Nagroda Nobla z Chemii za 2003 rok trafiła w ręce amerykańskich naukowców Petera Agre i Rodericka MacKinnona za ich decydujący wkład w odkrycie kanałów wodnych w błonach komórkowych. Bengt Norden, prezes chemicznego Komitetu Noblowskiego stwierdził na konferencji prasowej, że Agre zdobył swoją nagrodę za odkrycie kanałów wodnych w błonach komórkowych, a Roderick MacKinnon za strukturalne i mechanistyczne badania kanałów jonowych. Badania te rzuciły światło na to w jaki sposób sole (jony) i woda transportowane są na zewnątrz i do wewnątrz komórek naszego organizmu. Nerki na przykład odzyskują wodę z moczu pierwotnego. Wyjaśnili też w jaki sposób generowane i przekazywane są sygnały elektryczne w komórkach nerwowych. Informacje te okazały się bardzo przydatne w badaniach nad wieloma chorobami nerek, serca, mięśni i układu nerwowego. Nagroda Nobla przyznawana jest zazwyczaj starszym naukowcom, których osiągnięcia analizuje się przez kilka dekad. W momencie otrzymania nagrody Agre miał 54 lata a MacKinnon 47. Ich osiągnięcia były bardzo świeże. Odkrycie McKinnona miało miejsce 5 lat przed przyznaniem Nagrody, natomiast Agre ukończył swoje badania w 1988 roku. Szwedzka prasa komentowała, że wydarzenie tego rodzaju jest niezwykle rzadkie w historii Nagrody Nobla z dziedziny nauk ścisłych. Tegoroczne Nagrody Nobla z Chemii, Fizjologii i Medycyny doskonale ilustrują interdyscyplinarność trendów badawczych we współczesnej nauce.

Już sto lat temu ludzie podejrzewali, że komórki ludzkiego ciała muszą zawierać jakieś kanały transportujące wodę. Jednakże dopiero w 1988 roku Peteowi Agre, udało się wyodrębnić białko błoniaste. Później uświadomił sobie, że musi to być długo poszukiwany kanalik wodny. Komitet selekcyjny oznajmił, że było to kluczowe odkrycie otwierające drogę do całej serii biochemicznych, fizjologicznych i genetycznych badań kanalików wodnych u bakterii, roślin i ssaków.

Innym typem kanału w błonie jest kanał jonowy, ważny przy funkcjonowaniu systemu nerwowego i mięśni. Może również wytworzyć sygnał elektryczny w celu przekazania wiadomości do układu nerwowego. Robert MacKinnon zaskoczył całą społeczność badawczą, kiedy w 1998 roku udało mu się określić strukturę przestrzenną kanału potasowego. Komitet selekcyjny ogłosił, że dzięki jego wkładowi możemy teraz „dostrzec” jony przepływające przez kanały, otwierane i zamykane przez różne sygnały komórkowe.

Peter Agre urodził się w 1949 roku w Northfield w Minnesocie. W 1974 został Doktorem Medycyny po ukończeniu Uniwersyteckiej Szkoły Medycyny Johna Hopkinsa w Baltimore. Jest również profesorem Chemii Biologicznej i profesorem Medycyny tego samego uniwersytetu.

Ridderick MacKinnon urodził się w 1956 roku, a dorastał w Burlington na przedmieściach Bostonu. W 1982 roku otrzymał tytuł Doktora Medycyny po skończeniu Szkoły Medycyny Tufts w Bostonie. Jest w tej chwili profesorem Neurobiologii Molekularnej i Biofizyki na Uniwersytecie Rockefellera w Nowym Jorku.

Podzielili się w równych proporcjach nagrodą 10 mln koron szwedzkich (ok. 1,3 mln dolarów).

Jak tworzą się kanały?

We wszystkich komórkach, w serii procesów biochemicznych następuje szeroko zakrojone rozprzestrzenianie się sygnałów elektrycznych i jonów – jest to zjawisko prądu biologicznego. W procesie przemiany materii wszystkie organy wytwarzają biologiczną energię elektryczną, taką jak energia elektryczna serca, mózgu czy mięśni. Charakteryzują się one różnym napięciem, np. napięcie serca – 90mV, napięcie mózgu – 60mV. Ponieważ ciało jest przewodnikiem, ukierunkowany strumień bioelektryczności płynie przez całą jego długość jak rzeka a system kanałów kompletnie pokrywa ciało. W całym ciele istnieje 12 kanałów, które poprzez rozbieżny, trzeciorzędowe i powierzchowne nerwy oboczne łączą każdą jego część – serce, wątrobę, kości i skórę - w jedną całość. Dlatego też system kanałów jest jednocześnie układem krążenia energii, innym od innych układów. To pierwszy układ bazujący na sprzężeniu materii i impulsów elektrycznych.

