Waarom Binge-drank kan die brein vir alkoholafhanklikheid dra.
By R. Douglas Fields | Oktober 23, 2015
Proteïene wat neurone in 'n area van die serebrale korteks omring, kan kompulsiewe drinkgedrag stoor.
Amy Lasek
"Hoekom kan jy nie ophou drink nie?" Hierdie week by die Jaarvergadering van die Vereniging vir Neurowetenschappen in Chicago het navorsers van die Universiteit van Chicago 'n nuwe bevinding Dit bied 'n vars antwoord op hierdie aanhoudende vraag wat mense pla en verslaaf aan alkohol. Die ontdekking bied 'n heeltemal nuwe benadering tot behandeling. Neurowetenskaplike, Amy Lasek, by die Departement Psigiatrie aan die Universiteit van Illinois, Chicago, en kollegas, berig dat die neurone in breinbane wat verantwoordelik is vir alkoholverslawing in 'n proteïenmateriaal, wat 'n perineuronale net genoem word, berig word. Die ondeurdringbare laag sement neurone wat betrokke is by alkoholverslawing in 'n kring wat uiters moeilik is om te breek. Huidige middels vir die behandeling van alkoholafhanklikheid werk deur die verandering van neurotransmitter sein tussen neurone, maar vir baie mense kan hierdie behandelings nie die oorweldigende dwang breek nie. Dwelms wat die gomagtige sement in perineuronale nette kan afbreek, kan 'n nuwe benadering tot behandeling bied.
Lasek se ongewone benadering tot verslawing navorsing kom uit haar agtergrond as 'n molekulêre en selbioloog wat op die gebied van kankernavorsing werk. Die wortel van kanker is veranderinge in spesifieke gene. Klein molekules wat ontwerp is om hierdie afwykende gene te teiken, is die benadering wat gebruik word in kankerterapie. Lasek se agtergrond het haar gedink om molekulêr-geteikende terapieë vir psigiatriese versteurings te vind.
Lasek en haar kollegas het begin met die bestudering van vrugtevlieë om te soek na geenvariasies wat die vlieg se gedrag teenoor alkohol verander. Sy het verskeie gene gevind wat hierdie effek gehad het, insluitend 'n obskure genaamd ALK (anaplastiese limfoom kinase). Toe onderdruk sy hierdie gene by muise om te sien of die dier se reaksie op alkohol verander. 'Ek het verslaaf geraak', sê sy, 'want vir my was die feit dat jy 'n enkele geen in een breingebied kan manipuleer en gedrag kan verander - soos drink of kokaïenbeloning - uit biologiese oogpunt fassinerend!'
Sy en haar kollegas het die genoom van gesinne wat 'n geskiedenis van alkoholafhanklikheid gehad het, ondersoek. Hulle het bevind dat ALK die gene wat hulle in vrugtevlieë geïdentifiseer het, wat die insekte se reaksies op alkohol verander het, ook geassosieer word met mense in families met 'n geskiedenis van alkoholafhanklikheid. Lasek het verskeie variasies in die ALK-geen (polimorfismes) gevind wat sterk verband hou met verskille in die onmiddellike reaksie wat individue alkohol moes drink, soos die subjektiewe hoë of die hoeveelheid motoriese koördinasie wat ervaar is nadat hulle gedrink het. Hierdie korrelasie was 'n sterk idee dat ALK en alkoholmisbruik op een of ander manier gekoppel is.
Verbasend genoeg het dit geblyk dat die proteïen wat deur die ALK-geen gemaak is, nie die sein van neurotransmitter beheer het nie; dit was op die oppervlak van neurone waar dit afsetting van proteïene, wat die ekstrasellulêre matriks genoem word, beheer het wat selle in weefsel bind. Sommige neurone is swaar omhul in 'n spesiale maaswerk van ekstrasellulêre matriks, die perineuronale net genoem. 'Dit is iets soos kollageen,' sê sy. 'N Baie taai en gladde materiaal wat bestand is teen verandering nadat dit neergesit is. Maar hoe kan 'breingom' verband hou met alkoholisme?
Navorsing in ander laboratoriums het getoon dat perineuronale nette 'n gespesialiseerde vorm van ekstrasellulêre matriks is wat sinaptiese plastisiteit reguleer. Die vermoë van neurone om verbindings tussen neurone te maak en breek. "Jy kry net sinapse, waar daar gate in die nette is," verduidelik Lasek. Wanneer 'n neuron swaar in 'n perineuronale net ingekap word, kan nuwe sinapse nie vorm nie en bestaande sinapse word in die plek daarvan vasgegee.
