Dofaminin atası: Nobel laureatı Pol Qrinqardın kəşfi psixi pozuntuların müalicə üsullarını necə dəyişdi?
2019-cu il aprelin 13-də fiziologiya və tibb üzrə Nobel mükafatı laureatı Pol Qrinqard 94 yaşında dünyasını dəyişdi.
Biz, insan beynində hansı kimyəvi reaksiyaların getdiyini, dofaminin insan üçün niyə vacib olduğunu, şizofreniya və neyromediatorlarla bağlı olan digər xəstəliklərin müalicə yollarını onun sayəsində öyrənmişik.
Dahi neyrofizioloq Pol Qrinqardın kəşfləri insan beyni və psixi pozuntular haqda o vaxta qədər olan təsəvvürləri alt-üst eləmişdi.
Pol Qrinqardın ölümü barədə aprelin 13-də, Nobel laureatının, ömrünün son 36 ilini həsr elədiyi Rokfeller Universitetinin prezidenti Riçard Lifton məlumat vermişdi. Lifton bildirmişdi ki, Qrinqarsın 70 illik işi “bizim, neyrobiologiya haqqında təsəvvürlərimizi tamamilə dəyişib”.
POL QRİNQARD VƏ ONUN NEYROBİOLOGİYAYA TƏSİRİ
Doktor Pol Qrinqard Nobel mükafatını 2000-ci ildə, neyrobiologiya sahəsində bir-birindən müstəqil kəşflərinə görə alman həkimi Arvid Karlsson və amerikalı Erik Kandellə birlikdə almışdı.
Hər üç araşdırma vahid paradiqmaya sahib idi – beyin hüceyrələrinin hərəkət, yaddaş və emosional vəziyyətlə bağlı məlumatı necə ötürdüyünün öyrənilməsi.
Onların kəşfi neyromediatorlarla bağlı pozuntulara tamamilə fərqli rakursdan baxmaq imkanı yaratmışdı. Qrinqard, Parkinson xəstəliyinin, şizofreniyanın, bipolyar pozuntu və narkotik asılılığının müalicəsi üsullarının təkmilləşdirilməsində son dərəcə əhəmiyyətli işlər görmüşdü.
Alim, demək olar ki, bütün həyatını – 70 ildən çox – dofamini və onun beyin hüceyrələrinə təsirini öyrənməyə həsr eləmişdi. Onun işləri insan beynində kimyəvi siqnalların gücünü modullaşdıran bir çox antipsixotik dərman preparatlarının əsasını təşkil eləyir.
Neyromediatorlar – bioloji aktiv kimyəvi maddələrdi, onların köməyilə sinir hüceyrəsindən neyronlararası sinaptik boşluqdan keçməklə elektrokimyəvi impulsların ötürülməsi təmin olunur. Həmçinin, məsələn, neyronlardan əzələ toxumasına və ya vəz hüceyrələrinə impulsun ötürülməsi də neyromediatorların iştirakı olmadan mümkün deyil.
Dofamin – insanın və bəzi heyvanların beynində hasil edilən neyromediatordu. Həm də böyrəküstü vəzin beyin maddəsi və digər toxumaları tərəfindən emal olunan hormondu, lakin bu hormon qandan beynin qabığaltı strukturlarına, demək olar, keçmir.
Antipsixotik preparatlar – psixotik pozuntuların terapiyası üçün nəzərdə tutulan psixotrop preparatlardı; onların ənənəvi adı – neyroleptiklərdi.
Bütün elm dünyası tərəfindən etinasızlıqla qarşılanmasına baxmayaraq, Qrinqard 1960-cı illərin sonlarından 1980-ci illərin ortalarına qədər dofaminin tədqiqi ilə məşğul olmuşdu. Həmin dövrdə bütün neyrobioloqlar hesab eləyirdilər ki, beyin hüceyrələri bir-biri ilə, Qrinqardın düşündüyü kimi, kənar kimyəvi proseslərlə vasitəsilə yox, elektrik siqnalları yolu ilə əlaqə saxlayır.
Amma doktor isbat eləmişdi ki, elektrik və kimyəvi reaksiya yalnız müştərək işləyir. Hüceyrələrin içindəki fosfat qrupları kimyəvi dəyişikliklər kaskadını işə salır, onlar da dofamin siqnalını gücləndirir. Elektrik siqnalını işə salmağa imkan verən də məhz budur, bütün nüfuzlu elm cəmiyyətlərinin hesab elədiyi kimi, hüceyrələrdə gedən təbii proseslər yox.
Qrinqardın kəşfi beynin tədqiqinə və neyromediatorların işindəki mürəkkəb proseslərin başa düşülməsinə elmin sərgilədiyi yanaşmanı dəyişdi.
