-
1. ábra
|1|
-
2. ábra
|2|
-
3. ábra
|3|
-
4. ábra
|4|
-
5. ábra
|5|
-
6. ábra
|6|
-
7. ábra
|7|
-
8. ábra
|8|
-
9. ábra
|9|
-
10. ábra
|10|
-
11. ábra
|11|
-
12. ábra
|12|
-
13. ábra
|13|
-
14. ábra
|14|
-
Animáció : Az őslevestől a membránokig
|1|
-
Animáció : Ha a sejt egy város, akkor...
|2|
-
Animáció : Lipidmolekulák membránná szerveződése
|3|
-
Animáció : A lipidek sokfélesége
|4|
-
Animáció : Kettősréteg-képző és görbületet okozó lipidek
|5|
-
Animáció : A görbületet okozó lipidek a membránhoz vonzanak fehérjéket
|6|
-
Animáció : Változatok egy témára
|7|
-
Animáció : Az elektron áramlása a fotoszintézis során
|8|
-
Animáció : Hogyan táncolnak a lipidek?
|9|
-
Animáció : Hogyan táncolnak a lipidek?
|10|
-
Animáció : Íme a membrán
|11|
-
Animáció : Membrán-tutajok
|12|
-
Videó : A membránok tulajdonságairól laboratóriumi körülmények között
|13|
-
Animáció : A fagytűrő búzák hidegedzése
|14|
-
Animáció : A fejcsoportok minősége is kihat a fagytűrésre
|15|
-
Animáció : Mesterséges membránkeményítés katalitikus hidrogénezéssel
|16|
-
Animáció : Mesterséges membránkeményítés katalitikus hidrogénezéssel
|17|
-
Animáció : Membránkeményítéssel aktiválódnak a deszaturázok
|18|
-
Animáció : A sejt hőmérői
|19|
-
Animáció : Sovány sejtek, kövér sejtek
|20|
-
Animáció : A cukorbetegség kialakulása
|21|
-
Animáció : Vezikulafúzió
|22|
-
Animáció : Lipidomika - új diagnosztikai lehetőségek
|23|
-
Animáció : Lipidterápia zsírsavszármazékokkal
|24|
-
Animáció : A membrán szabja meg az élet hosszát?
|25|
-
Animáció : Ahogy a sejtmembránt elképzelték...
|26|
-
Animáció : Membrántutaj-lipidek mozgása élő sejteken
|27|
Vígh László
A membrán-tutajoktól a lipidterápiáig: mindennapi stresszeink és betegségeink új megközelítésben
I. Membránok az elősejtben
A legegyszerűbb élet mai modellje (a kemoton) három autokatalitikus alrendszerre épül: az anyagcsere-, a genetikai és a határoló alrendszerekre. Ne bolygassuk most, hogy milyen volt a korai Föld légkörének kémiai összetétele, vagy hogy elvben milyen energiaformák (villámlás, a Nap ibolyántúli sugárzása) indíthattak el olyan reakciókat, amelyek során nagy számban keletkezhettek egyszerű szerves molekulák és azok felhalmozódhattak a forró, híg őslevesben.
Animáció |1}| : Az őslevestől a membránokig
- |1|
Tudjuk, hogy bár az ősleves ténylegesen hozzájárulhatott a szerves anyagok képződéséhez és felhalmozódáshoz, más nézetek szerint a szerves anyagok jelentős része Földön kívüli eredetű: például az üstökösökből vagy az ún. mikrometeoritokból származott. Tény, hogy a meteoritok lehettek ilyen forrásai a Földön kívülről érkező amfipatikus (víztaszító és vízkedvelő részeket egyaránt hordozó) molekuláknak. Ahogy azt David Deamer kaliforniai kutató munkatársaival kimutatta, a Murchison-meteoritból származó szerves molekulák hidratációjuk során membránvezikulákat képeznek (1. ábra).
Az Ausztráliai Murchisonra 1969. szeptember 28-án becsapódott meteorit vizsgálatakor kiderült, hogy a benne talált aminosavak közül 6 fordul elő a földön, további 12 földön kívüli eredetű. Tények tömege bizonyítja, hogy a legkülönbözőbb lipidféleségek képesek önmaguk összeszerelésére membránná. Jó okunk van feltételezni, hogy az ún. elősejtek belső összetettsége minőségileg gyarapodhatott azáltal, hogy az elősejtet a külvilágtól egy szelektív áteresztőképességgel bíró lipidalapú hártya határolta el. A membrán megjelente kiutat jelenthetett a káoszból, amennyiben a szerves molekulák egy diszkrét halmazának a sejtmembránnal határolt őssejtben sikerült először menedéket találniuk. Ha valóban a membrán jelentette azt a "rendet", ami a "határt kiszabta", akkor a membránokról már a Rigvéda himnuszok szerzőinek is tudomása lehetett.
A teremtés himnusza (részletek)
Az élet még nem vált el a haláltól,
egymásban pihent a nap és az éjjel:
lélegzés nélkül lélegzett magától
az Egy, és magányát dobogta széjjel.
Fekete volt minden, mint mikor éj van,
az idő csak készülő óceán volt:
s ekkor az Egy, mely ott aludt a héjban,
áttüzesedett s burkából kilángolt.
Megszületett a Szerelem, a lélek
magva és ura minden ösztönöknek;
nemlétig érő gyökerét a létnek
ma is a vágyban keresik a bölcsek.
És mikor a rend a határt kiszabta,
mi volt alul: és mi került fölébe?
Itt vak álmok, ott erők forradalma,
lent bomlás, fent a formák büszkesége.
Megtudtak-e mást is, akik kutattak?
A titkokat bejárni volt-e szent ész?
S ha istenek is csak azóta vannak,
ki mondhatja meg, mi volt a teremtés?
(fordította: Szabó Lőrinc)
- |2|
- |3|
II. Minden sejt csupa membrán és minden membrán csupa lipid - a lipidmembránok szerveződésének titkai
- |4|
Minden egyes sejt egyedi és megismételhetetlen individualitás, ám a sejtek számos közös jegyet hordoznak. Az alábbi animáción egy emlős szervezetből vett sejt "prototípusa" látható. A sejtben "normálisan" zajló anyagcsere, vagyis az anyagforgalom, az energia- és információáramlás hallatlan sokasága és kuszasága, a sok-sok ezer "történés" csak egyfajta tér-időrendben mehet végbe. A sejten belüli történések rendjéhez, azaz az élethez nélkülözhetetlenek a biológiai membránok. Azzal a hasonlattal élve, hogy "a sejt egy város", vegyük sorra az animáció segítségével a citoplazmamembrán és a membránokkal határolt, hallatlan formagazdagságú belső bugyrok szerepét.
Animáció |2}| : Ha a sejt egy város, akkor...
