чтобы избавиться от ненавистных килограммов. На деле голодание крайне опасно для нашего организма. Когда отсутствует еда, в организме быстро и резко происходит снижение глюкозы в крови, а значит, уменьшается и количество инсулина, который ответственен за сжигание жировых отложение в клетках.
В итоге в период голодания происходит накопление ацетоновых тел, которые повышают кислотность в крови. Эти тела очень активно перемещаются по организму, отравляя его.
8. Голодание не оказывает никакого влияния на запасы жира
В первую очередь исчезают гликогены. Ими организм питается в первую очередь, потому что они являются быстродоступными запасами энергии. Гликогены уходят вместе с большим количеством жидкости, потому вес уходит, но жир никуда не девается.
Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту
красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook
и ВКонтакте
В 2016 году японский ученый Есинори Осуми был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за изучение процессов аутофагии у пищевых дрожжей. В ходе исследований было установлено, что периоды голодания положительно сказываются на обновлении клеток и помогают замедлить процессы старения.
Мы в сайт разобрались, в чем суть «самопоедания» клеток и почему работа Есинори является первым серьезным доказательством давно известного «чуда голодания».
1. Клетки могут «поедать» себя сами?
Да. Процесс утилизации и переработки ненужных частей клетки называется аутофагией. Термин, давший название процессу, образован из двух греческих слов, которые вместе переводятся как «самопоедание». С помощью аутофагии клетки избавляются от ненужных органелл , а организм в целом - от погибших или поврежденных клеток; в дальнейшем отработавшие свой срок клетки будут использованы для строительства новых.
С момента открытия этой способности клеток прошло уже более 60 лет, и лишь недавно Есинори Осуми, исследуя аутофагию у пищевых дрожжей , смог определить набор генов, за нее отвечающих. Оказалось, что такие же гены есть не только у дрожжей, но и у большинства живых организмов, в том числе у человека.
2. В чем польза от «самопоедания»?
В целом аутофагия отвечает за способность организма к обновлению , борьбу с инфекциями и вывод токсинов. С нарушениями процессов аутофагии связывают различные заболевания, в том числе рак, диабет II типа и болезнь Альцгеймера. Известно, что при попадании инфекции клетка пытается «переварить» бактерии, используя те же самые механизмы и белки, с помощью которых обновляется сама.
Повлияв на процессы аутофагии в раковых клетках, вероятно, можно добиться того, чтобы организм принимал их за поврежденные и уничтожал собственными силами без использования химиотерапии. Не будет лишним ускорить процессы обновления клеток и у пожилых людей для борьбы с негативными последствиями старения.
3. Как голодание влияет на «самопоедание» клеток?
В периоды отказа от пищи уровень глюкозы в крови падает, а значит, снижается и выработка инсулина, отвечающего за ее транспортировку к тканям. Для организма человека это значит, что поступление питательных веществ прекратилось и необходимо переключиться в режим выживания - начинается выработка глюкагона. Основная функция этого гормона - стимуляция аутофагии.
Это защитная реакция организма по переработке «отслуживших свой срок» клеток для получения питательных веществ «изнутри».
4. Знали ли мы об этом раньше?
Положительный эффект от голодания известен давно. В Библии описаны случаи 40-дневного голодания Иисуса и Моисея. В религии древнего Ирана требовалось воздержаться от приемов пищи в течение 50 дней, а современный ислам содержит ограничения на время священного месяца Рамадана.
Действительно, при длительном отказе от еды метаболизм замедляется. В случае отказа от еды в течение 12–72 часов метаболизм, наоборот, ускоряется . Это связано с выработкой стрессового гормона норадреналина , отвечающего за чувство голода.
То же самое верно и для потери мышечной массы. Исследования говорят , что при краткоскрочном голодании для получения энергии из жировой массы повышается уровень гормона роста. Две другие его функции, анаболическая и антикатаболическая, как раз и призваны не допустить разрушения мышечной массы.
6. Так как все-таки голодать?
