Perineuronal şəbəkələr və asılılıq (2015)

Binge İçki Alkoqol Bağımlılığı üçün Brainə Niyə Gələ bilər?

By R. Douglas Fields | Oktyabr 23, 2015

Serebral korteksin bir ərazisində neyronları əhatə edən zülallar kompulsif içmə davranışlarını gücləndirə bilər.

Amy Lasek

"Niyə içməyi dayandırmaq olmaz?" Bu həftə Çikaqo Universitetinin Nevrologiya Cəmiyyətinin İllik Yığıncağında, Chicago Universitetindən olan tədqiqatçılar, yeni tapıntı alkoqoldan asılı adamların başına gələn bu əziyyətli sualına yeni bir cavab verir. Kəşf müalicəyə tamamilə yeni yanaşma təklif edir. Neyrocimentalist, Amy Lasek, İllinoys Universitetinin Psixiatriya Bölməsində, Chicago və iş yoldaşları, binge içdikdən sonra, alkoqol bağımlılığından məsul olan beyin dövrələrinin nöronlarının, bir perineuronal şəbəkə adlanan bir protein maddəinə çevrildiyini bildirdi. Spirtli bağımlılığa qarışan nöronların keçilməyən örtük sementləri bir dövrəyə buraxılması son dərəcə çətindir. Neyronların arasında nörotransmitter siqnalının dəyişdirilməsi ilə alkoqol asılılığının müalicəsi üçün hazırkı dərmanlar, lakin bir çox insanlar üçün bu müalicələr içmək üçün böyük zorakılıqları poza bilməz. Perineuronal şəbəkələrdə yapışqan kimi sementi poza bilən dərmanlar müalicəyə yeni bir yanaşma təklif edə bilər.          

Addım tədqiqatına Lasekin qeyri-adi yanaşması xərçəng tədqiqat sahəsində çalışan bir molekulyar və hüceyrəli bioloq kimi onun fonundan gəlir. Xərçəng kökləri xüsusi genlərdə dəyişikliklərdir. Bu aberrant genləri hədəfləyən kiçik molekullar xərçəng terapiyasında istifadə olunan yanaşmadır. Lasek'in arxa planı, psixiatrik xəstəliklər üçün molekulyar məqsədli müalicə tapmağı düşünürdü.

Lasek və həmkarları, milçəyin alkoqola qarşı davranışını dəyişdirən gen varyasyonlarını axtarmaq üçün meyvə milçəklərini öyrənməyə başladılar. ALK (anaplastik lenfoma kinaz) adlı qaranlıq bir də daxil olmaqla, bu təsiri göstərən bir neçə gen tapdı. Sonra heyvanın alkoqol reaksiyasının dəyişdirilib dəyişdirilmədiyini görmək üçün siçanlardakı bu genləri boğdu. "Bağlandım" dedi, "çünki mənim üçün bir beyin bölgəsində bir genlə manipulyasiya edə biləcəyiniz və içməli və ya kokain mükafatı kimi davranışlarınızı dəyişdirə biləcəyiniz bioloji baxımdan çox maraqlı idi!"

O və onun həmkarları alkoqol bağımlılığı tarixinə malik ailələrin genomunu araşdırdılar. Onlar ALK-meyvə ağcaqanadlarında aşkar etdiyinə görə, həşəratın alkoqoldan cavablarını dəyişdirən gen, alkoqoldan asılılığı olan ailələrlə də əlaqəli idi. Lasek, ALK genində (polimorfizmlər) müxtəlif dəyişikliklər tapdılar ki, spirtli içkilərin içərisində fərdi yüksək və ya içkiyə sahib olduqdan sonra baş verən motorun qeyri-koordinasiya miqdarı kimi dərhal reaksiyanın fərqi ilə fərqlənirlər. Bu əlaqələr ALK və spirtli istifadənin bir-birinə bağlı olduğuna dair güclü bir ipucu idi.

Təəccüblü olaraq, ALK geninin yaratdığı zülalın nörotransmitter siqnalını idarə etmədiyi ortaya çıxdı; hüceyrələrin xaricindəki matris adlanan zülalların çökməsini nəzarət etdiyi nöronların səthində idi və hüceyrələri toxuma birləşdirir. Bəzi neyronlar, perineuronal tor adlanan hüceyrədən kənar matrisin xüsusi bir örtüyündə ağır şəkildə əhatə olunur. "Bu kollagen kimi bir şeydir" deyir. Çökdükdən sonra dəyişməyə davamlı olan çox sərt və sürüşkən bir material. Bəs “beyin yapışqanlığı” alkoqolizmlə necə əlaqəli ola bilər?

Digər laboratoriyalarda aparılan tədqiqatlar göstərir ki, perineuronal şəbəkələr sinaptik plastisiyanı tənzimləyən xüsusi bir forma olan ekstrasellular matrisdir - nöronların neyronlar arasında əlaqələri kəsmək və bağlamaq qabiliyyəti. "Yalnız şəbəkələrində deşiklər olan sinapslar yaranır", Lasek açıqlayır. Bir nöron ağır bir perineuronal şəbəkə əhatə zaman, yeni sinaps yarada bilməz və mövcud sinaps yerində semented olun. 

