Meskipun aliran penemuan terus-menerus di bidang kedokteran, beberapa penyakit masih belum bisa diterima para peneliti. Para ilmuwan mencari ide-ide segar di bidang yang sudah dipelajari dengan baik.
Kandangnya kecil dan besar pada saat bersamaan.Ketika para ilmuwan menembus lebih dalam ke dalam mekanisme yang mendasari penyakit yang sulit disembuhkan (seperti diabetes atau penyakit Alzheimer), mereka semakin mendekati batas-batas pengetahuan ilmiah, menjangkau mencari jawaban ke sudut-sudut ilmu yang paling gelap.
Namun, jawaban untuk pertanyaan kompleks tidak selalu jelas, bahkan jika Anda mempertimbangkannya dari sudut yang berbeda, jadi Anda harus kembali ke yang diketahui dari waktu ke waktu dan meninjau fakta yang sudah diketahui.
Misalnya, baru-baru ini tubuh baru "dibuka" seperti ini, menyembunyikan "di depan mata".
Interstitium adalah sistem rongga berisi cairan. Sekarang diyakini bahwa ini adalah salah satu organ tubuh terbesar.
Sebelumnya, interstitium dianggap sesuatu yang tidak penting - sesuatu seperti lem untuk mendukung organ "nyata" yang melakukan fungsi penting. Namun, ketika berkat teknologi canggih untuk bekerja dengan gambar, dimungkinkan untuk melihatnya lebih dekat - ukuran dan pentingnya menjadi jelas.
Para ilmuwan bertanya-tanya apakah tubuh baru dapat mengklarifikasi penyebab ketidaknyamanan kemampuan edema, fibrosis dan kanker untuk menyebar dengan cepat.
Telah diketahui secara umum bahwa dalam pencarian penemuan, kita mungkin perlu menguji setiap hipotesis - lihatlah di bawah setiap batu. Interstitium mengajarkan kita bahwa beberapa "batu" perlu diputar berulang kali secara berkala.
Pada artikel ini, kita akan melihat aspek-aspek biologi sel yang diketahui, mencoba memikirkannya kembali dan memberikan cara yang tidak biasa untuk memahami penyakit.
Mikrotubulus: lebih dari bingkai sel
Sitoskeleton adalah jaringan protein kompleks dalam sitoplasma setiap sel. Istilah ini pertama kali digunakan oleh Nikolai Konstantinovich Koltsov pada tahun 1903. Salah satu unsur utama sitoskeleton adalah protein tubular panjang yang disebut mikrotubulus.
Mikrotubulus tidak hanya membantu mempertahankan struktur sel, tetapi juga memainkan peran penting dalam pembelahan sel dan transfer senyawa di sekitar sitoplasma. Disfungsi mikrotubulus dikaitkan dengan kondisi neurodegeneratif, termasuk yang dikenal sebagai penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer.
Glomeruli neurofibrillary, yang merupakan untaian protein tau yang tidak normal, adalah salah satu ciri utama penyakit Alzheimer. Biasanya, dalam kombinasi dengan molekul fosfat, protein tau membantu menstabilkan mikrotubulus. Namun, dalam neuron Alzheimer, protein tau mengandung fosfat empat kali lebih banyak dari biasanya.
Hiperfosforilasi mengurangi stabilitas mikrotubulus, kecepatan penciptaannya, dan juga dapat menyebabkan kehancurannya.
Bagaimana tepatnya perubahan dalam produksi mikrotubulus mengarah ke neurodegenerasi tidak sepenuhnya jelas, namun, para peneliti berharap bahwa intervensi dalam proses ini suatu hari akan membantu mengobati atau mencegah penyakit Alzheimer.
Masalah mikrotubulus tidak eksklusif terkait dengan kondisi neurologis. Sejak 1990-an, para ilmuwan telah memperdebatkan apakah mereka bisa menjadi penyebab perubahan sel yang mengarah pada serangan jantung. Sebuah studi baru-baru ini tentang hal ini menyimpulkan bahwa perubahan kimia dalam jaringan mikrotubulus sel jantung membuat mereka lebih keras dan kurang mampu berkontraksi sebagaimana mestinya.
Para penulis penelitian percaya bahwa pengembangan obat yang ditargetkan mikrotubulus pada akhirnya dapat menjadi cara yang layak untuk "meningkatkan fungsi jantung."
Bukan hanya pembangkit listrik
Jika Anda mempelajari mitokondria dalam kursus biologi sekolah, Anda mungkin hanya ingat bahwa "mitokondria adalah pembangkit tenaga sel." Saat ini, para ilmuwan bertanya-tanya apakah mitokondria, yang ditemukan pada tahun 1800-an, dapat dikaitkan dengan sejumlah penyakit.
Mitokondria lebih dari sekedar pembangkit tenaga listrik.Peran mitokondria dalam perkembangan penyakit Parkinson telah mendapat perhatian terbesar.