Már utaltam rá, hogy a sejtmembrán lipid-kettősrétegének alkotóelemei ún. amfipatikus molekulák, vízkedvelő (hidrofil) és víztaszító (hidrofób) molekularészeket egyaránt tartalmaznak (5. ábra).
Szemléletesen kifejezve: a (leggyakrabban 2) zsírsav-oldallánc a molekulák hidrofób, víztaszító "lába" és a hidrofil rész pedig a "fejük". Három fő típusuk ismert: a foszfolipidek, a glikolipidek és a koleszterin. A zsírsav-oldalláncok közül (amiből jóval több van) az itt bemutatott sztearin-, olaj-, linol- és linolénsav azonos szénatomhosszúságú (6. ábra), ám mint látjuk, bennük a szigorú rend szerint elhelyezkedő ún. kettőskötések száma nulláról háromra nő. A linol- és linolénsavat a szervezetünk nem képes előállítani, a táplálékból kell felvennünk, ezért ezeket "esszenciális" zsírsavaknak is hívjuk. Az arachidonsav különösen sok dologra képes: a legkülönbözőbb élettani hatásokkal bírnak származékai. A membránjainkat alkotó lipidmolekulák, amint vizes közegbe kerülnek, a legnagyobb igyekezettel dolgoznak az energetikailag legkedvezőbb állapot elérésén, így mindenekelőtt a hidrofób molekularészek "eltüntetésén". A víz láttán egyesek micellákká alakulnak, mások sürgősen kettősrétegbe szerveződnek. Ebben a szerveződési formában, melynek vastagsága kb. 5-8 nanométer, a fejek a vizes fázis felé néznek, a lábak pedig a kettősréteg belseje felé (animáció). A lipidmolekulák kettősréteggé szerveződésének elveit elsőként Gorter és Grendel tisztázták 1925-ben. A vörösvértestek belsejében közismerten nincsenek membránok, egyetlen citoplazmás membránjuk létezik. Ebből kivonták a lipideket, majd megmérték a kivont lipidek egy molekula vastagságú filmjének felszínét. Ez a felszín kettő az egy arányban aránylott a vörösvértestek felszínéhez.
Animáció |3}| : Lipidmolekulák membránná szerveződése
A biológiai membránok lipidkomponensei általában egy ún. telített zsírsav-oldalláncot, valamint egy (egy vagy több ún. cisz-kettőskötéssel rendelkező) telítetlen oldalláncot tartalmaznak. A lábak hossza 14-22 szénatom között változik. A fejcsoportokban a glicerin-foszfát- vagy szfingazin-vázhoz különböző bázisok vagy szénhidrátok csatlakoznak. Könnyen beláthatjuk, hogy a lábak és a fejek lehetséges kombinációból hallatlan nagy lipidvariabilitás adódik (animáció).
Animáció |4}| : A lipidek sokfélesége
Mi végre a lipidek összességének, a "lipidomnak" ez a diverzitása? Netán ez csak puszta szépség? Önkéntelenül is Babits Esti kérdése jutott itt eszembe:
mégis csak arra fogsz gondolni gyáván:
ez a sok szépség mind mire való?
mégis arra fogsz gondolni árván:
minek a selymes víz, a tarka márvány?
Redundanciával állunk-e tehát szemben? Vagy esetleg párhuzam vonható a "szemétnek" hitt lipidek és a mára nyilvánvalóan tévesen szemétnek gondolt DNS-szekvenciák között? Falus András kollégám egy nemrégiben megjelent szellemes és óvatosságra intő cikkében (Népszabadság, 2006. szeptember 30.) többek között ezt írta: "Az utóbbi két-három évben kiderült, hogy a genetikai örökség jéghegyének maguk a gének csak piciny csúcsát képezik, és a nagyobb, eddig szemétnek titulált rész máig sem teljesen feltárt feladatainak egyike a gének 'megszólalásainak' finom szabályozása, akár karmesteri szinkronizálása." Lehet, hogy valami hasonlóról van esetleg szó a lipidek esetében is? Hogy bár első ránézésre valamennyi celluláris membrán lipidek, fehérjék és szénhidrátok folyadékkristállyá szerveződött hártyája, a közös alapfelépítés ellenére a nagy számú membránalkotó lipid egyáltalán nem csak az "alapváz" szerepét tölti be, és szerepe a membránok működésének "finom szabályozásában", végtelenül bonyolult folyamatainak "karmesteri szinkronizálásában" keresendő?
Ma már tudjuk, hogy ez utóbbi feltevés a valószínűbb. Számos korábban megmagyarázhatatlannak tartott, "kakukktojásnak" hitt lipidféleség bizonyítja létjogosultságát, no meg a természet bölcsességét. Mára már igazolt tény például, hogy a membránok alakjának mindenkori formálásában nélkülözhetetlenek azok az "átlagostól eltérő" térkitöltéssel rendelkező lipidmolekulák, amelyek a membránok "görbületeit" okozzák (animáció).
Animáció |5}| : Kettősréteg-képző és görbületet okozó lipidek
Ilyen görbületek jól megfigyelhetőek olyan jellegzetes membránstruktúráknál, mint a boholyszerű "mikrovillusok". A szánkban található ízlelőbimbóink jellegzetes receptorsejtjei a szőrsejtek, és ezek csúcsán például ilyen mikrovillusok vannak: az oldott ízanyagok ezekkel találkoznak először.
A "rendetlen" lipidféleségek azonban sok egyebet is tudnak. Keveredve "normális" társaikkal, ha nem hoznak is létre konvex vagy konkáv görbületeket, jelenlétükkel olyan "feszültséget" okoznak bennük, amely azután számos membránfehérje (mindenekelőtt az ún. integrális membránfehérjék ) funkcióját képesek számottevően befolyásolni.
A sejtekben található fehérjék egyharmada membránfehérje. Kevesebb mint egy százalékuknak ismerjük a szerkezetét. A membránok fehérje-, illetve lipidtartalma membránonként eltérő: az idegsejteket burkoló mielinhüvely-membránok 80 százaléka lipid, a mitokondrium belső membránjának 80 százaléka fehérje. A membránfehérjék két kategóriáját kell megkülönböztetnünk. Az integrális membránfehérjék (például receptorok, antigének és sok-sok egyéb funkcióra szakosodott társuk) az esetleges, a membránokból "kilógó" részeiken kívül egy vagy több lipid-kettősrétegbe ágyazott szegmenst is tartalmaznak (animáció).
Animáció |6}| : A görbületet okozó lipidek a membránhoz vonzanak fehérjéket
A kisebb méretű perifériális fehérjék a membrán belső vagy külső rétegéhez vannak "horgonyozva". Vannak azonban - és egyre többen - olyan ún. "kétállapotú" és a jelátviteli folyamatokban nagyon is fontos periferiális membránfehérjék is, amelyek inaktív állapotukban a citoszolban, míg működésük közben membránhoz kötve találhatóak meg. Bizonyított, hogy a görbületet okozó "kakukktojás lipidek" kiemelt szerepet játszanak ilyen kétállapotú fehérjék átmeneti membránhoz tapasztásában. "Ki-bekapcsolásuk" tehát ily módon lipidvezérelt.
