阿爾維德?卡爾森

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


阿爾維德?卡爾森(Arvid Carlsson)1923年出生于瑞典的烏普薩拉,1951年畢業(yè)于瑞典隆德大學(xué),1959年獲瑞典哥德堡大學(xué)藥物學(xué)教授頭銜,目前任職哥德堡大學(xué)藥理學(xué)系?柹亲1982年以來(lái)首位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的瑞典科學(xué)家。他此次獲獎(jiǎng)的原因是他發(fā)現(xiàn)了多巴胺這種重要的神經(jīng)遞質(zhì)。他的研究成果使人們認(rèn)識(shí)到帕金森癥和精神分裂癥的起因是由于病人的腦部缺乏多巴胺,并據(jù)此可以研制出治療這種疾病的有效藥物。

卡爾森在50年代后期進(jìn)行的一系列開(kāi)創(chuàng)性的工作證明,多巴胺是大腦中的一種重要遞質(zhì)。而在此之前,科學(xué)家們普遍認(rèn)為多巴胺只是另一種遞質(zhì)去甲腎上腺素的前體?柹l(fā)明了一種高靈敏度的測(cè)定多巴胺的方法,發(fā)現(xiàn)多巴胺在大腦中的含量高于去甲腎上腺素,尤其集中于腦部基底核,而后者是控制運(yùn)動(dòng)機(jī)能的重要部位。他由此得出結(jié)論:多巴胺本身即為一種神經(jīng)遞質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)說(shuō)明,帕金森癥和精神分裂癥的起因,是由于病人的腦部缺乏多巴胺?柹做出了其他幾項(xiàng)進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn),這些發(fā)現(xiàn)使人們更清楚地意識(shí)到多巴胺在腦部中起到的重要作用,以及精神分裂癥可以通過(guò)藥物進(jìn)行有效的治療。卡爾森在實(shí)驗(yàn)中用“利血平”來(lái)降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物神經(jīng)遞質(zhì)的濃度,受試動(dòng)物喪失了自主運(yùn)動(dòng)能力,但當(dāng)運(yùn)用左旋多巴(多巴胺前體,能夠在大腦中轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟桶罚┲委,?dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力得到了恢復(fù)。另一方面,運(yùn)用另一種神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺治療并不能改善動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力,實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)攝入左旋多巴的量決定了多巴胺的濃度。

卡爾森的發(fā)現(xiàn)為美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家保羅?格林加德(Paul Greengard)、埃里克?坎德?tīng)枺‥ric Kandel的)工作奠定了基礎(chǔ),他們和卡爾森共同分享今年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。通過(guò)研究多巴胺釋放的神經(jīng)細(xì)胞,保羅?格林加德揭示了信號(hào)通過(guò)突觸時(shí)分子的級(jí)聯(lián)活動(dòng),突觸是神經(jīng)細(xì)胞間的聯(lián)結(jié)。而埃里克?坎德?tīng)柕难芯勘砻魍挥|機(jī)能的變化對(duì)學(xué)習(xí)和記憶功能是至關(guān)重要的?柹约撼姓J(rèn),諾貝爾獎(jiǎng)多年來(lái)也影響了他的精神狀況。在得知獲得諾貝爾獎(jiǎng)不久,卡爾森告訴《科學(xué)》雜志說(shuō):“我在60年代就認(rèn)為我應(yīng)該獲得諾貝爾獎(jiǎng),自從那時(shí)開(kāi)始,我為此忐忑不安了好多次!

保羅?格林加德

保羅?格林加德(Paul Greengard)1925年出生于美國(guó)紐約,1953年于美國(guó)約翰斯?霍普金斯大學(xué)獲博士學(xué)位,現(xiàn)任美國(guó)洛克菲勒大學(xué)分子與細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任及教授。他之所以獲獎(jiǎng),是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了多巴胺和其他的一些信號(hào)傳遞物質(zhì)如何對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用。

格林加德1925年12月11日出生于美國(guó)紐約。1953年于美國(guó)約翰斯?霍普金斯大學(xué)獲博士學(xué)位。1953至1959年,于英國(guó)劍橋大學(xué)、倫敦大學(xué)、國(guó)家醫(yī)學(xué)研究所以及美國(guó)馬里蘭州國(guó)家衛(wèi)生研究所生物化學(xué)博士后。1959至1967年,任美國(guó)紐約州阿德斯雷市Geigy研究實(shí)驗(yàn)室生物化學(xué)部主任。1961至1970年,任美國(guó)紐約市愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)訪問(wèn)副教授和教授。1968至1983年,任美國(guó)康涅狄格州紐黑文市耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)和精神病學(xué)教授。1983年至今,任美國(guó)紐約市洛克菲勒大學(xué)分子與細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任及教授。

早在五十年代末,科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)突觸前神經(jīng)細(xì)胞釋放神經(jīng)遞質(zhì)(例如:谷氨酸),與突觸后細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,造成其離子通道打開(kāi),離子進(jìn)出細(xì)胞,神經(jīng)電信號(hào)就從突觸前傳到突觸后細(xì)胞了。這叫快速突觸傳遞。六十年代末,發(fā)現(xiàn)多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的另一類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì),但它們的作用機(jī)制還不清楚。格林加德發(fā)現(xiàn)多巴胺這一類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后不造成其離子通道打開(kāi),而是促使細(xì)胞產(chǎn)生產(chǎn)生第二信使來(lái)傳遞信息。這類(lèi)突觸傳遞信息較慢,但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。它引起的神經(jīng)細(xì)胞功能改變的持續(xù)的時(shí)間從幾秒鐘到幾小時(shí)不等。慢速突觸傳遞對(duì)維持腦的基本功能(如:清醒狀態(tài)、情緒、意識(shí)等)都很重要。它還能調(diào)控快速突觸傳遞,從而使得運(yùn)動(dòng)、知覺(jué)和語(yǔ)言成為可能。