Kanał i patologia.

Pod wpływem chorób bioprądy ulegają zaburzeniu, a nominalny stopień odporności, zmienia się. Zmiana odporności i potencjału elektrycznego wpływa na czynności osłabionych komórek i oddziałuje na ich metabolizm, im silniejsza moc tym głębsze oddziaływanie i odwrotnie. Kolejność to: układ nerwowy, układ ruchowy, układ wydalniczy, układ krążenia i układ rozrodczy.

W systemie kanałowym, częściowa bioelektryczność zostaje zablokowana bądź odcięta bez zmiany organiczno - patologicznej, co nazywa się stanem pod zdrowotnym.

Kanał i diagnoza

Pod wpływem choroby zaburzenia bioelektryczności wpływają na osłabienie metabolizmu komórek. Niektóre dotknięte chorobą części zwiotczeją, stracą aktywność, staną się guzkowate, postrzępione lub ulegną podobnym deformacjom. W niektórych przypadkach zmieni się również kolor skóry w miejscu wbicia igły do akupunktury. Wszystkie te zmiany dostarczają informacji do metody obserwacyjnej bazującej na Chińskiej Medycynie. Doświadczony lekarz może wystawić diagnozę obserwując zmiany kształtu i koloru. Jest to teoria obserwacji oraz diagnozy ucha i języka.

Cechy kanałów

1. Każdy narząd i komórka posiadają swoją własną bioelektryczność, które wspólnie formują promieniujące pole magnetyczne ludzkiego ciała. Nazywa się to „Aurą cielesną.” W rzeczywistości jest to tylko krążące wokół ludzkiego ciała pole promieniowania.

2. Wnikliwa analiza anatomiczna nie wykryła niezależnej tkanki kanałowej, ale musi się ona różnić od otaczającej ją tkanki, ponieważ główną funkcją tkanki kanałowej jest zapewnienie odpływu elektryczności, nie musi ona mieć wysokiej odporności i anatomicznego kształtu.

3. Tkanka kanałowa jest bardzo wrażliwa. U pacjenta w stanie krytycznym kierunek kanału ulega odwróceniu, ale łatwo jest odbudować właściwy tor transmisji kanałowej działając wysokim, negatywnym napięciem. Pokazuje to jak łatwo tkanka kanałowa tworzy się na tkance nie kanałowej, podczas gdy pierwotna tkanka kanałowa łatwo niknie i osłabia się. Materiał, który tworzy tkankę kanałową jest bardzo prosty i trudny do odróżnienia od innych tkanek.

Dlatego też przy właściwym badaniu kanału nie można stosować drastycznych interwencji, wysokiego napięcia prądu, wysokiego pola magnetycznego czy izotopów, które byłyby za mocne dla kanału. W przeciwnym przypadku badanie będzie nieudane. Wystarczy powiedzieć, że znalezienie delikatnej, nieinwazyjnej metody jest najważniejsze do sprawdzenia kanału.

4. Tkanka kanałowa ma inną strukturę ponieważ zawiera duże ilości jonów metalu.

5. Napięcie tkanki kanałowej tworzy się, kiedy kumulacja napięcia elektronów zmienia do pewnego stopnia strukturę chemiczną kanału i wchodzi do zmienionej tkanki kanałowej. Następnie odporność kanału staje się mniejsza, co pozwala zmienić chemiczną strukturę następnej tkanki. W końcu falujący i powolny ruch elektryczny staje się faktem.

Zmieniające się napięcie elektryczności serca, jest również czynnikiem pobudzającym prąd kanałowy. Prędkość kanału, to 2-6 cm/min. Prędkość ta zwolni albo zredukuje się do zera w przypadku choroby, albo w stanie osłabienia . Przyspieszy w przypadku zwiększonej akcji serca spowodowanej podekscytowaniem.

W związku z powyższym kanał musi istnieć w obrębie trójwymiarowej, dynamicznej i chemicznie niespokojnej struktury anatomicznej. To typ struktury o niewidzialnym, anatomicznym stanie.

6. Tętno kanału nakłada się na warstwy mikroskopijnych tkanek. W tkance krwistej, nakłada się na tętniczki i żyłki. W tkance nerwowej na pęczki i zwoje nerwowe itd. Jedna tkanka reguluje drugą. Ważne jest zatem, żeby tkanka ta pracowała bardzo dobrze.