A lipidekkel kölcsönhatásban álló, membránt átszelő fehérjerészek, idegen szóval transzmembrán szegmensek hidrofób, víztaszító csoportokat tartalmazó, ún. alfa-hélix struktúrák. Az egyik legizgalmasabb kérdés, hogy többféle kölcsönhatás eredőjeként miképpen kerülnek egyensúlyba az ilyen transzmembrán szegmensek a környező lipid-kettősréteggel? Erre több lehetőség is kínálkozik. Ahogy azt a világhírű utrechti "lipidiskola" jelesei bizonyították, a membránfehérjék transzmembrán szegmensét utánozni képes modellpeptid bizonyos lipidek szomszédságában oldalra dől és beéri a meglévő lipidkörnyezetével. A kezdeti békétlenség azonban hosszabb, telített láncú lipidpartnerek keresésével is nyugvópontra juthat. A lipidkínálattól függően az a formáció is lehetővé válhat, hogy a nyugalmát áhító fehérje "víziszonyában" fehérje-fehérje kölcsönhatásokba menekül. Végezetül pedig hogy megadja magát, és egyszerűen "addig nyújtózkodik, ameddig a lipidtakarója ér" (animáció).
Animáció |7}| : Változatok egy témára
Holland kollégáink nem hagytak afelől kétséget, hogy a bemutatott megoldások kimenetelében valójában a lipidpartnerek látszólagos túlkínálata volt az előfeltétele annak, hogy az unikális lipid-fehérje partnerviszony valamilyen egyedi célt szolgálva létrejöhessen. Egyelőre a "tyúk vagy tojás volt-e előbb" kategóriába sorolható a kérdés, hogy vajon a sejtmembránok fehérjéi válogatják-e ki a maguk lipidjeit, vagy az egyes lipidek válogatnak maguknak membránfehérjéket. Ami biztos, hogy a membránokban mind a lipidek, mind a fehérjék eloszlása inhomogén. Igen valószínű, hogy miképpen a vízoldékony fehérjék esetében a különböző ionok és koenzimek módosítják az enzimek működését, úgy a membránokban a megfelelő töltéssel és konfigurációval rendelkező lipidek is hasonló szerepet játszhatnak.
William Dowhan texasi kutató és követői egyre több adattal bizonyítják, hogy analógia vonható egyes membránlipidek és a Mindentudás Egyetemén korábban Csermely Péter barátom által már bemutatott hősokkfehérjék (vagy ahogy ő nevezi ezeket, dajkafehérjék, illetve szokás chaperon-nak is hívni őket) fehérjefeltekerő szerepe között. Összhangban a korábbiakkal, Dowhanék szerint egyes membránlipidek ugyanis nélkülözhetetlenek bizonyos membránfehérjék optimális feltekeredéséhez és legcélszerűbb elhelyezkedéséhez (topológiájához) a membránok lipidtengerében. A fentebb említett kutatók azt is állítják, hogy egyenesen léteznek olyan membránfehérje-részletek, ahogy ők becézik "topogén faktorok", amelyek kitüntetetten érzékenyek a lipidkörnyezetre. Sőt, hozzáteszik még, hogy azokban a betegségekben, amelyekben az ilyen "chaperon-lipidek" szintje megváltozik, a betegség patomechanizmusában komoly szerepe lehet az érintett membránfehérje nem megfelelő szerveződésének.
- |7|
Hogy mennyire célirányosan és nem spontán módon szerveződik kettősréteggé sejtjeink membránlipidkészlete, azt mi sem igazolja jobban, mint a membránok két fele között fennálló és "gondosan felügyelt" lipidaszimmetria (7. ábra).
Az anionos foszfolipidek döntően belső réteges elhelyezkedése értelemszerűen ott egy negatív felületi potenciált hoz létre. Más lipidféleségek (például foszfatidilinozitol lipidek) szintén belső térfélen történő dúsulása pedig az extracelluláris térből jövő és például receptorfehérjék által felismert jelek membránon keresztüli átvitelét szolgálja azzal, hogy belőlük ún. másodlagos hírvivő képződik. A térfelenként jellegzetesen uralkodó lipidmolekula-geometriák (nagyobb fejek külső rétegben, kisebbek a belsőben) a sejtfelszíni membránok megfelelő görbüléseit is kell hogy biztosítsák. Amikor a görbítő lipidekről beszélünk, gondoljuk csak meg, mennyire fontos a sejtmembrán alakfenntartó funkciója. És valóban micsoda bravúr, hogy az amőboid egysejtűek folyamatos alakváltoztatással képesek haladó mozgásra. De a vérünkben található fagocitasejteknek is alkalmanként igen szűk nyílásokon kell átbújniuk ahhoz, hogy a sejtüregekben üldözőbe vehessék a felfalandó testidegen anyagokat. Ismeretes, hogy a vörösvértestek oxigént és szén-dioxidot szállító működésének optimalizálását szolgálja, egészen pontosan a legkedvezőbb térfogat-felszín arányt biztosítja a felvett bikonkáv korong alak. Ez a membránjaik két térfele közötti aszimmetria finom szabályozásának a műve!
- |8|
Elfogadva és szem előtt tartva a membránoknak jórészt a membránlipidjeik diverzitásán, soha nem gondolt, hallatlan szakosodási képességén alapuló itt megismert finomszerveződési modelljét, úgy gondolom, ezek után egyáltalán nem lepődünk meg azon, hogy a membránok képesek bizonyos szigorú sorrend szerint haladó részfolyamatok egymásutániságát biztosítani (8. ábra).
Egy ilyen tipikusan szigorú rend szerinti folyamatsor a tilakoid-membránokhoz kötött ún. fotoszintézis-elektrontranszport (animáció).
Animáció |8}| : Az elektron áramlása a fotoszintézis során
Közismert, hogy a növények, az algák, a cianobaktériumok a vízből nyert elektron és a fény segítségével a levegő szén-dioxidját szerves anyagokká alakítják. Ennek a folyamatnak az első felét fényreakciónak, a másodikat sötét reakciónak hívjuk. A mitokondriumhoz hasonlóan az energiaátalakító folyamat "lelke" az itt bemutatott sorozatreakció, amelynek eredményeképpen megszületnek a szén-dioxid szénhidráttá alakításához szükséges ATP- és NADPH-molekulák.