Verslawing word beskou as 'n afwykende leerproses. Fundamenteel is die leer om verskillende gebeurtenisse of omgewingsprikkels te verbind om 'n spesifieke gedrag te lei, soos Pavolv se honde wat leer om die geluid van 'n klokkie te assosieer met die kos wat gevolg moet word. Op sellulêre vlak word sinaptiese verbindings gevorm en versterk, verswak en gebreek, om die leer in 'n neurale stroombaan te bepaal wat gedrag beheer. Net so in verslawing leer iemand om sekere omgewingstimuli of interne geestestoestande te assosieer met 'n oorweldigende dwang om alkohol te drink. Ophou van tyd kan miskien 'n oorweldigende drang veroorsaak om 'n skemerkelkie te drink, en dan nog een en nog een. "Dit kan wees dat perineuronale nette vassteek in die leerproses wat plaasgevind het, waar u hierdie afwykende geheue vir die middel het."
Neuroloog Varda Lev-Ram en kollegas, werksaam by die Universiteit van Kalifornië, San Diego, het by dieselfde vergadering berig dat perineuronale nette uiters lang blywend is. Sy en haar span het dit ontdek deur spiermuis te spik met spore van die radioaktiewe isotoop van stikstof 14N, wat in nuut gesintetiseerde proteïene in die dier se liggaam geïnkorporeer sal word. Met behulp van hierdie metode van biologiese radioaktiewe datering het die navorsers bevind dat sommige van die langstondige proteïene in die liggaam komponente van die perineuronale nette is.
Hierdie nette kan afgebreek word en wanneer dit gedoen word, word die langtermyngeheue uitgewis. Toe Lev-Ram en kollegas muise behandel het met verbindings wat komponente in die perineuronale nette afbreek (met behulp van ensieme genoem matrixmetalloproteinases), het muise opgelei om 'n toon wat 'n elektriese skok weerspieël het, te vrees. Die verband tussen die waarskuwingstoon en die elektriese skok het gou vergeet. . Dit is belangrik, want vrees herinneringe, soos in PTSD, is van die moeilikste herinneringe om te breek, maar die perineuronale net laat die traumatiese herinneringe wegbreek.
Lasek se span het 'n eksperiment opgestel waarin jong volwasse muise water gekry het wat met alkohol besmet was op 'n manier soortgelyk aan drankdrankie by studente in die universiteit. Toe hulle breine van muise ondersoek na ses weke se drankgebruik, het hulle gevind dat perineuronale nette rondom neurone in die insula gevorm en verdik is, 'n deel van die breinskors wat bekend is dat dit by dwelm alkoholgebruik betrokke is. Hierdie neerslae het nie rondom neurone in ander streke van breinskors ontwikkel nie, byvoorbeeld motoriese korteks, wat liggaamlike beweging beheer, wat dui op 'n spesifieke effek wat gerig is op neurone wat betrokke is by alkoholafhanklikheid. 'Hierdie nette versamel in reaksie op dwelmmiddels. Dit is moontlik vasgevang in die leerproses wat plaasgevind het, waar u hierdie afwykende geheue vir die middel het, ”sê sy.
Hierdie nuwe bevinding dui daarop dat verslawing oorwin moet word: "Jy moet van die nette ontslae raak," sê Lasek. In haar laboratorium behandel sy muise met inhibeerders van ALK en ander proteïene in die perineuronale nette, en die ongepubliseerde resultate tot dusver wys dat hierdie muise vrywillig hul binge drink verminder. "Dit sal 'n heel nuwe manier van behandeling wees," sê sy. Dwelmbehandelings is egter nie die enigste manier om voordeel te trek uit hierdie nuwe bevinding nie, want baie ander faktore sal beïnvloed hoe die perineuronale net vorm en hoe vinnig hulle kan afbreek, insluitende oefening en dieet, stel sy voor. "Ek dink hierdie soort dinge kan verbeter wat jy ookal met jou genetika het," sê Lasek. "Ek dink nie altyd dat dwelms die oplossing is nie; soms het jy beide [medisyne en leefstylveranderinge nodig]. "Perineuronale nette is 'n nuwe deel van die legkaart wat verduidelik waarom dit so moeilik is om alkoholverslawing te oorkom. Hierdie nuwe insig bied nuwe hoop vir mense wie se lewens deur verslawing vernietig word.
;
