Læknablaðið : fylgirit - 01.12.1983, Page 48

46
aö gera spennuþvingun á myeliniseruðum taugum
(7) var komin mælingaraöferð sem gerði kleift að
mæla straum frá nokkrum tugum þúsunda jóna-
ganga. Meiri háttar bylting í þessari tækni varð þó
að bíða fram til ársins 1977. Þá tókst Þjóðverjun-
um Neher og Sakmann (8) með mjög háþróaðri
tækni að mæla rafstreymi gegnum ein einustu jóna-
göng, þ.e.a.s. rafstrauminn sem verður þegar ein
jónagöng opnast og hieypa rafstraumi af stærðar-
gráðunni picoamper gegnum sig á þúsundasta
hluta úr sekúndu. Áður en þeim Neher og Sak-
mann tókst að mæla leiðni í einstökum taugagöng-
um hafði þó Stevens (9), með sérstakri tölfræði-
legri aðferð, áætlað leiðni einstakra taugaganga út
frá hegðun þeirra tugþúsunda sem mæidar eru í
venjulegri spennuþvingu.
Eigin rannsóknir
Tilraunir þær, sem ég hef unnið að við Nóbels-
stofnunina í Stokkhólmi, eru nátengdar rannsókn-
um Armstrongs sem þegar er getið. Þau efni sem
við höfum langmest kannað eru svonefndir jónó-
fórar eða jónberar, hringlaga eterar sem hafa hlut-
fallslegt rafneikvæði í miðju mólikúlinu (10) og
geta þannig haldið í sér einni jákvæðri jón af stærð
sem passar inn í hringinn. Þarna er komið ákjósan-
legt líkan fyrir gömlu carrierkenninguna og vakti
það því mikla athygli þegar í ljós kom að þessi efni
hafa áhrif á strauma í taugum. Áhrifin reyndust þó
ekki vera þau sem mátt hefði búast við ef jónófór-
arnir bæru jónir í gegnum frumuhimnuna, því
straumurinn minnkaði í stað þess að aukast. Við
teljum nú að þessi efni verki svipað og TEA verkar
á kalíumkerfið, þ.e.a.s. að mólikúlið fljóti inn í
göngin og stífli þau.
Sá jónófór sem við höfum rannsakað mest er af
gerðinni kórónu-eter og nefnist dicyclohexano 18-
crown-6. Þetta efni er mjög öflugur óvirknisvaldur
(inactivator) á kalíumkerfið í lágum þéttleika, allt
niður í nokkur micromolar. Til eru kórónu-eterar
sem hafa stærri hring en þessi. Þeir eru þá sérhæfðir
jónófórar fyrir stærri jónir. Einnig eru til minni
kórónu-eterar sem ekki geta borið kalíumjónir en
geta hins vegar borið natríumjónir. Það kom okkur
töluvert á óvart að þessir litlu kórónu-eterar hafa
engu að síður áhrif á kalíumkerfið (11) en sáralítil
áhrif á natríumkerfið. Mörg fleiri efni eru þekkt,
sem hafa áhrif á kalíumkerfi tauga, en flest þeirra
minnka kalíumstrauma, t.d. strikknín og við höf-
um nýlega sýnt fram á að metohexital (Brietal),
hraðvirkt barbitúrsamband sem mikið er notað við
svæfingar, hefur þau áhrif að auka kalíum-
strauma (12) við há spennustig.
Þegar málmjón er leyst upp í vatni er hún
hydradiseruð, þ.e.a.s. vatnsmólikúlin raða sér
utan á jónina eins og flugur á hunangsdropa.
Þess vegna flýtur jónin ekki um inni í vatninu
heldur fylgir henni alitaf mikið af vatnsmóli-
kúlum. Þegar þessar jónir fara gegnum jóna-
göng sem eru tiltölulega þröng, þarf jónin að
losna við vatnið fyrst. Þetta kostar ákveðna orku
og þess vegna er talað um að hver jónagöng hafi
tiltekna orkuhindrun (energy barrier). Yfir þessa
hindrun verður jónin að komast, annað hvort
með þeirri hreyfiorku, sem hún fær frá hitastigi
umhverfisins, eða að prótínin í mynni ganganna
eru þannig að lögun að þau skræla vatnið utan af
jóninni um leið og hún fer í gegn. Þetta er hug-
ntyndin að baki kenningar Armstrongs um að
ntynni kalíumganganna sé 8Á í þvermál þar sem
það mun vera u.þ.b. stærðin á hydradiseraðri
kalíumjón. Við höfum í rannsóknum okkar á
kórónu-eterum rekist á slæma mótsögn í þessu
þar sem stórir kórónu-eterar, sem eru mikið
meira en 8Á í þvermál, geta gert kalíumstrauma
óvirka. Árið 1981 sýndu French og Shoukimas
fram á (13) að tetrabutylammóníum (TBA), sem
er miklu stærra en TEA, er engu að síður kröft-
ugur óvirknisvaldur á kalíumkerfið. Það er því
ljóst að hinar snjöllu hugmyndir Armstrongs um
uppbyggingu kalíumkerfisins þarfnast ein-
hverra leiðréttinga. Engu að síður er ljóst að sú
ntynd, sem menn hafa gert sér af jónaflutninga-
kerfum tauga, er í aðalatriðum rétt og á eftir að
hafa mikla þýðingu í framtíðinni.
Þýðing grunnrannsókna í taugalífeðlisfræði
Það er alltaf erfitt að spá um hvaða niðurstöður í
grunnrannsóknum hafa mest hagnýtt gildi, því
grunnrannsóknir eru oft framkvæmdar sem hrein
þekkingarleit og án ákveðinna lækningarmark-
miða. Flest grunnþekking kemur þó fyrr eða síðar
að notum og í sambandi við geðlæknisfræði má
benda á hina geysilegu þýðingu sem rannsóknir á
taugatengslum hafa haft fyrir framþróun geðlyfja.
Ekki veit ég hvort kórónu-eterar verða einhvern
tímann notaðir sem lyf en ekki kæmi það mér á
óvart. Ekki má heldur gleyma þýðingu grunnrann-
sókna til að stuðla að uppbyggingu víðtækra skýr-
ingatilrauna á tilteknum sjúkdómum eða lyfja-
verkunum. Sem dæmi um þetta frá okkar rann-
sóknum má nefna að nú fyrir nokkrum mánuðum
settu tveir Bandaríkjamenn, Nicoll og Madison,
fram mjög athyglisverða skýringu á verkun svefn-
lyfja (14) þar sem þeir héldu því fram að verkunin