Ha azt mondanánk, hogy az egyes "egységek" lipidbe ágyazottak, nem adnánk vissza a membránszerveződés lényegét. Közelebb járunk a valósághoz, ha a fehérjék és a lipidek intim és komplement viszonyáról beszélünk, vagy még inkább a partnerek házasságából születő lipoproteinekről. Egyébként a bemutatott egyes "blokkok" abszolút és specifikus lipidigényét a két fotorendszer esetében az elmúlt években sikerült bizonyítani.
A szervezetek fiziológiás hőmérsékletén membránjaik folyadékkristályos, vagy általánosabb szóhasználattal folyékony állapotban vannak. Ezt az állapotot döntően szintén a lipidmolekulák biztosítják azáltal, hogy - fejük és lábuk kémiai összetételétől függően eltérő intenzitással bár, de - mindnyájan rendelkeznek néhány jellegzetes mozgásformával (animációk).
Animáció |9}|
: Hogyan táncolnak a lipidek?
Animáció |10}|
: Hogyan táncolnak a lipidek?
Éspedig: a lipidek csapkodnak a lábaikkal, forognak a hosszanti tengelyük körül, fejüket emelgetik, sőt akár útra is kelnek a membrán fősíkjában. Általános szabály, hogy egy adott hőmérsékleten minél nagyobb mértékű a lipidek mozgékonysága, annál nagyobb a membránok folyékonysága, idegen szóval fluiditása. A zsírsavak cisz-kettőskötései által okozott "lánctörések" rendezetlenítenek, míg az egyenes és hosszú lábak rendező, fluiditáscsökkentő hatást váltanak ki. Jó kérdés, hogy vajon a "lipidszakosodás" eme újabb kihívásának milyen törvények szerint tesznek eleget membránváros lipidpolgárai. Kik azok, akik szabadon csápolhatnak, kedvük szerint vándorolhatnak, és kik azok, akiket fehérjebörtönökbe zárt a sorsuk? Vagy lehet, hogy vannak akik megadó bölcsességgel önként vállalják eme kiszámítható nyugalmat? Ki tudja...
III. Eljutottunk végre a membránokhoz
Ha a membránlipidekről eddig hallott sok-sok hasznos információt csokorba kötjük, máris készen állunk ara, hogy alaposan kritizáljuk a Singer és Nicolson által 1972-ben javasolt és róluk elnevezett ún. fluid-mozaik membránmodellt (animáció).
Animáció |11}| : Íme a membrán
Szögezzük le, hogy a modell bevezetése hallatlan nagy előrelépést jelentett a maga idejében, hiszen elsőként mutatott rá arra, hogy a lipid-kettősréteg nem folyamatos: különböző mélységig fehérjék ágyazódnak bele. A kitalálók azt is hangsúlyozták, hogy a membránba merülő fehérjék egymással és a körülöttük levő lipidmolekulákkal dinamikus kapcsolatban állnak, a membrán fősíkjában elmozdulhatnak, egymással asszociátumokat képezhetnek. Nyugodtan állíthatom, a maga idejében mindez forradalmian újnak és izgalmasnak tűnt. Köszönet azonban a nagyon hatékony membránvizsgáló biofizikai, biokémiai módszerek, illetve lipidanalitikai eljárások térhódításának, egyáltalán a tudományok membránok iránti csillapíthatatlan érdeklődésének, az idő közben mégis eljárt a modell felett.
Időközben fény derült arra, hogy a sejtmembránok nagy számú és egyedi lipidkombinációja valójában nélkülözhetetlen számos életfunkció optimális működtetéséhez. Körülbelül egy évtizede tart az a paradigmaváltás a membránkutatásban, amely immár a hangsúlyt a membránlipidek eme funkcionális "szakosodására" fekteti. Lényege az, hogy a membránok lipidtengerében speciális összetételű és ezáltal speciális tulajdonságokkal felruházott "lipid-tutajok", angolul "raftok" különíthetőek el (animáció).
Animáció |12}| : Membrán-tutajok
A tutajok létére elsőként egy roppant egyszerű kísérlet hívta fel a figyelmet: a membránoknak ezek a részterületei a molekulák egymás közti kölcsönhatásának ereje következtében bizonyos nem ionos detergensekkel szemben ellenállóak. Nagyon érdekes módon a raftok az átlagosnál kisebb fluiditású, "rendezett-folyékony" struktúrák. Kimutathatóak különböző, nagy felbontású mikroszkópiás technikákkal akár élő sejtekben is. Fő lipidalkotó elemeik az átlaglipideknél valamivel hosszabb szfingolipidek és a koleszterin: figyelemreméltó, hogy ez utóbbi képes a szfingolipidek hosszúságával kb. azonosra "nyújtani" a hozzá társuló lipidpartnereket. A környezetétől tehát például vastagsága alapján szemlátomást is különböző, fent bemutatott membrán-tutajok vallatása mára a membránkutatások fókuszába került. Tudjuk például, hogy bizonyos membránfehérjéket a tutajok a szintézis helyéről (ER, Golgi) a plazmamembránig kísérnek: talán mindvégig biztosítva így az adott fehérje specifikus lipidigényeit? A membrán-tutajok szerepe mára megkérdőjelezhetetlen a sejtfelszínen található legkülönbözőbb receptorfehérjék, különböző jelátvivő és -átalakító fehérjék "toborzásában", azok alkalmi össze- és szétkapcsolásában. A tutajok szerveződésével és főleg funkcióival kapcsolatos elképzelések kiállták "a puding próbáját". Ha bizonyos sejtek bizonyos tutajainak koleszterinkészletét kísérletesen egy kritikus szint alá vitték, vagyis szerveződését megzavarták, akkor a "tutajhoz kapcsolt" folyamatok részben vagy egészben gátlódtak.
Ahogy az a tudományban lenni szokott, közben kiderült, hogy a membránokban a különutas "tutajos" szerveződések mintájára léteznek más, individuálisan szerveződő membránrészterületek (mikrodomének) is. Csupán említsük meg példaként a számos sejt plazmamembránján elektronmikroszkópiával jól látható bemélyedéseket, a kosárszerű fehérjékkel bevont "burkolt csapdákat" vagy társaikat, a kaveolin nevű koleszterinkötő fehérjéket tartalmazó kaveolákat. Egy további ilyen mikrodomén a sejtmembránoknak a sejtek szaporodását szabályozó szerepével kapcsolatos. Régóta tudott, hogy sejtjeink milyen intelligensek egymást felismerő képességük tekintetében. Klasszikus kísérlet volt, amikor a sárga és narancs színű szivacsállatkákat egysejtesre emésztették, majd összekeverték. A tökéletes zűrzavar ellenére a sárgák megkeresték a sárga, a narancsszínűek pedig narancsszínű testvéreiket és nemsokára ismét született egy sárga és egy narancsszínű szivacs. Régóta gondoljuk, hogy a magasabb rendű sejtek felismerő képességében a sejtmembrán és azon belül annak glikoproteinjei játszhatnak fontos szerepet. Ők felelősek azért, hogy például a sebgyógyulás során (akárcsak a tenyésztőedényekben a sejtkultúrák esetén) az egymással érintkező sejtek szaporodása megálljon. Rákos sejtek esetében ez a kontaktgátlás nem érvényesül. Nos pár éve kiderült, hogy a dolog összetettebb, és nem csupán glikoproteinek, de eddig soha le nem írt és jellegzetes glikolipid-mintázatukról felismerhető "membrán-tutajok" is ludasak ebben a dologban. Nem kizárt, hogy egyes glikolipidek (például egy bizonyos GM3 nevű) kóros elváltozásai és a csatlakozó membránátrendeződések eredményeként veszítik el a rákos sejtek egymás szaporodását gátló képességüket, illetve ennek köszönhető megnövekedett mozgékonyságuk, invazív képességük.
