Stockholm (S) – De eerste Nobelprijzen 2000 zijn vandaag bekendgemaakt. De Nobelprijs voor geneeskunde en fysiologie gaat dit jaar naar Arvid Carlsson, Paul Greengard en Eric Kandel, die belangrijke bijdragen hebben geleverd aan het onderzoek naar de overdracht van signalen door zenuwen.


Het menselijke brein bevat meer dan een honderd miljard zenuwcellen, onderling gekoppeld in een onvoorstelbaar complex netwerk. Diverse chemische verbindingen dragen boodschappen over van de ene naar de andere cel of beïnvloeden de gevoeligheid van zenuwcellen. Een belangrijke vorm van signaaloverdracht is de trage synaptische overdracht, waar de drie laureaten baanbrekend onderzoek aan hebben verricht. Dat leverde begrip van de normale werking van de hersenen op en inzicht in het ontstaan van neurologische en psychiatrische ziekten door afwijkingen in de signaaloverdracht.

Arvad Carlsson van de universiteit van Gothenburg ontdekte dat de verbinding dopamine in de hersenen signalen overdraagt van de ene naar de andere zenuwcel, en dat deze verbinding van belang is voor het beheersen van bewegingen. Uiteindelijk leidde dat tot de ontdekking dat de ziekte van Parkinson ontstaat door het gebrek aan dopamine in bepaalde hersendelen en tot een farmaceutische remedie, het medicijn L-dopa. Later onderzoek van Carlsson leverde verder inzicht op in de werking van dopamine en de behandeling van schizofrenie.
Paul Greengard, werkzaam aan Rockefeller University, krijgt de Nobelprijs voor zijn ontdekking van de wijze waarop dopamine en andere verbindingen hun werking in het zenuwstelsel uitvoeren. Als deze verbindingen koppelen aan een receptor van een zenuwcel, zetten ze een kettingreactie op gang. De sleutelreactie daarin is het koppelen en ontkoppelen van fosfaatgroepen aan eiwitten. Met deze zogenaamde fosforylering en defosforylering schakelt een cel allerlei belangrijke processen aan en uit.

De synaps van een zeeslak
De fosforylering van eiwitten speelt een belangrijke rol in de ontdekkingen van Eric Kandel, een neurobioloog aan de Columbia University in New York. Kandel bestudeert de werking van het geheugen en liet zien dat geheugenfuncties op het niveau van de synaps tussen zenuwcellen plaatsvindt. Als model gebruikt hij een eenvoudig organisme, de zeeslak Aplysia, die maar twintigduizend zenuwcellen heeft. Kandel ontdekte hoe door een verandering van de zenuwsynaps tussen zintuiglijke zenuwcellen en spieraansturende zenuwcellen een sterke reflex langdurig behouden bleef. Dit is in essentie een vorm van leren. Zwakke stimulaties zorgen voor een kortstondige verandering, van hooguit een paar uur. Kandel ontdekte dat dit gepaard gaat met een verhoogde instroom van calciumionen in een zenuwuiteinde, gevolgd door een verhoogde afgifte van neurotransmitters. Een soms weken durende verandering ontstaat als een sterke stimulans zorgt voor de vorming van veel protein kinase A, een eiwit dat andere eiwitten van fosfaatgroepen voorziet. Een dergelijk signaal zorgt voor vergaande veranderingen in de eiwitproductie in de cel. Dat kan ervoor zorgen dat de synaps groter wordt. Blokkeer je de vorming van diverse nieuwe eiwitten, dan blokkeert dat de vorming van het lange-termijngeheugen, maar niet het kortstondige geheugen.

Erick Vermeulen