***
Pol Qrinqard 1925-ci il dekabrın 11-də Bruklində anadan olub. Onun atası vodevil – aktyorların kiçik gülməli dördlüklər oxuyub məzəli rəqslər elədiyi teatr janrı – aktyoru, anası isə mənşəcə rus yəhudisi olan evdar qadın idi və Pol doğulanda ölmüşdü. Qrinqard 13 aylıq olanda atası, yepiskopal amerikan kilsəsinin üzvü olan bir qadınla evlənmişdi. Məhz, ögey anası sayəsində Pol, son dərəcə sərt xristiyan tərbiyəsi almışdı.
Kollecdə oxumağa başlayana qədər Pol, doğma anası haqqında heç nə bilmirdi -anası ilə bağlı nəinki xatirələri, heç onun bircə fotosu da yox idi.
Sonralar alim, nobel mükafatı qismində aldığı 400 min dolları biotibbi araşdırmalarda iştirak eləyən qadınlar üçün Perl Meyster-Qrinqard mükafatının təsisinə sərf eləmişdi. Qrinqardın, doğma anasının xatirəsinə ithaf elədiyi bu mükafatı, hərdən neyrobiologiya sahəsində işləyən qadınlar üçün mükafat da adlandırırlar.
“Əlimdə anamın varlığına dair heç bir fiziki dəlil-sübut olmadığına görə, mən onu, cüzi də olsa, gerçək eləyəcək nəsə bir iş görmək istəyirdim”- Qrinqard
O, Bruklində və həddindən artıq yoxsul Kvinsdə yerləşən adi dövlət məktəblərində aldığı təhsilini bitirəndən sonra hərbi-dəniz donanmasında xidmətə başlayır və elektron mühəndisləri məktəbinə daxil olur. Beləcə, Qrinqard Massaçusets Texnoloji İnstitutunun, II dünya müharibəsi zamanı amerikan gəmilərinin müdafiəsi üçün radiolokasiyalı erkən xəbərdalıq sistemi üzərində işləyən komandasına düşür.
Hərbi xidməti başa çatandan sonra gələcək laureat, Nyu-York yaxınlığındakı Klinton şəhərində yerləşən kiçik Hamilton humanitan elmlər kollecinə qəbul olunur və orda fizika və riyaziyyat üzrə ixtisaslaşmağa başlayır. Hərçənd valideynləri Polun kollecdə oxumasını heç istəmirdilər. Sonralar Qrinqard müsahibələrində onları dəfələrlə “həyatda intellektual oıan hər şeyin antaqonistləri” adlandıracaqdı.
Gələcək alimin nəzəri fizikaya aludəçiliyi ABŞ-da nüvə silahı hazırlanmasının, xüsusən də gənc elmi mühitdə diqqət çəkən antimilitarist əhval-ruhiyyənin qızğın dövrünə düşmüşdü. Bu atmosferin təsiri altında Qrinqard yeni-yeni yaranan biofizika sahəsinə keçir – fizika, riyaziyyat və biologiyanın kəsişməsində olan elmlərin sferasına. Elə onda da qərara gəlir ki, əksər alimlər sinir hüceyrələrinin elektrik siqnallarının tədqiqi ilə məşğul olurlar və kimyəvi transduksiyalar elmi sahədən sıxışdırılaraq çıxarılıb.
P.Qrinqard 1953-cü ildə – 27 yaşında Con Hopkins Universitetində doktorluq dərəcəsi alır – o vaxtlar bu universitet biofizika üzrə dərəcə almağın mümkün olduğu yeganə yer idi. Beş il doktoranturada işləyəndən sonra alim, Yel Universitetinə, 1983-cü ildə isə Rokfeller Universitetinə keçir.
Qrinqardın müəllimi Vanderbild Universitetində işləyən dahi neyrobioloq kiçik Erl Sazerlend idi. O, bütün ömrü boyu piy və əzələ hüceyrələrində hormonlarla reaksiyaya cavab olaraq yaranan kimyəvi siqnalları araşdırmışdı və buna görə də, 1971-ci ildə Nobel mükafatına layiq görülmüşdü. Onun yanaşması Qrinqardın diqqətini çəkir – əgər hüceyrələrin bir növü məlumatı, məhz, bu üsulla ötürürsə, onda niyə elm mühiti beyin hüceyrələrinə siqnalların yalnız elektrik üsulu ilə ötürülməsini öyrənir? Məhz, o zaman neyrobioloq öz istiqamətini tamamilə dəyişir, beynin fəaliyyətini və hüceyrələr arasında baş verən prosesləri araşdırmağa başlayır.
Qrinqard, Rokfeller Universitetində böyük alimin keçə biləcəyi bütün mərhələlərdən keçir – neyrobiologiya sahəsində heç kimə lazım olmayan araşdırmadan başlayır və sonralar elmi kəşflərə, ümumiyyətlə, bütün tibbə təsir eləmiş vacib biologiya mütəxəssisi kimi bitirir.