Összefoglalva, egy új membránmodell és szemléletmód uralkodóvá válásának vagyunk a tanúi. Biztosan állítható, hogy a 21. századi technológiák fejlődésével a jövőben számos nagyon specifikus lipid-, és fehérje-összetételű membránalépítményt fedez majd fel a világ. Ezeknek a vizsgálata, működésük megértése pedig egyaránt áttörést hozhat az alap- és alkalmazott kutatásokban, talán legfőképpen az orvostudományban és gyógyszeriparban.
IV. Membránok a stresszben, stressz a membránokban
- |9|
A megállíthatatlan klimatikus változásokra nagyon sokan figyelmeztetnek. Plusz még egy fok, és a Föld melegebb lesz, mint bármikor az elmúlt egymillió évben. Legyen az már csak könnyű vigasz, hogy a globális melegedési folyamat pontosan azt a forgatókönyvet követi, amelyet számításai alapján a híres svéd kémikus, Arrhenius éppen száz évvel ezelőtt tett közzé. És persze tudjuk, hogy mások szerint még az sem zárható ki, hogy a nagy meleget nagy hideg követi majd. De hogy jönnek ide a sejtmembránok? Nos azonnal látni fogják, hogy ez nagyon is kézenfekvő.
- |10|
Kollégáimmal lassan három évtizede tudjuk, hogy a klímakatasztrófák elől menekülésre képtelen növényvilág sejtjeiben a membránok azok a sejtalkotók, amelyeket a környezet hőmérsékletének extrém változásai az egyed túlélése szempontjából talán a legérzékenyebben érintenek. A membránok lipidjei a "túl hidegben" ugyanis átlépnek egy olyan karakterisztikus fázisátalakulási hőmérséklet-küszöbértéket, ami alatt túl merev és főleg funkcióra jórészt képtelen struktúra alakul ki. A membránok a "túl melegben" is lipidjeiktől károsodnak: érdekes módon részben talán éppen a membránok görbületét is szabályozni képes lipidek itt nem részletezett szerkezetváltozásai miatt. A membránok működésének mind a merev gél, mind a "hiperfolyékony" állapot beállta súlyos csapást jelent: megszűnik ugyanis a kényesen szabályozott féligáteresztő képességük, így azután felbomlik a sejtek anyagcsere-egyensúlya, a szervezet pedig akár el is pusztul. A membránoknak tehát a lehető legnagyobb sebességgel kell alkalmazkodniuk a változó környezeti hőmérsékletekhez, mégpedig értelemszerűen összetételük, illetve fluiditásuk optimalizálásával (10. ábra).
Hogy valóban a membránok adaptív fluiditásszabályozó képessége, ennek eredményessége határozza meg az adott fajta túlélési esélyeit hideg- és fagyveszély esetén, azt az eltérő fagytűrő képességű búzafajokra szegedi laborunkban lassan 25 éve igazoltuk (videó, animáció).
Videó |13}|
: A membránok tulajdonságairól laboratóriumi körülmények között
Animáció |14}|
: A fagytűrő búzák hidegedzése
A klímakamrákban hidegedzett búzák plazmamembránjaik fluiditását megfelelő technikákkal követve kiderült, hogy míg a fagytűrő fajták esetében az edződés egy stádiumában a membránok fluiditása folyamatos növekedésbe kezdett, ugyanez nem történt meg a fagyérzékeny társaik esetében.
És hogy valóban a membránok lipidfázisa volt felelős a hatékony membránadaptáció kivitelezésében, azt úgy sikerült igazolnunk, hogy bizonyos lipidféleség fejcsoport-előanyagának a bevitelével sikerült felszaporítanunk egy olyan "alacsony olvadáspontú", nagy fluiditású foszfolipidet a búza-csíranövénykék membránjaiban, amitől a fagytűrő képességük drámaian javult (animáció).
Animáció |15}| : A fejcsoportok minősége is kihat a fagytűrésre
Korai megfigyeléseinket számos megerősítés követte. A membránlipidek összetétele, a "fejek" és főleg a "lábak" minősége, egészen pontosan a zsírsavláncok telítetlenségi szintje egyazon növény esetében is lényegesen eltérhet, jól tükrözve az élőhely hőmérsékleti stresszviszonyait. A telítetlen zsírsavak mennyiségét genetikai beavatkozással növelve jelentősen fokozódott az adott növény hidegtűrése. Fordítva, a lipidtelítéssel keményített membrán általában nagyobb garanciát nyújtott a vizsgált szervezetek sejtjeinek hőstresszel szembeni ellenállásában.
A membránlipidek számosságának, diverzitásának szerepére vonatkozó korábbi eszmefuttatásaink alapján ma már sokkal könnyebben belátjuk, hogy a nem állandó testhőmérsékletű élővilág (a növények mellett az egysejtűektől a hidegvérű állatokig, téli álmot alvó emlősökig) hőmérséklet-stressztűrő képességében milyen fontos szereppel bírnak a lipidek.
V. Lipid-hőmérők a sejtmembránokban?
Miután igazoltuk, hogy a növényekben a membránok a túl nagy hidegnek és a túl nagy melegnek egyaránt szenvedő alanyai és ezért létfontosságú membránjaik lipidkészletének adaptív átrendezése, nyitva maradt a legizgalmasabb kérdés. Vajon hogyan érzik a sejtek a hőmérséklet-stressz veszélyét? Mi a parancsadó jel a membránok lipidjeinek átszabására? A kérdésre a választ szintén magunk próbáltuk megadni egy nagyon is szokatlan és sokakat meghökkentő kísérletes megoldással. A nyolcvanas évek elején a debreceni egyetemen dolgozó fizikai kémikussal, Joó Ferenc barátommal szövetkezve olyan hidrogénező lipidkatalizátorok kifejlesztésébe kezdtünk, amelyek elvben a jól ismert "növényolajból-margarin" reakciót utánozzák, ám nem lombikban, hanem élő sejtek membránjaiban. Tervünk lényege az volt, hogy élő kékalgasejtek citoplazmás membránjaiban a hőmérséklet változtatása nélkül, ezzel a módszerrel keltünk "hidegérzetet". Jól tudtuk, hogy a zsírsavak cisz-kettőskötései által okozott "lánctörések" rendezetlenítenek, és megfordítva, ha azok egy részét hidrogénezéssel kiegyenesítjük, a membránok lipidmátrixában gélszigetek jelennek meg és a membrán azonnal keményre vált. Pontosan úgy, ahogy az a hidegnek kitett növények membránjaiban történhet (animációk).
