Laureatami tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny zostali Arvid Carlsson, Paul Greengard i Eric Kandel, za badania nad przekazywaniem sygnałów w układzie nerwowym. Nagroda dla profesora Carlssona jest kolejnym wyróżnieniem farmakologów, najwyższą nagrodą naukową. Przypomnijmy, że w okresie minionych trzech dekad było ich kilka - w tym za wykrycie leków blokujących receptory beta adrenergiczne - dla Sir Jamesa Blacka (1998 r) i za odkrycie działania prostacykliny dla Sir Roberta Vane'a (1982).
Arvid Carlsson jest jednym z najlepiej znanych neuro-psychofarmakologów na świecie i jego badania można uznać za kluczowe dla rozwoju psychofarmakologii, a także pośrednio psychiatrii w drugiej połowie mijającego stulecia. Nie jest, jak to niektórzy sądzą, jednym z wielu naukowców pracujących w dziedzinie neurofizjologii, jego prace nad rolą neuroprzekaźników, szczególnie katecholamin, w czynności mózgu są pionierskie i stworzyły podwaliny współczesnej wiedzy w tym zakresie.
Jego badania przyczyniły się przede wszystkim do ustalenia, że jedna z katecholamin, dopamina jest nie tylko prekursorem noradrenaliny i adrenaliny, ale także szczególnie w niektórych neuronach mózgu - ostatecznym samodzielnym neuroprzekaźnikiem (neurotransmiterem) ("Science" 1958, 127, 471). Wykazał wiele jej działań, szczególnie behawioralnych takich jak pobudzenie ruchowe i stereotypie.
Nie był oczywiście jedynym badaczem zajmującym się tym problemem, wielkie zasługi mają także inni naukowcy, w tym również szwedzcy , tacy jak A. Dahlstrom, K. Fuxe czy N-E. Anden, którzy opracowali wiele metod pozwalających na identyfikację neuronów zawierających określone neuroprzekaźniki. Prace Arvida Carlssona niewątpliwie inspirowały innych badaczy i odegrały w rozwoju wiedzy o systemach neuroprzekaźnikowych rolę zasadniczą.
Badania Carlssona prowadzone niezwykle konsekwentnie od lat pięćdziesiątych aż do chwili obecnej stanowiły niezbędny punkt wyjścia i impuls dla dalszych poszukiwań. Mają one niezwykle ważne znaczenie dla rozwoju badań nad chorobami psychicznymi, szczególnie schizofrenią i chorobami afektywnymi (depresje), a także neurologicznymi, zwłaszcza chorobami układu pozapiramidowego. Przyczyniły się do sformułowania i rozwinięcia dopaminergicznej koncepcji schizofrenii ("Neuropharmacology", 1988, 1, 179), zgodnie z którą choroba ta związana jest z zaburzoną, nadmierną funkcją układu dopaminergicznego.
Pomogły także niewątpliwie w zrozumieniu istoty działania leków neuroleptycznych jako antagonisty dopaminy.
Carlsson nie zamykał się oczywiście w wąskich koncepcjach sprowadzających się do analizy roli jednego układu neuroprzekaźnikowego. Zwracał uwagę na inne systemy, w tym noradrenergiczny i serotoninowy i ich wzajemną interakcję. Ostatnio rozwija hipoglutaminergiczną koncepcję schizofrenii, zgodnie z którą psychoza ta zależy w znacznej mierze od dysfunkcji neuronów glutamatergicznych, a ściślej glutaminian, jako neuroprzekaźnik).

Generalnie koncepcje wiążące patomechanizm psychozy z dysfunkcją układu glutamatergicznego nie stoją w jednej sprzeczności z teorią dopaminergiczną. Z niedoczynnością transmisji glutaminianowej w korze czołowej i przedczołowej wiąże się bowiem nadczynność transmisji dopaminergicznej w ośrodkach podkorowych.

Niezwykle ważne są prace Greengarda nad kinazami białkowymi i procesem fosforylacji białek, stanowiący kluczowy mechanizm przenoszenia informacji z receptorów na mechanizmy wykonawcze wewnątrzkomórkowe i kształtujące odpowiedź komórek na sygnały. Podobne znaczenie mają badania nad czynnikami transkrypcyjnymi, w tym czynnikem CREB związanym z cyklicznym AMP.

Eric Kandel jest jednym z najwybitniejszych współczesnych neurofizjologów, który przyczynił się walnie do zrozumienia mechanizmów pamięci. Swoje podstawowe badania wykonywał na stosunkowo prostym modelu - neuronach ślimaka morskiego Aplysia (tzw. zając morski). Mięczak ten posiada zaledwie kilkanaście tysięcy komórek nerwowych (kilka milionów razy mniej niż człowiek) znacznie większych niż neurony ssaków. Badania na nim były łatwiejsze, pozwoliły m. in. na stwierdzenie zwiększenia liczby synaps podczas procesu uczenia.

Bardzo ważnym osiągnięciem Kandela było wykrycie tzw. długotrwałego wzmocnienia synaptycznego, polegającego na długotrwale utrzymującym się nasileniem potencjału wytwarzanego przez neuron po uprzednim drażnieniu go bodźcem tężcowym (tetanicznym) czyli bodźcem o dużej częstotliwości. W efekcie drażnienia neuronu "zapamiętuje" sygnał i reaguje trwale wzmożoną odpowiedzią, ulega zatem "przestrojeniu". Zjawisko takie występuje u ssaków i człowieka w wielu grupach neuronów szczególnie w strukturze hipokampa (tzw. long term potentiation), który jak wiadomo jest związany z mechanizmem pamięci.
Osiągnięcia trzech noblistów tworzą pewną całość, pewien wspólny obraz charakteryzujący postęp neurobiologii ostatnich dziesięcioleci. Dowodzi prężnego rozwoju tej ciekawej i pełnej gałęzi wiedzy, która jest potężnym motorem napędowym dla badań praktycznych nad nowymi strategiami farmakoterapii.

Wojciech Kostowski

Autor jest profesorem neurofarmakologiem, wykładowcą warszawskiej AM, kierownikiem zakładu Farm. i Fizjol. Układu Nerw. w Instytucie Psychoneurologicznym w Warszawie.