今年已經(jīng)74歲高齡的格林加德40多年來(lái)一直致力于生理學(xué)研究。談到得知獲獎(jiǎng)消息時(shí)的心情,格林加德說(shuō)他感到“心在震顫”。同格林加德一道分享歡樂(lè)的還有他的家人、同事和朋友,格林加德笑著對(duì)大家說(shuō):“獲獎(jiǎng)的感覺(jué)非常好,心中很高興!苯又窳旨拥虏患偎妓鞯乇硎,將把自己所得的諾貝爾獎(jiǎng)金捐出去,贊助從事生物醫(yī)學(xué)研究的女性科學(xué)家。他希望自己捐贈(zèng)的這筆資金能幫助更多婦女在研究中取得成果。

埃里克?坎德?tīng)?br>
埃里克?坎德?tīng)枺‥ric Kandel)1929年11月7日出生于奧地利的維也納,二戰(zhàn)期間隨家人移居美國(guó),獲美國(guó)國(guó)籍。1956年畢業(yè)于紐約大學(xué),1960至1964年任波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)高級(jí)專(zhuān)科住院實(shí)習(xí)醫(yī)師,1964至1965年任波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院精神病醫(yī)師,1965至1974年任紐約大學(xué)生理與精神病學(xué)系副教授,1974至1983年任哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)與行為學(xué)研究中心主任、生理與精神病學(xué)系教授,1983年至今任哥倫比亞大學(xué)生物化學(xué)與分子生物物理學(xué)系教授、哥倫比亞大學(xué)哈佛休伊醫(yī)學(xué)院高級(jí)研究員?驳?tīng)柅@獎(jiǎng)是因?yàn)樵谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)了如何改變突觸(synapse)的效能,以及其中涉及了哪些分子機(jī)制。

蛋白質(zhì)磷酸化對(duì)記憶形成中分子機(jī)制的作用,在坎德?tīng)柅@獎(jiǎng)的理論中是極為重要的一環(huán)。最開(kāi)始,坎德?tīng)栄芯坎溉閯?dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶。但是,由于記憶的機(jī)制太復(fù)雜,很難研究大腦記憶過(guò)程的基本機(jī)制。因此,他決定研究更簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)P停春M茫ˋplysia)的神經(jīng)系統(tǒng)。此動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)由僅20,000個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成,而且多數(shù)細(xì)胞體積相當(dāng)大。海兔具有一種可以保護(hù)鰓的簡(jiǎn)單保護(hù)性反射,可以用來(lái)研究基本的學(xué)習(xí)機(jī)制?驳?tīng)柊l(fā)現(xiàn),某種類(lèi)型的刺激可引起海兔保護(hù)性反射加強(qiáng)。這種反射加強(qiáng)可以持續(xù)幾天或幾周,是一種學(xué)習(xí)的過(guò)程。后來(lái)他又發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)與連接感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞和產(chǎn)生保護(hù)性反射肌群活化的神經(jīng)細(xì)胞之間的突觸加強(qiáng)有關(guān)。較弱的刺激形成短期記憶,一般持續(xù)數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)!岸唐谟洃洝钡臋C(jī)制是由于離子通道受影響,使更多的鈣離子進(jìn)入神經(jīng)末梢。由此,導(dǎo)致神經(jīng)突觸釋放更多的神經(jīng)遞質(zhì),從而使反射加強(qiáng)。這些轉(zhuǎn)變是由幾個(gè)離子通道蛋白的磷酸化所致,這種機(jī)制已被保羅?格林加德(Paul Greengard)闡明。強(qiáng)大和持續(xù)的刺激將導(dǎo)致能持續(xù)幾周的長(zhǎng)期記憶形成。強(qiáng)刺激可引起信使分子cAMP和蛋白激酶A水平增高,這些信號(hào)到達(dá)細(xì)胞核,引起突觸蛋白質(zhì)水平的變化。一些蛋白增加了,而另一些蛋白數(shù)量減少。結(jié)果是突觸的體積變大,使得突觸功能持續(xù)增強(qiáng)。與短期記憶不同的是,長(zhǎng)期記憶需要生成新的蛋白質(zhì)。如果新蛋白的合成受阻,長(zhǎng)期記憶將會(huì)阻斷,而短期記憶卻無(wú)影響?驳?tīng)栍煤M米C明,短期記憶與長(zhǎng)期記憶均發(fā)生在突觸部位。

對(duì)此,坎德?tīng)柹钣懈杏|地說(shuō),是他的妻子德尼茲鼓勵(lì)他進(jìn)入美國(guó)哥倫比亞大學(xué)進(jìn)行教學(xué)和研究工作,并且始終為他艱苦的研究工作傾注極大的熱情和支持。德尼茲夫人出生于法國(guó),后遷居美國(guó),同坎德?tīng)柦Y(jié)為人生伴侶,目前和坎德?tīng)栆坏涝诟鐐惐葋喆髮W(xué)工作,教授社會(huì)學(xué)。談及自己的科研歷程,坎德?tīng)栐僖淮握f(shuō)到他的生活和工作伴侶德尼茲夫人。他說(shuō),當(dāng)初如果不是德尼茲積極勸說(shuō),他很可能不會(huì)選擇進(jìn)大學(xué)做研究工作。此后幾十年里,她一直在他身邊,是他在工作中“靈感和動(dòng)力的巨大源泉” 。
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