Animáció |16}|
: Mesterséges membránkeményítés katalitikus hidrogénezéssel
Animáció |17}|
: Mesterséges membránkeményítés katalitikus hidrogénezéssel
Ráadásul - a kilencvenes évek elején jártunk - egy japán csoport épp ez idő tájt fedezte fel egy kékalgatörzsben azt a gént, aminek az átírásából olyan deszaturáz típusú fehérje keletkezik, ami a membránba cisz-kettőskötést bevive a telített lipid-pálcikákat meghajlítgatni képes. Nem lepődtünk meg, amikor az említett deszaturáz gén hirtelen és nagy sebességgel működésbe lépett a kékalgasejteket lehűtve (animáció).
Animáció |18}| : Membránkeményítéssel aktiválódnak a deszaturázok
Annál nagyobb volt az örömünk azonban, amikor az említett deszaturáz gének aktiválása az élő kékalgasejtek sejtfelszíni membránjainak hidrogénezésére - gélszerűsítésére - is beindult. Világossá vált a japán kollégáinkkal közösen végzett kísérleteink során, hogy a membránok lipidfázisa "sejthőmérő" szereppel bír. A mozaikokat összerakva kiderült, hogy amikor akár a lehűtés, akár pedig a hűtés hatását a membránban utánzó hidrogénezés során az első gélszigetek megjelennek, a sejtek a létüket veszélyeztető folyamatot igyekeznek hatástalanítani bizonyos deszaturázok génexpressziójának azonnali, kb. százszoros aktivációjával. Ahogy egy a Nature hasábjain közölt reflexió rámutatott, felismerésünk jelentősége abban állt, hogy elsőként hívta fel a figyelmet a lipidvezérelt celluláris hőmérők létezésére.
Természetesen izgatott bennünket az is, hogy vajon mennyiben terjeszthető ki észrevételeink érvényessége a magas hőmérséklet okozta stressz viszonyaira. Netán a gélszigetek mintájára léteznek olyan lipidszerkezetek is, amelyek jelképző sejthőmérők a hőstressz során? A feltevés első ránézésre elég bizarr logikai bukfencnek látszott, hiszen jól tudtuk, hogy a szervezetek a magas hőmérsékletekre ún. hősokkfehérje-termeléssel válaszolnak. Az ezeket kódoló hősokkgének az uralkodó nézetek szerint a magas hőmérséklet által denaturált, "beteg fehérjék" szintje által szabályozódnak. A képződő hősokkfehérjék azután a magas hőmérséklettől (és még sok más stresszhatástól - kezdve a sort környezetszennyezéssel és folyatva az alkoholizmussal vagy éppen a szorongással) károsodást szenvedett fehérjékhez kötődnek és vagy visszaállítják (például visszatekerik) azok eredeti állapotát, vagy lebontásra ítélik őket. A hősokkfehérjék egyébként nemcsak a károsodott, de a nyugalmi állapotú sejtekben is ellátják a már említett fehérjekonformáció-létrehozó és -őrző szerepüket. Hasonlatosak a gardedámokhoz: innen a chaperon elnevezés (a chaperon korosabb hölgy, aki a bálban a gondjaira bízott leánykák erkölcseire ügyel).
A dolog számunkra akkor vett izgalmas fordulatot, amikor kiderült, hogy létezik a hősokkfehérjéknek egy további, eddig fel nem ismert funkciójuk is. Nevezetesen, hogy stressz hatására a membránokhoz kötődnek és védik azok integritását. Ennek a felismerésnek a birtokában azután csöppet sem lepődtünk meg, hogy bizonyos körülmények között a membránjaik lipidfázisában történő "zavarkeltésre" a sejtek akkor is hősokkfehérjéket produkáltak, ha sejtfehérjéikkel semmi sem történt mindeközben (animáció).
Animáció |19}| : A sejt hőmérői
Ma már tudjuk, hogy a magas hőmérsékletnek kitett sejtekben nemcsak a denaturálódó fehérjék, de a hiperfluidizálódó membrán maga is képes jeladó szerepet ellátni. A jeladás és jeltovábbítás mikéntjét egyelőre sűrű homály fedi. Az indukálódó chaperonok nem csupán a károsodott fehérjéket mentik, de egy részük bizonyos membránok segítségére siet, esetenként látványosan "visszakeményítve" azok "legpuhább" régióit.
A termométer membrán modelljének érvényességét időközben számos prokarióta és eukarióta szervezetben végzett kutatás is alátámasztotta. Részben a membránok ilyen szenzorfunkciójának felismerése révén kerültünk közel munkatársaimmal a gyógyszerkutatáshoz, és jellemeztünk elsőként egy olyan molekulacsaládot, amelynek hatására a sejtek hősokk- (általánosan stressz-) fehérje-válasza a stresszhatásnak egy alacsonyabb szintjén is beindul. Ezek az ún. hidroximsav-származékok nem károsak a fehérjék szerkezetére, maguk tehát nem okoznak stresszt, ám mégis leszállítják a stresszfehérje válaszküszöbértékét. A molekulák specifikusan kölcsönhatnak bizonyos membránlipidekkel, és feltételezzük, hogy ez a kölcsönhatás is közrejátszik azok stresszfehérje-indukciós képességében. Világviszonylatban is kiemelkedő szenzáció volt a molekulák hősokkfehérje-koindukciós képességének felfedezése (eredményeinket a Nature Medicine hasábjain közöltük és napokkal később az üzleti világ elismeréseképpen a Business Week című hetilap kommentálta őket), hiszen az ősi sejtvédő szereppel bíró stresszfehérjék (molekuláris chaperonok) fokozott expresszióját fokozni képes molekulák potenciális gyógyszerjelöltek. Valóban, állatkísérletekben és klinikai tesztekben egyaránt hatásosnak bizonyultak infarktus, bizonyos neurodegeneratív betegségek vagy diabéteszes szövődmények gyógyításában.
A membránok azonban csak egy optimális lipid- és fehérje-összetételnél képesek biztosítani a stresszjelképzés és jelátvitel egészséges szervezetre jellemző, optimális működését. Jól tudjuk, hogy a membránok lipidösszetétele, így a membránok szerveződése bizonyos kórállapotokban módosul. Értelemszerűen változnak a membránok az öregedés során is - talán ezért van az, hogy ugyanarra a stresszre kevésbé jól válaszol az idős szervezet.