LƏNG SİNAPTİK ÖTÜRMƏ
XX əsrin 60-cı illərində məlum olmuşdu ki, həmin dövrdə artıq hamının tanıdığı dofamin, noradrenalin və serotanin sadəcə hormon deyil, neyromediatorlardı. Ancaq onların fəaliyyət mexanizmini heç kim anlamırdı. On illik araşdırmalardan sonra aydınlaşdırılmışdı ki, onlar mərkəzi sinir sisteminin (MSS) mediatorlarıdı və hədəf hüceyrələrə qeyri-adi təsir gücünə malikdilər.
Nə baş verirdi? Millisaniyələr içində təsir eləyən amin turşusu mediatorlarından fərqli olaraq, neyromediatorların fəaliyyəti bir neçə saata yayılırdı. Neyronlar arasında siqnalların bu yolla ötürülməsini “ləng sinaptik ötürmə” adlandırmışdılar.
1979-cu ildə Con Ekls, biokimyaçı ər-arvad Mak-Qirlərlə birlikdə sürətli mediatorların effektləri adlanan məqalə yazır. (Sürətli, yəni ionotrop mediatorlar- onlar ion kanallarına təsir eləyir. Ləng mediatorların effektləri isə metabotrop adlandırılmışdı). Alim düşünürdü ki, onlar neyronların daxilində metabolik prosesləri canlandırır.
Qrinqardın araşdırmaları isə ləng mediatorlarla əslində nə baş verdiyi üzə çıxartdı: Metabotrop reseptorlardan, sinir hüceyrələrinin daxilində fosforlaşdırmaya (fosfat qruplarının zülallara birləşməsi; bu proses, zülali formaları və funksiyaları dəyişirdi) səbəb olan sinaptık ötürmə keçir.
Dofaminin reseptorlarla birləşdirilməsi dövrü adenozinmonofosfatın (dAMF) tərkibini dəyişir. Bu, sinir hüceyrəsindəki bir çox zülalları fosforlaşdırmağa qadir olan A proteinkinazı fermentini aktivləşdirir. Onların arasında – sinir hüceyrəsinin qıcıqlanmasına nəzarət edən və generasiyanı, neyronlar vasitəsilə sinir impulslarının ötürülməsini təmin edən müxtəlif ion kanallarının membran zülalları da var.
Məhz, buna görə də, dofamin və metabotrop reseptorlardan keçən digər mediatorlar, bu mexanizm vasitəsilə sinir hüceyrələnin qıcıqlanmasını və onların ionotrop reseptorlarla hərəkət eləyən mediatorlara reaksiyasını tənzimləməyə qadirdilər.
Qrinqardın bu ixtirası, zülalların neyronlarda fosforlaşdırılmasına təsir eləyən bir çox dərman preparatlarının fəaliyyət mexanizmini dərindən anlamağa kömək eləmişdi. Məlum olmuşdu ki, beyin hüceyrələrində daha mürəkkəb proseslər gedir və dofamin kimi metabotrop reseptorlar vasitəsilə təsir eləyən mediatorlar, zülalların təkcə fosforlaşdırılmasına yox, defosforilyasiyasına da səbəb ola bilər.
Özü də bu cür mürəkkəb hüceyrədaxili effektlər başqa zülalların funksiyalarına təsir edən DARPP-32 təmzimləyici zülalının iştirakı ilə baş verir. Beləliklə də, fərqli sinir hüceyrələrində zülalların fosforlaşdırılmasına spesifik təsir eləyən bəzi antipsixotrop preparatların təsiri aydınlaşmışdı.
Qrinqardın araşdırmaları hüceyrələrin daxilində nə baş verdiyini və ləng sinaptik ötürmənin necə həyata keçirildini göstərirdi. O, aşkar eləmişdi ki, bir çox neyromediatorlar (katexolaminlər, seratonin və bəzi neyropeptidlər) neyronların sitoplazmasında gedən biokimyəvi proseslərə də təsir edir. Bu cür mediatorların son dərəcə ləng fəaliyyəti və sinir hüceyrələrinin funksiyalarına uzunmüddətli, tənzimləyici təsiri də, məhz, bu metabotrop effektlərlə bağlıdı. Buna görə də, onlar qavrayış, hərəkət, nitq üçün sürətli siqnalların ötürülməsində yox, sinir sisteminin mürəkkəb hallarında – emosiyalar, əhval-ruhiyyə, motivasiya- iştirak eləyirlər.
Pol Qrinqard Nobel mükafatına layiq görüldüyünü eşidəndə “Biz uzun illər rəqabətsiz işləmişik, çünki bizi o qədər də normal adamlar hesab eləmirdilər” demişdi. Ancaq mükafatın ona düşən hissəsini biotibb sahəsində işləyən qadınların təşviqi üçün universitetin fonduna vermişdi və öz ixtirası ilə bir çox psixi xəstəliklərin müalicəsinə kömək eləmişdi.
