#031 Jej wysokość Serotonina. Narodziny neuronauki

Serotonina. Cząsteczka szczęścia. To mała i dość prosta molekuła, ale o wielkiej mocy. Prawdziwa Królowa. Albo nawet: Bogini. Tak to się utarło przez ostatnie 40-50 lat . Zarówno nauka, jak i popkultura od lat oddają jej pokłon. Niewątpliwie jest potężna, stara (ewolucyjnie) i wszechobecna. Działa w mózgu i ciele. Robi wiele, ale czy rzeczywiście jej władza jest tak ogromna, jak się do tej pory wydawało?

W tym odcinku próbuję odpowiedzieć na to pytanie. Opowiadam o historii jej odkrycia (możesz przeczytać poniżej), obalam dwa mity na temat serotoniny i podsumowuję najważniejszym: co to wszystko dla nas oznacza.

Serotonina. Narodziny Neuronauki

Proponuję krótką opowieść w trzech aktach. Będzie to historia odkrycia serotoniny. Nie zabraknie przygód, zwrotów akcji i heroicznych aktów woli. Nie będzie smoka ani magii, ale pojawią się króliki, szczury, krowy, małże i dużo, dużo krwi. W tej historii będzie też wielu bohaterów, czytaj naukowców. Z szacunku do ich pracy podam wszystkie imiona i nazwiska. Będzie ich trochę, ale nie daj się zwieść. Wiadomo, kto gra w tej historii pierwsze skrzypce. Najważniejsza jest i tak ona. Królowa Serotonina.

Serotonina. Cząsteczka Szczęścia

Być może ten tytuł zainteresował cię, bo wiesz, że Serotoninę nazywa się cząsteczką szczęścia. I być może z tym szczęściem u ciebie ostatnio krucho. Może też podejrzewasz, że z poziomem serotoniny może być u ciebie coś nie tak. U ciebie, albo u kogoś bliskiego.

Jeśli tak, to zrób mi przyjemność: poszukaj pomocy. Umów się na wizytę u lekarza, psychiatry albo zapisz na konsultację u psychoterapeuty. Pamiętaj, zdrowie najważniejsze. Także zdrowie psychiczne.

Prolog:

Przenosimy się do lat 30 XX wieku, do Włoch. Tu poznajemy Vittorio Erspamera – farmakologa i chemika z Uniwersytetu w Pawii. Vittorio był niezwykły z wielu powodów, ale nas chwilowo interesuje to, że miał niecodzienną pasję. Z zacięciem ekstrahował najróżniejsze substancje. Najchętniej takie, które coś ciekawego robią, czyli naukowo mówiąc są czynne farmakologicznie.

No i jak tak sobie ekstrahował, to znalazł mnóstwo ciekawych rzeczy. M.in. pozyskał substancję z komórek jelita królika. Nazwał ją Enteroaminą. Enteroamina podana do mięśni gładkich powodowała ich kurczenie. Vittorio sprawdzał to, używając macic z gryzoni. I tak, macice szczurów pod wpływem enteroaminy się kurczą. Fascynujące. To znaczy dla mnie nie bardzo. Raczej wstrętne, ale Vitorrio i świat naukowy uznali to za rzecz godną uwagi.

Enteramina rozpalała wyobraźnię naukowców przez kilkanaście lat. A potem zniknęła z naukowych czasopism, wykładów, podręczników, konferencji i laboratoriów.

Zaraz dowiesz się dlaczego.

Akt I. Serotonina koaguluje

Teraz robimy szybki przeskok do USA, do Kliniki w Cleavland. I jesteśmy już w latach 40. Tu poznajemy lekarza Irvine’a Page’a, który próbował znaleźć lek na nadciśnienie. Starał się oczyścić krew, żeby znaleźć naturalny czynnik, który powoduje kurczenie się naczyń krwionośnych. Ale cokolwiek by z krwią nie robił, zawsze otrzymywał z próbki krwi niewdzięczny zlepek. Koagulat, który do niczego się nie nadawał.