Разумеется, очень осторожно. И только после консультации с врачом. В среднем, чтобы сжечь все углеводы, съеденные в течение дня и сохраненные в виде гликогена,
Самая знаменитая диета называется просто «5/2». Эту систему питания придумал британский журналист Майкл Мосли, а в 2012 году вышел его фильм, посвященный исследованиям по ограничению калорийности. В рамках диеты 5 дней в неделю питание проходит в обычном режиме, а в течение 2 дней калорийность рациона ограничивается до 500 ккал для женщин и 600 ккал для мужчин, которые необходимо употребить не более чем за 2 приема.
Мартин Берхан, журналист, тренер, бодибилдер, предложил схему питания «16/8», в которой необходимо соблюдать период голода в течение 16 часов и несколько раз в неделю тренироваться натощак. Похожих принципов придерживается и Ори Хофмеклер в своей диете «20/4», где на прием пищи отводится всего 4 часа. В течение всего остального времени следует ограничиться свежевыжатым соком и перекусами из орехов и сухофруктов.
А что вы думаете по поводу отказа от еды? Можно ли аутофагию считать спасением от всех болезней или это очередная модная привычка?
Мы ни в коем случае не призываем к тому, чтобы пользоваться приведенными методами. Информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях.
3 октября Нобелевский комитет объявил лауреата премии по физиологии и медицине. Им стал японец Ёсинори Осуми. Формулировка премии звучит так: "За открытие механизмов аутофагии". Что такое аутофагия? Чем она важна с практической точки зрения? Как аутофагия связана с голоданием и потерей массы? Почему она помогает раковым опухолям выжить? И, наконец, почему лауреатом стал один человек, а не несколько, как обычно? Объясняет журналист и биолог Светлана Ястребова.
Профессор Токийского технологического института Ёсинори Осуми был на своём рабочем месте в лаборатории, когда ему позвонили из Нобелевского комитета с неожиданным известием: он стал лауреатом премии по физиологии и медицине в 2016 году. 71-летний японец по-прежнему активно работает над темой аутофагии, за изучение которой он и удостоился высшей научной награды.
Клеточная свалка
Аутофагия находится в центре научных интересов Осуми уже 27 лет. В конце 1980-х, когда он только начал свои работы по этой теме, было известно, что клетки каким-то образом избавляются от своих структур и отдельных молекул, ставших вдруг ненужными. Впрочем, было бы странно, если бы это было не так: все организмы способны удалять отходы жизнедеятельности.
Уже давно учёные знали, что в клетках находятся специальные органоиды под названием лизосомы . В них неоднократно обнаруживали полуразрушенные фрагменты других клеточных структур. Да и сам термин "аутофагия" предложили ещё задолго до работ Осуми. Это слово в 1963 году придумал Кристиан де Дюв - учёный, который и сам стал лауреатом Нобелевки по физиологии в 1974-м за открытие лизосом.
Кроме лизосом, биологи обнаружили аутофагосомы – "тележки" для подвоза фрагментов клетки к лизосомам. Когда какой-то компонент клетки становится ненужным, его окружает специальная мембрана, и получается пузырёк с органоидом (или его частью) внутри. Этот пузырёк подходит к лизосоме и сливается с ней. Там "мусорный" фрагмент клетки находит свой последний приют - особые ферменты расщепляют его на простые составляющие.
Долгое время лизосомы считали чем-то вроде "свалки" для всех ненужных структур клетки. Правда, такая точка зрения не давала ответа на вопрос: как клетка обновляет себя? Почему "свалка" не вырастает в размерах в десятки и сотни раз за всю долгую жизнь таких клеток, как, например, нейроны? И раз такие вопросы возникали, было логичным предположить, что клетки (в отличие от большинства людей) не зависят на сто процентов от внешних источников пищи и используют имеющиеся внутренние ресурсы по нескольку раз. Чтобы выяснить, как именно это происходит, нужно было отыскать вещества, запускающие и поддерживающие реакции переработки вышедших из строя органоидов и молекул.