Selama bertahun-tahun, berbagai gangguan dalam pekerjaan mereka telah tersirat sebagai penyebab perkembangan penyakit Parkinson. Misalnya, gangguan dapat terjadi pada jalur kimia yang rumit untuk menghasilkan energi di mitokondria. Masalah lain adalah mutasi pada DNA mitokondria.
Mitokondria dapat rusak oleh akumulasi spesies oksigen reaktif, yang diproduksi sebagai produk sampingan dari produksi energi. Namun, bagaimana kegagalan ini menyebabkan gejala parah penyakit Parkinson? Bagaimanapun, Mitokondria ada di hampir setiap sel dalam tubuh manusia.
Jawabannya tampaknya terletak pada jenis sel yang dipengaruhi oleh penyakit Parkinson: neuron dopaminergik. Sel-sel ini sangat rentan terhadap disfungsi mitokondria. Ini sebagian disebabkan oleh fakta bahwa mereka sangat sensitif terhadap stres oksidatif. Neuron dopaminergik juga sangat tergantung pada kalsium, suatu unsur yang levelnya dikontrol oleh mitokondria. Tanpa kontrol mitokondria, sel-sel saraf dopaminergik dipengaruhi secara tidak proporsional.
Peran mitokondria dalam perkembangan kanker juga dibahas. Sel-sel ganas membelah dan berkembang biak secara tak terkendali - ini mahal secara energi, yang berarti bahwa tersangka utama adalah mitokondria.
Selain kemampuan mitokondria untuk menghasilkan energi untuk sel kanker, mereka juga membantu sel beradaptasi dengan kondisi baru atau stres. Karena sel kanker memiliki kemampuan supranatural untuk berpindah dari satu bagian tubuh ke bagian lainnya, menetap di tempat baru dan terus berkembang biak tanpa lelah, mitokondria adalah tersangka utama di sini.
Selain penyakit Parkinson dan kanker, ada bukti bahwa mitokondria berhubungan dengan penyakit hati berlemak non-alkohol dan beberapa penyakit paru-paru. Kami masih harus banyak belajar tentang bagaimana organel pekerja keras ini mempengaruhi perkembangan penyakit.
Microbiome - Level Selanjutnya
Bakteriofag adalah virus yang menyerang bakteri. Tidak mengherankan, dengan meningkatnya minat pada bakteri usus, bakteriofag mulai memperhatikan. Lagi pula, jika bakteri dapat memengaruhi kesehatan, itu berarti membunuh mereka, tentu saja, juga memengaruhinya.
Bakteri hadir di semua ekosistem di Bumi. Jumlah mereka sulit diperkirakan. Namun, bakteriofag lebih banyak daripada mereka; seorang penulis menyebut mereka "hampir di mana-mana."
Bacteriophage - menambah kompleksitas pada yang sudah kompleksEfek dari microbiome pada kesehatan adalah jaringan interaksi yang rumit yang baru saja kita mulai pisahkan. Jika kita menambahkan ini sup (satu set virus penduduk di tubuh manusia), maka kompleksitas tugas meningkat secara eksponensial.
Kita sudah tahu betapa hebatnya peran bakteri dalam penyakit dan untuk kesehatan tubuh. Hanya diperlukan langkah kecil dari sini untuk memahami bagaimana bakteriofag yang berguna (khusus untuk berbagai jenis bakteri) dapat menjadi obat.
Faktanya, bakteriofag telah digunakan untuk mengobati infeksi pada 1920-an dan 30-an. Namun, dengan munculnya antibiotik, yang lebih mudah dan lebih murah untuk disimpan dan diproduksi, minat bakteriofag telah menurun. Namun, karena bahaya resistensi bakteri terhadap antibiotik, adalah mungkin untuk kembali ke pengobatan dengan bakteriofag.
Bakteriofag juga memiliki keunggulan penting - mereka dapat spesifik untuk satu strain bakteri, berbeda dengan antibiotik, yang mempengaruhi berbagai bakteri segera.
Meskipun kebangkitan minat pada bakteriofag baru saja dimulai, beberapa peneliti sudah melihat penerapan potensial mereka dalam memerangi penyakit kardiovaskular dan autoimun, penolakan transplantasi dan kanker.
Pergi berlayar dengan rakit lipid
Setiap sel dilapisi dengan membran lipid yang memungkinkan beberapa bahan kimia masuk dan keluar, sementara yang lain tidak. Jadi, membran lipid bukan hanya kerang - mereka adalah kompleks protein kompleks.
Rakit lipid adalah pulau terpisah di kompleks membran. Mereka mengandung saluran dan struktur lainnya. Tujuan pasti dari struktur ini menyebabkan perdebatan yang memanas. Para ilmuwan dengan rajin berusaha mencari tahu apa artinya bagi sejumlah kondisi, termasuk depresi.
Selaput lipid lebih dari selaput.Studi terbaru menunjukkan bahwa memahami cara kerja daerah ini dapat membantu kita mengetahui cara kerja antidepresan.