Page wiedział, że we krwi musi być jakaś substancja, która to z nią robi. Ale nie wiedział jaka to substancja, a co gorsza nie wiedział, jak się jej pozbyć. Gdy już przestał się irytować, zrobił coś, czego mężczyźni nie robią zbyt często. Page poprosił o pomoc. O pomoc innych naukowców.

Zaprosił do współpracy chemika i biochemiczkę. Byli to Maurice Rapport i Arda Green. Oszczędzę ci opisu całej żmudnej pracy Maurica i Ardy. Powiem tylko, że do całego projektu potrzeba było krwi. Bardzo dużo krwi. Aby pozyskać pierwszą próbkę szukanej substancji, Maurice Rapport 60 razy robił sobie wycieczkę do rzeźni, skąd przynosił do laboratorium 15 litrów krwi. Taka ilość materiału wyjściowego pozwoliła mu w końcu wyizolować problematyczną substancję. Mówiłam we wstępie, że będzie dziś dużo krwi? Mówiłam. To właśnie teraz.

Królicze uszy i śmierć enteroaminy

W tym momencie do gry mogła wejść biochemiczka. Arda Green miała coś, czego nie mieli ani Maurice Rapport ani Irvine Page. Miała tętnice z króliczych uszu. A na nich można było testować działanie wyizolowanej substancji. I hurra, tak nowa substancja sprawiała, że tętnica się obkurczała.

Cały żmudny eksperyment się powiódł. Dużo radości, szampan i confetti. Nazwiska naukowców wyryte w annałach. I tylko biedny Page wyszedł trochę jak Zabłocki na Mydle. Bo nowa cząsteczka to było coś, naprawdę coś wielkiego, ale jego własne badania nad nadciśnieniem nie wiele z tego miały.

Ale wróćmy do cząsteczki. Uwaga, uwaga, raczej Cię nie zaskoczę. To nasza Królowa Serotonina. Bo serum to surowica krwi, a nowa substancja obkurczała, czyli tonizowała naczynia krwionośne. Więc tadam: mamy serotoninę. I jak się domyślasz, Serotonina to dokładnie to samo, co Enteramina. Ale siła oddziaływania kultury i nauki amerykańskiej jest tak duża, że włoskiej nazwy dziś już nikt nie pamięta. Co zrobić.

I teraz możesz się zastanawiać, o co c;mon. Niby jesteśmy w Podcaście o Mózgu, a jeszcze do tej pory nic na temat mózgu nie padło. Najbliżej szarych komórek to chyba tylko te królicze uszy były. Spokojnie, proszę nie regulować odbiorników. Już za chwilę wzniesiemy się powyżej linii kołnierzyka. Pora na Akt. II. Mój ulubiony.

Akt II. Serotonina i małże

W akcie drugim poznajemy panią Betty Mack Twarog. I jak jej nie kochać. Już samo nazwisko mnie kupiło, bo nie dość, że prawdopodobnie korzenie polskie, to powiedzmy sobie, kto nie kocha twarogu.

Ale nie to jest najlepsze w pani Twarog, ale jej naukowe zainteresowania. Betty Mack Twarog zajmowała się neurotransmiterami u małży. Na Uniwersytecie Harwarda, więc nie byle gdzie.

Małże nie są szczególnie znane z powodu bystrości umysłu. Było by to dziwne, skoro nie mają mózgu. Ale mają coś prawie tak samo fajnego: mają układ nerwowy. A skoro mają układ nerwowy, to znaczy, że mają komórki nerwowe, a to z kolei znaczy, że mają neurotransmitery.

Twarog szybko zidentyfikowała pobudzający neuroprzekaźnik: acetylocholinę. Ale nie mogła znaleźć tego, co skłania komórki nerwowe małży do sygnalizowania relaksu. Jednocześnie znała odkrycia Erspamera i Page’a. Bystry mózg pani Twarog skojarzył najróżniejsze fakty i voila. Serotonina okazała się relaksantem nerwów małży.

Jak dla mnie bomba, bo to nie jest taki oczywisty przeskok – od krwi, naczyń krwionośnych do nerwów i układu nerwowego. Ale tak to jest w nauce, że niektórzy mają szalone pomysły i nic z tego nie wychodzi, a inni mają szalone pomysły i posuwają wiedzę do przodu.