VI. Egyes betegségek talán membránbetegségek és lipidhibák - Út a lipidterápiához?
- |11|
Ha a membránok "elromlanak", jelképző és jelátviteli folyamatok százai módosulhatnak vagy romolhatnak el (11. ábra).
A terápiás - gyógyszeres vagy genetikus - beavatkozás hatékonyságához nélkülözhetetlen a "normális" membránok pontos "térképezése", a membránhibák feltárása.
Az amerikai gyerekeknek és kamaszoknak egyre több a háj a pocakjukon, ami azt is jelenti, hogy a szívbetegségek és a cukorbaj egyre nagyobb kockázatával élnek. A vizsgálat döbbenetes eredménye, hogy az 1990-es évek óta az amerikai kiskorúak hasi hája átlagosan több mint 65 %-kal növekedett, ami összhangban áll az elhízottak arányának már régóta észlelt emelkedésével. A hasi háj veszélyesebb, mint az egyéb testtájakra rakódott zsír, mivel szorosan összefügg súlyos betegségek kialakulásával. Közismert, hogy a kövér emberek között sokkal gyakoribb a 2-es típusú diabétesz. Azt is tudjuk, hogy a 2-es típusú diabéteszes betegekben a zsír-, majd az izomsejtek inzulinrezisztenciája (vagyis hogy több inzulinra van szükség a normális mennyiségű cukor sejtekbe történő felvételéhez) már a betegség megnyilvánulása előtt kimutatható. A fokozott lipolízis és magas vércukorszint ráadásul önmagukat rontó folyamatokként hatnak. Joggal állítható tehát, hogy ha ismernénk az inzulinrezisztencia okát, annak óriási jelentősége lenne a népegészségben és gyógyászatban.
A fenti célok elérésében nagy-nagy előrelépést jelentett az inzulinrezisztencia tenyésztett sejtes modelljeinek térhódítása (animáció).
Animáció |20}| : Sovány sejtek, kövér sejtek
Tudott, hogy miután az inzulin kötődik a normálisan bizonyos membrán-tutajokban lokalizált inzulinreceptorokhoz, beindul az ún. inzulin-jelátviteli kaszkád. Ennek a folyamatnak a végén pedig az egyébként zömmel a sejtek belsejében várakozó, membránokba csomagolt glukóztranszporter a plazmamembránba vándorol, beindítva így a cukormolekulák felvételét (animáció).
Animáció |21}| : A cukorbetegség kialakulása
Egy japán kutatócsoport sejtes inzulinrezisztenciát vizsgáló modelljében nemrégiben igazolta, hogy az izulinrezisztencia kialakulhat akár egyetlen "membrántutaj-alkotó" lipidnek a halmozódása miatt is. Ez a lipid felszaporodásával ugyanis valósággal kiszorította az inzulinreceptorokat a membrán-tutajokból. A hab az volt a tortán, amikor az adott lipid szintéziséért felelős gén kiütésével párhuzamosan nem jött létre a gyulladásos folyamatok utánzásával indukált inzulinrezisztencia.
Adatok bizonyítják, hogy az inzulinrezisztencia kialakulásának patomechanizmusában sok egyéb tényező mellett a glukóztranszporter plazmamembránba történő vándorlásának meghibásodása is szerepet játszhat. Ez a "defekt" szintén eredhet a nem megfelelő lipidek kínálatából. A glukóztranszportert szállító vezikulumok plazmamembránba "olvadásához", fúziójához nélkülözhetetlen bizonyos mennyiségű "fúziós hajlamú lipid" jelenléte, ahogy ezt az alábbi animáció mutatja.
Animáció |22}| : Vezikulafúzió
Felmerül a kérdés: és innen most hogyan tovább? Lehetséges-e megtalálni az egyes betegségek kialakulásáért felelős lipideket, azután meg például az okozott membránhibákat? Kicsit szarkasztikusabban fogalmazva: lehetséges-e tűt keresni és főleg találni a szalmakazalban? A válasz bíztató: talán igen. A megoldás kulcsa az a gyorsan fejlődő, rendszerszemléletű új tudományág lehet, amely a lipidanalitikából kinőve a több ezer egyedi lipid (melyek zömmel membránlipidek) gyors minőségi és mennyiségi feltérképezését tűzi ki célul. E tudományág neve lipidomika. Az első hazai lipidomikai laboratóriumot a Dél-alföldi Neurobiológiai Tudásközpont keretei között nemrégiben sikerült Szegeden felállítanunk. A közelmúltban vizsgáltuk például a lipidom változásait egészséges és cukorbeteggé tett patkányokból származó mintákon. A vizsgálat meglepően izgalmas eredményeket hozott: számos olyan egyedi lipidféleség vált elkülöníthetővé (ezáltal felismerhetővé), amelyek csak a beteg vagy a beteg, ám gyógyszerekkel kezelt populációkra voltak jellemzőek (animáció).
Animáció |23}| : Lipidomika - új diagnosztikai lehetőségek
- |12|
Hogy valóban mennyire fontos egyik vagy másik gyanúba keveredett lipidmolekula, annak eldöntése inkább idő és kitartás kérdése. Képzeljük el, hogy egy ház falaiból különösen fontosnak látszó elemeket emelünk ki, hogy lássuk, mikor dől össze az építmény - nos ugyanígy tesztelhetőek egyenként vagy kisebb-nagyobb csoportokban az egyes lipidek, "fontosságuk" megállapítása céljából (12. ábra).
Ha ezen a sziszifuszi munkán majd egyszer túlestünk, akár arra is gondolhatunk, hogy milyen módon lehetne a hibás "blokkokat" kijavítani, esetleg még jobbra cserélni. A megközelítéshez ismét Csermely Péterhálózatokról szóló előadása jut eszembe: érdemes lenne végiggondolni a gyenge kölcsönhatásokkal összetartott lipidek hálózatának viselkedését bizonyos helyzetekben, például a hálózatstabilitás vagy a hálózatzavarok szempontjából.
Ezzel a szemlélettel pedig megvetettük az alapjait egy másik napjainkban születő és izgalmasan új potenciális gyógyító eljárásnak, a lipidterápiának. Ne tévesszen meg bennünket a szóhasználat. Nem a liposzómákba csomagolt és így célba juttatott gyógyszerek beviteléről beszélünk. Ezek alkalmazása például antibiotikumok, vírus- és gombaölő szerek hatékonyságának javítására a terápiás gyakorlatban már megjelent. Az itt felvetett lipidterápia alapját maguknak a lipideknek a nagyon is tervszerűen végrehajtott membránokba építése jelentheti, azért, hogy kijavítsunk vagy helyrehozzunk membránfüggő elváltozásokat. A természetes táplálékainkban előforduló olajsav (legtisztább forrása a közismert olívaolaj) hidroxi-származékával, a minervallal végzett laboratóriumi és klinikai tesztek tipikusan ilyen célokat szolgálnak.