G-protein adalah saklar protein pemancar sinyal. Mereka dinonaktifkan ketika hanyut ke rakit lipid. Di satu sisi, ketika aktivitas g-protein menurun, pensinyalan neuron juga menurun, yang, secara teoritis, dapat menyebabkan beberapa gejala depresi. Di sisi lain, antidepresan telah terbukti menggantikan protein-g dari rakit lipid, sehingga mengurangi gejala depresi.
Ada penelitian yang telah mempelajari peran potensial rakit lipid dalam resistensi obat, metastasis pada kanker pankreas dan ovarium, dan penurunan kemampuan kognitif pada penyakit Alzheimer.
Struktur bilayer dari membran lipid pertama kali ditemukan di pertengahan abad terakhir, namun, rakit lipid adalah penemuan yang relatif baru. Banyak pertanyaan tentang struktur dan fungsi mereka masih belum terjawab.
Bagus dalam paket kecil
Vesikel ekstraseluler adalah kantung kecil yang mengangkut bahan kimia antar sel. Mereka berfungsi untuk berkomunikasi antara sel dan memainkan peran dalam proses seperti koagulasi, penuaan sel, dan respon imun.
Karena mereka mengirimkan pesan di sana-sini, tidak mengherankan bahwa ada sesuatu yang dapat pecah, yang berarti bahwa vesikel berpotensi dikaitkan dengan penyakit.
Selain itu, karena mereka dapat membawa molekul kompleks, termasuk protein dan DNA, ada kemungkinan bahwa mereka dapat mengangkut bahan spesifik penyakit, seperti protein yang terlibat dalam penyakit neurodegeneratif.
Tumor kanker juga menghasilkan vesikel ekstraseluler, dan meskipun peran mereka belum sepenuhnya dipahami, ada kemungkinan bahwa mereka membantu sel-sel kanker menetap di tempat yang jauh.
Jika kita belajar menguraikan sinyal antar sel ini, kita bisa mendapatkan gambaran tentang banyak proses yang terkait dengan penyakit. Secara teoritis, semua yang perlu kita lakukan adalah memecahkan kode. Namun, ini tidak meniadakan monumentalitas tugas.
Sesuatu Lebih Dari Sekedar Koagulasi
Jika Anda mengingat arah biologi, maka mungkin Anda juga memiliki ingatan samar tentang istilah Latin yang aneh - retikulum endoplasma (ER). Jika Anda beruntung, maka mungkin Anda bahkan akan ingat bahwa ini adalah jaringan rongga yang saling berhubungan di dalam sitoplasma, yang terletak dekat dengan nukleus. ER pertama kali ditemukan di bawah mikroskop pada akhir abad ke-19. Dia terlibat dalam koagulasi protein, dan juga mempersiapkan mereka untuk kondisi kehidupan yang keras di luar sel.
Penting bahwa koagulasi protein terjadi dengan benar; jika ini tidak terjadi, ER tidak akan mentransfer mereka ke tujuan akhir mereka. Selama stres, ketika UGD bekerja lebih intensif, protein yang terlipat secara keliru dapat terbentuk. Ini menyebabkan reaksi yang disebut respons protein yang tidak dilipat (UPR).
UPR sedang mencoba mengembalikan sel ke fungsi normal. Ini membersihkan sel dari protein yang tidak terlipat. Untuk mencapai ini, produksi protein lebih lanjut dihentikan, protein terlipat buruk dihancurkan, dan mekanisme molekuler diaktifkan yang membantu untuk mengganggu koagulasi yang salah.
Jika ER tidak memiliki waktu untuk mengembalikan sel ke fungsi normal, dan UPR tidak dapat mengembalikan situasi protein untuk mengontrol, maka sel dihancurkan oleh apoptosis - semacam bunuh diri sel. Stres ER dan UPR selanjutnya terlibat dalam sejumlah penyakit, salah satunya adalah diabetes.
Insulin diproduksi oleh sel beta pankreas, dan karena tingkat hormon ini berubah sepanjang hari, tekanan ER naik dan turun bersamanya. Ini berarti bahwa sel-sel pankreas sangat tergantung pada mekanisme UPR.
Penelitian telah menunjukkan bahwa gula darah tinggi memiliki efek stres pada sintesis protein. Jika UPR tidak dapat mengatasinya, sel beta pankreas menjadi tidak berfungsi dan dihancurkan oleh apoptosis. Dengan menipisnya sel beta, insulin tidak lagi dapat diproduksi jika diperlukan - diabetes berkembang.
Hari-hari kami adalah waktu yang menyenangkan bagi mereka yang terlibat dalam biomedis, dan, seperti yang dapat dilihat dari ulasan singkat ini, kami masih harus banyak belajar, dan retrospeksi dari apa yang telah dipelajari dapat berguna untuk menjangkau cakrawala baru.
Sumber: Tim Newman.
Perang melawan penyakit: Mengunjungi kembali tempat-tempat tua. Diterjemahkan oleh Kostya Sviridov