Serotonina – neuroprzekaźnik w mózgu

Pani Twarog miała jeszcze jeden szalony pomysł. Była przekonana, że serotonina jest neuroprzekaźnikiem nie tylko u małż, ale też u kręgowców, więc i ludzi. I postanowiła to udowodnić. Porzuciła Harward, pojechała do Irvine’a Page’a i przekonała go, żeby pozwolił jej u niego robić doświadczenia z serotoniną. Przypomnę, że Page interesował się nadciśnieniem a nie mózgeim, więc raczej nie było łatwo. Ale to wspaniała, zdeterminowana kobieta była. I dopięła swego.

Żeby nie rozwlekać tej opowieści, podsumuję już jednym zdaniem. Tak, serotonina to neuroprzekaźnik. Działa w mózgu kręgowców. Nic tego na początku nie zapowiadało, ale tak, serotonina odgrywa ważną rolę nie tylko we krwi, jelitach, ale także powyżej linii kołnierzyka.

Odkrycie Pani Twarog miało szerokie konsekwencje. Sprawiło, że narodziła się neuronauka, w naszym współczesnym rozumieniu. Biochemia mózgu zaczęła być na topie, bo okazało się, że to cały nowy wszechświat cząsteczek, szlaków metabolicznych i oddziaływań.

Tylko jeszcze małe Ale. Jest rok 1953, wiemy, co serotonina robi w małżach, wiemy, że jest w mózgach ludzi, ale nie wiemy najważniejszego. Za co właściwie odpowiada w ludzkich i zwierzęcych mózgach. W takim razie pora na akt III naszej opowieści.

Akt III. Serotonina i zaburzenia nastroju

I teraz kolejny wybitny naukowiec i kolejne nazwisko: Diloworth Wayne Wooley. Pan Wooley chorował na cukrzycę, wskutek czego w wieku 25 lat był już całkiem niewidomy. A jednak to mu nie przeszkodziło przeniknąć tajemnicy serotoniny.

Wooley podobnie jak Twarog skojarzył fakty z różnych doniesień naukowych i coś mu zaklikało. Po pierwsze zauważył podobieństwo struktury serotoniny i LSD. Jak to zrobił, to ja nie wiem, bo to wcale nie takie podobne cząsteczki, ale co ja się znam. Jedyne, co umiem to obejrzeć modele w internecie. Za to Wooley mimo że niewidomy, zobaczył podobieństwo.

Po drugie uznał, że serotonina musi odgrywać jakąś rolę w chorobach psychicznych i pewnie bierze też udział w uczeniu się i tworzeniu wspomnień. Jak do tego doszedł? Też trudno powiedzieć, ale jak pokazały kolejne lata, intuicja go nie zawiodła. Sam Wooley mógł niestety jedyne tworzyć hipotezy. Odważne, ciekawe i całkiem prawdopodobne. Ale hipotezy. Na dowody eksperymentalne trzeba było jeszcze poczekać.

W kolejnych dekadach setki naukowców zajęło się serotoniną i badało ją na tysiące sposobów. Jej Wysokość Serotonina wygodnie rozsiadła się na tronie w laboratoriach, głowach, podręcznikach, notatnikach i nie wiem, gdzie jeszcze.

Epilog: Serotonina. Narodziny neuronauki

Historia odkrycia serotoniny to historia narodzin neuronauki. Bez tych wszystkich zdeterminowanych naukowców nie byłoby tego, co jest. Ani t-shirtów z serotoniną, ani leków na depresję, ani bardzo popularnej książki Michelle’a Huellbeque’a. Ale dla mnie najważniejsze jest to, że prawdopodobnie nie byłoby także Podcastu o Mózgu i musiałabym zająć się jakimś innym tematem. Tylko jakim?

Bibliografia:

1. The Discovery of Serotonin and its Role in Neuroscience, Patricia Mack Whitaker-Azmitia, Neuropsychopharmacology, 1999