Поэтому через несколько лет после обнаружения лизосом, в 1980-х, исследователи переключили своё внимание на заново открытые органоиды - протеасомы . Как следует из их названия, они имеют дело с протеинами - а попросту, с белками. Оказалось, что "путёвкой" в протеасому для белка служит "чёрная метка" - молекула убиквитина . Такой меченый белок попадает в протеасому и разлагается там за счёт ферментов-протеаз на аминокислоты. Затем эти аминокислоты клетка использует для построения других белков. В день человеку нужно 200-300 граммов протеина, но с пищей поступает только около 70. Остальное клетки получают, перерабатывая ненужные белки в протеасомах.
Изучение протеасом тем не менее не дало ответа на вопрос, как клетка перерабатывает фрагменты крупнее, чем отдельные молекулы белков. Что в лизосомах перерабатывает большие куски органоидов? Об этом до работ Ёсинори Осуми никто не знал.
Волшебные грибы
Осуми выбрал в качестве объекта для экспериментов дрожжи - одноклеточные грибы, которые быстро размножаются бесполым путём. Наблюдать за их ростом и развитием довольно легко, если иметь обычный световой микроскоп. С одной стороны, дрожжи - простые организмы, и все их клетки имеют более-менее одинаковую структуру. С другой, они, как и у всех грибов, по строению достаточно близки к животным, а значит, и к человеческим. В клетках грибов, как и в наших собственных, есть ядро, митохондрии (органоиды для выработки энергии), есть аппарат для производства белков и аппарат для их деградации (протеасомы). Есть у дрожжей и аналог лизосом животных - вакуоли. Они достаточно крупные, чтобы за их изменениями можно было наблюдать в микроскоп.
Для аутофагии не принципиально, какие белки разрушать - образованные в самой клетке или за её пределами. А это значит, что с её помощью можно избавиться и от вирусов и бактерий, попадающих в клетки и вызывающих различные болезни. Показано, что возбудители вирусных и бактериальных заболеваний в ходе эволюции вырабатывают сложные механизмы защиты , чтобы не попадаться под горячую руку аутофагосом или остановить их действие. Вообще аутофагия важна для множества процессов в иммунной системе , начиная от воспаления и заканчивая защитой от вирусов и бактерий.
Наконец, аутофагия полезна и в том случае, когда строение клетки нужно быстро и часто перестраивать. Такая потребность возникает при эмбриональном развитии. Изменения, которые происходят в тканях зародыша, развиваются стремительно именно за счёт активной аутофагии. Одни части клетки, которые выполнили свою функцию, разлагаются на составные элементы, и из них строятся новые, "более актуальные" органоиды. Нарушение процессов аутофагии у эмбрионов приводят к тому, что их развитие существенно замедляется.
Одинокий самурай
С 2011 года и до настоящего момента Нобелевская премия по физиологии и медицине ни разу не доставалась одному человеку. Всегда находилось несколько исследователей, чьи научные интересы лежали в одной области. А в случае Ёсинори Осуми это оказалось не так. Почему?
Вряд ли мы сможем в скором времени узнать точный ответ на этот вопрос: личности номинантов и людей, выдвинувших их кандидатуры в 2016 году, будут хранить в секрете ближайшие 50 лет. Но одно можно сказать точно: когда Осуми начинал свои исследования аутофагии, ею не интересовался почти никто. Однако все крупные учёные, которые внесли свой вклад в обнаружение лизосом, аутофагосом и исследование их функций, в 1990-х уже имели награды от Нобелевского комитета.
Осуми в своей научной карьере сделал ставку на малоизученную непопулярную тему и не проиграл. Правда, по признанию лауреата, он не ставил себе целью получить престижную премию. В одном из недавних интервью он отметил: "Не все молодые специалисты достигнут успеха в науке, но попытаться точно стоит". Как мы видим, его попытка оказалась успешной.
Loading...