Asılılığın pozğun bir öyrənmə prosesi olduğu düşünülür. Əsasən, öyrənmə fərqli hadisələri və ya ətraf mühitin stimullarını bir-birinə bağlayır, məsələn Pavolvun köpəkləri bir zil səsini izlədiyi yeməklə əlaqələndirməyi öyrənir. Hüceyrə səviyyəsində öyrənməni davranışı idarə edən bir sinir dövrəsinə kodlaşdırmaq üçün sinaptik əlaqələr qurulur və güclənir, zəifləyir və qırılır. Bağımlılığa bənzər şəkildə bir insan, müəyyən bir ətraf mühit stimullarını və ya daxili zehni vəziyyətləri, alkoqol içmək üçün məcbur edən bir məcburiyyət ilə əlaqələndirməyi öyrənir. Vaxtdan çıxmaq, bəlkə də bir kokteyl, daha sonra başqa birinə və bir başqasına sahib olmaq üçün güclü bir istəyi yarada bilər. "Ola bilsin ki, perineuronal torlar, dərman üçün bu qüsurlu yaddaşa sahib olduğunuz öyrənmə prosesində kilidlənsin." 

Nöroloq Varda Lev-Ram və Kaliforniyadakı San Diego Universitetində çalışan həmkarları eyni görüşdə perineuronal şəbəkələrin son dərəcə uzun ömürlü olduğunu bildirdi. O və qrupu, azotun radioaktiv izotopunun izləri ilə siçan çiyələyinə çiçək açaraq bunu tapdı 14N, heyvanın bədənində yeni sintez edilmiş zülallara daxil ediləcək. Bioloji radioaktiv rabitənin bu metodundan istifadə edərək, tədqiqatçılar bədənin ən uzun müddətli proteinlərindən bəziləri perineuronal şəbəkələrin komponentləri olduğunu təsbit etdi. 

Bu şəbəkələr parçalana bilər və bu edildikdə uzun müddətli yaddaş silinir. Lev-Ram və həmkarları perineuronal şəbəkələrdə komponentləri parçalayan (matrix metaloproteinaz adlanan fermentlərdən istifadə edərək) siçanları müalicə etdikdə, elektrik çarpmasına işarə edən bir səsi qoruyan siçanlar qorxu siqnalı ilə elektrik şoku arasında birləşməni unutdular . TSSB-də olduğu kimi qorxu xatirələri qırmaq üçün ən çətin xatirələrdən bəziləridir, ancaq perineuronal şəbəkənin eroziyası bu travmatik xatirələrin uzaqlaşmasına imkan verir.           

Lasekin qrupu, gənc yetkin siçanların, kollec yaşındakı tələbələrdə alkoqollu içkiyə bənzər bir şəkildə alkoqollu su verildiyi bir təcrübə hazırladı. Altı həftəlik alkoqollu içki içdikdən sonra siçanların beyinlərini araşdırdıqda, perineuronal torların insula içindəki nöronların ətrafında meydana gəldiyini və qalınlaşdıqlarını, beyin qabığının kompulsif alkoqol istifadəsi ilə əlaqəli bir hissəsi olduğunu gördük. Bu çöküntülər beyin qabığının digər bölgələrindəki nöronların ətrafında inkişaf etməmişdir, məsələn, bədən hərəkətini idarə edən motor korteks, bu da alkoqoldan asılı olan neyronlara yönəlmiş spesifik bir təsirə işarə edir. “Bu torlar sui-istifadə narkotiklərinə cavab olaraq yığılır. Ola bilsin ki, dərman üçün bu qüsurlu yaddaşın olduğu yerdə baş verən öyrənmə prosesi kilidlənə bilər ”dedi. 

Bu yeni tapıntı, bağımlılığı fəth etmək üçün, "ağları qurtarmaq məcburiyyətindəsiniz", - Lasek deyir. Laboratoriyasında siçanları ALK inhibitorları və perineuronal şəbəkələrdə digər zülallar ilə müalicə edir və indiyədək yayımlanmamış nəticələr göstərir ki, bu siçanlar könüllü olaraq binge içməyini azaldır. "Bu müalicənin tamamilə yeni bir yoludur" deyir. Bununla yanaşı, dərman müalicəsi bu yeni tapıntıdan istifadə etmək üçün yeganə yol deyil, çünki bir çox digər amillər perineuronal şəbəkələrin necə formalaşdığını və nə qədər sürətli şəkildə həyata keçirilə biləcəyini, məsələn, məşq və pəhrizin necə təsir edə biləcəyini düşünür. "Məncə, bu cür şeylər genetika ilə bağlı olan riskləri yaxşılaşdıra bilər", - Lasek deyir. "Mən həmişə narkotiklərin həll olduğunu düşünmürəm; bəzən hər ikinizə də lazımdır [tibb və həyat tərzi dəyişiklikləri]. "Perineuronal şəbəkələri, spirtli bağımlılığı aradan qaldırmaq nə qədər çətin olduğunu izah edən buludun yeni bir hissəsidir və bu yeni fikir, həyatını asılılıqla məhv olan insanlar üçün təzə ümid verir.