Ahogy azt Escriba és munkatársai igazolták, a minerval bevitele a sejtfelszíni membránokba képes átállítani azokat a "lipidkapcsolókat", amelyek a korábban említett jelátviteli folyamatokban igen fontos szerepet játszó "kétállású" fehérjéknek a sejtbelső és a felszíni membránok közötti eloszlását kontrollálják. A molekula biológiai hatását a szerzők képesek visszavezetni a természetes olajsav és gyógyszerjelölt hidroxi-származéka "fejcsoportjai geometriájának" különbségére. A minerval - itt nem részletezett módon - ígéretes a rákterápiában, vagy amint ahogyan az animáció mutatja, a magas vérnyomás kezelésében.
Animáció |24}| : Lipidterápia zsírsavszármazékokkal
A lipidszármazékok diétás fontosságának, egészségőrző és javító szerepüket alátámasztó tengernyi irodalmának itt már nem tudunk helyet szorítani. Hallottuk nem egyszer, hogy azért egészséges a busa húsa, mert gazdag az omega-3 zsírsavakban stb. Befejezésül azonban szeretnék arra is utalni, hogy amíg egészségesek vagyunk (mert keveset eszünk és sokat mozgunk) milyen egyéb szempontokat is érdemes esetleg szem előtt tartanunk, mielőtt a polcról leemeljük a szalonnát vagy valamelyik lipiddel dúsított csodaétel fioláját.
VII. A membránok az élet "ritmusszabályozói"?
- |13|
Évtizedekkel ezelőtt merült fel annak a lehetősége, hogy membránjaink összetétele és anyagcsere-folyamataink sebessége között esetleg valamiféle kapcsolat van. Az első meghökkentő tudományos közlemény már a hetvenes évek végén hírt adott arról, hogy milyen szoros összefüggés van a különböző fajok szívverésének gyorsasága és a membránjaikban található legtöbb kettős kötést (szám szerint hatot) tartalmazó zsírsav, az ún. dokozahexaénsav (DHA) előfordulása között (13. ábra).
De legalább ilyen látványos volt az is, amikor évekkel később már nem a telítetlen zsírsavak aránya és valamely életfolyamat kapcsolatát vizsgálták. Ehelyett azt a membránokban fellépő extra "lemezes nyomóerőt" mérték, ami annak a következményeként áll elő, hogy a membránokban a lipidmolekulák egymás mellé rendeződő lábai a bennük levő kettős kötések nagyobb száma miatt egyre cikkcakkosabb (egyre "csámpásabb") alakzatot öltenek. A hatás így még feltűnőbb volt: a zsírsavak telítetlensége által a membránbelsőben okozott belső feszítőerővel arányosan nőtt különböző, közismerten nagyfontosságú membránfehérjék (például a Na-K pumpa) aktivitása.
- |14|
A történetnek itt még nincs vége. A dolog pikantériája tudniillik az, hogy a növekvő lipidtelítetlenség bár fokozza számos membránesemény működésének sebességét, egyben igen komoly kockázatot is hordoz, mégpedig az ún. oxidatív stresszérzékenysége okán. Életünk során elkerülhetetlen, hogy stresszes helyzetekbe keveredjünk. Ne feledjük, oxidatív stresszokozó hatása lehet a vékonyodó ózonpajzsnak, a környezetünket szennyező anyagok százainak, rosszabb esetben a talán észre sem vett infarktusoknak és ki tudja mi mindennek még. És mindeközben membránlipidjeink telítetlen kötései elsőként válnak az oxigén-szabadgyökök áldozataivá (animáció). Mindezek fényében azután cseppet sem volt meglepő a sztori legizgalmasabb része, nevezetesen: nem kizárt, hogy a fajok élettartamának eltérései nagy mértékben összefüggnek lipidjeik zsírsavjainak jellegzetes telítetlenségi szintkülönbségeitől (14. ábra). Lehet, hogy membránjaink lipidösszetétele komolyan befolyásolja életünk várható hosszát? Nagyon izgalmas lenne, ha így lenne.
Animáció |25}| : A membrán szabja meg az élet hosszát?
Kutatói pályám története kicsit a membránok története. Az 1940-es membránmodellt bizony nehéz lenne felcserélni legújabb társával (animáció).
Animáció |26}| : Ahogy a sejtmembránt elképzelték...
Pár napja azonban még én is meglepődtem, amikor kollégáim az alábbi animáción látható felvételt nyomták a kezembe. Különböző membrántutaj-lipidek mozgását követték élő melanómasejtekben (animáció).
Animáció |27}| : Membrántutaj-lipidek mozgása élő sejteken
Egy membránkutató mondta nemrégiben, hogy a modellek, amikkel a membránokat legjobb tudásunk szerint próbáljuk leírni, olyanok, mint a metaforák. És hozzátette: a legszemléletesebb hasonlat, mely a membránok természetéhez mai tudásunk alapján a legközelebb áll, az égen kószáló eltűnő és előtűnő, egymásba alakuló bárányfelhők világa. Azt hiszem, igaza volt.
Befejezésül hadd szóljak néhány szót arról, hogy mit gondolok én a membránokról, a lipidekről, a mindentudásról és a ma tudományáról. Pontosabban a saját szavaim helyett hadd idézzek inkább Esterházy Pétertől, a Nemzetközi Joyce Társaság ez év nyarán Budapesten tartott szimpóziumán elmondott nyitóbeszédéből (Élet és Irodalom, 2006. július 28.):
"A 19. század az ember méltóságát a mindentudás lehetőségében látja, minden leírható, minden megismerhető, ja, és természetesen leigázható. Az új század az ember méltóságát a korlátok belátásában és fölismerésében találja meg. Vagy azt tudjuk, hol van egy elemi részecske, vagy azt, hogy mekkora a sebessége, de ha megfeszülünk is, ha szívünk szakad is bele, együtt a kettőt nem lehet, és nem, mert még nem volnának elég jók a mérőműszereink, hanem mert elvileg nem lehet. Nem lehet. És aztán hogy ez a korlátozás még olyan isteni diszciplínákra is igaz, mint a matematika, hát ezt igazán nem várta az ember... Bábel tornya lett az új jelkép, és ne tévedjünk, a nyelveket nem más, maga az Úr zavarta össze. Ez Einstein kora, mely nem tudja, mert nem látja célszerűnek különválasztani a teret és az időt, amely kor azonnal meg is haladja Einsteint. Einstein tulajdonképpen nem tudja követni saját magát, igen, az Úristen dobókockával játszik, azaz nem eseményekkel van dolgunk, hanem események valószínűségével."