НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1991 г. / ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА / БЕРТ ЗАКМАН

Берт Закман (Bert Sakmann)

12 юни 1942 г.

Физиология или медицина (заедно с Ервин Неер)

(За открития, свързани с функцията на йонните канали в клетките.)

Берт Закман (Bert Sakmann) е германски физиолог, който печели Нобеловата награда за физиология или медицина през 1991 г. заедно с колегата си Ервин Неер (Erwin Neher). Двамата получават престижното отличие за техните новаторски изследвания върху функцията на отделни йонни канали в клетъчните мембрани, което допринася значително за разбирането на това как нервните клетки комуникират.

Основен принос

Закман и Неер разработват така наречената „patch-clamp“ техника, която позволява записването на електрически токове през отделни йонни канали в клетъчните мембрани. Това е важен напредък в неврологията и клетъчната физиология, тъй като йонните канали играят ключова роля в различни физиологични процеси като нервна проводимост, мускулна контракция и хормонална секреция.

Техният метод предоставя много детайлна информация за поведението на йонните канали в реално време, което води до по-дълбоко разбиране на механизмите на нервната система. Йонните канали са ключови структури, които регулират потока на йони като натрий, калий, калций и хлор през клетъчните мембрани и тези процеси са жизненоважни за клетъчната функция.

Кариера и научен принос

Берт Закман е роден на 12 юни 1942 г. в Щутгарт, Германия. Завършва медицина и работи в различни изследователски институции, включително в института "Макс Планк". Неговите изследвания върху йонните канали имат приложения не само в неврологията, но и в други области на медицината като фармакологията и биофизиката.

Закман продължава да бъде активен в научната общност и след получаването на Нобеловата награда, като продължава да работи в института "Макс Планк" и други престижни академични институции.

Техните откритията на Закман и Неер допринасят за развитието на нови лечения за различни заболявания, включително неврологични разстройства, като епилепсия и сърдечни заболявания, тъй като йонните канали са важни мишени за медикаментите.

Специфичните аспекти на работата на Берт Закман се съсредоточават главно върху изследването на йонните канали в клетъчните мембрани и тяхната роля в клетъчната сигнализация и електрофизиологията. Нека разгледаме по-подробно основните приноси и аспекти на неговите изследвания:

1. Patch-clamp техника

Един от най-важните аспекти на научната работа на Закман е разработването на patch-clamp техниката. Тази иновативна технология е уникална с това, че позволява на учените да измерват много малки електрически токове, протичащи през отделни йонни канали, с изключително висока точност.

• Как работи техниката: В patch-clamp техниката малък стъклен електрод, съдържащ солен разтвор, се прилепва плътно към клетъчната мембрана. След това се прилага малко напрежение и се измерват електрическите токове, които преминават през единични йонни канали.

• Значение: Преди тази техника учените можеха да изследват единствено съвкупния електрически отговор на големи групи йонни канали. Patch-clamp предоставя нова възможност за наблюдение на активността на отделни канали, което е революционен напредък в разбирането на клетъчната електрофизиология. •

2. Йонни канали и тяхната функция

Йонните канали са белтъчни пори в клетъчните мембрани, които позволяват контролираното преминаване на йони като натрий (Na⁺), калий (K⁺), калций (Ca²⁺) и хлор (Cl⁻). Те са отговорни за важни биологични процеси като:

• Нервна проводимост: Йонните канали играят ключова роля в предаването на нервни импулси, известни като акционни потенциали. Те регулират деполяризацията и реполяризацията на невроните, като позволяват йони да преминават през клетъчната мембрана.

• Мускулна контракция: Мускулите се свиват в отговор на електрически сигнали, предадени от йонните канали, които регулират потока на йони като калций и натрий.

• Секреция на хормони и невротрансмитери: Йонните канали участват в процеси на секреция на различни вещества, които са критични за нормалната клетъчна функция. •

3. Моделиране на болести

Изследванията на Закман върху йонните канали имат голямо значение за разбирането на различни заболявания, особено тези, свързани с нарушена йонната сигнализация. Например:

• Епилепсия: Промените в активността на йонните канали могат да доведат до неконтролируеми електрически разряди в мозъка, което предизвиква епилептични припадъци.

• Сърдечни аритмии: Ненормална йонна проводимост в сърдечните клетки може да доведе до неправилен сърдечен ритъм.

• Цистична фиброза: Това генетично заболяване е причинено от дефекти в йонния канал CFTR, което води до неправилно транспортиране на хлорни йони в клетките. •

4. Модели на йонните канали и фармакологични приложения

Закман и неговите колеги създават математически и биофизични модели, които описват работата на йонните канали. Тези модели са основополагащи за разработването на нови медикаменти, които таргетират специфични йонни канали.

• Таргетиране на йонни канали с лекарства: Много съвременни лекарства действат чрез блокиране или модулиране на активността на специфични йонни канали. Например, лекарства за лечение на хипертония, сърдечни заболявания и болка често се основават на инхибирането на определени йонни канали. •

5. Невронна сигнализация

Една от основните цели на Закман и Неер е да разберат как синаптичната предавка в нервната система зависи от йонните канали. Синапсите са връзките между нервните клетки, където се предават сигнали чрез освобождаване на невротрансмитери, чийто поток е силно зависим от активността на йонните канали.

• Влияние върху неврологични изследвания: Техните изследвания променят начина, по който учените разбират невропатологиите и разработват стратегии за лечение на заболявания като болестта на Алцхаймер, Паркинсон и други невродегенеративни разстройства.

Личен живот:

За личния живот на Закман има малко публично достъпна информация, тъй като той обикновено избягва медийното внимание и фокусира усилията си върху научните изследвания.

Заключение

Работата на Берт Закман е революционна не само защото предлага нови методи за изследване на йонните канали, но и защото откритията му имат широко приложение в медицината и фармакологията. Йонните канали са основни мишени в лечението на много заболявания, и задълбоченото разбиране на тяхната функция, постигнато чрез откритията на Закман и неговите сътрудници, е от решаващо значение за съвременната медицина.

РАЗКАЗАЛ: ChatGPT

РЕДАКТИРАЛ: Павел Николов