Kodėl alkoholio vartojimas gali sukelti alkoholio priklausomybės smegenis.
By R. Douglas laukai | Spalis 23, 2015
Smegenų žievės srityje neuronus supantys baltymai gali sutvirtinti priverstinį geriamąjį elgesį.
Amy Lasek
„Kodėl negalite nustoti gerti?“ Šią savaitę Čikagos Neurologijos draugijos metiniame susitikime Čikagos universiteto mokslininkai paskelbė: naujas atradimas tai suteikia naują atsakymą į šį nuolatinį klausimą, kuris užgauna žmones, priklausančius nuo alkoholio. Šis atradimas suteikia visiškai naują požiūrį į gydymą. Neurologas Amy Lasek, Ilinojaus universiteto, Čikagos universiteto Psichiatrijos katedroje, ir kolegos, praneša, kad po alkoholio vartojimo, dėl smegenų grandinės, atsakingos už alkoholio priklausomybę, neuronai tampa įterpti į baltymų medžiagą, vadinamą perineuroniniu tinklu. Neperšlampami dangos cementai, priklausantys alkoholio priklausomybei, į grandinę, kurią labai sunku laužyti. Dabartiniai vaistai alkoholio priklausomybės gydymui, modifikuojant neurotransmiterių signalizaciją tarp neuronų, tačiau daugeliui žmonių šie gydymo būdai negali sulaužyti didžiulio prievartos gerti. Vaistai, kurie perineuroniniuose tinkluose gali suskaidyti klijų tipo cementą, galėtų pasiūlyti naują požiūrį į gydymą.
Laseko neįprastas požiūris į priklausomybės tyrimus kyla iš jos, kaip molekulinės ir ląstelių biologo, dirbančio vėžio tyrimų srityje. Vėžio šaknis yra specifinių genų pokyčiai. Mažos molekulės, skirtos šiems nukrypstantiems genams, yra vėžio gydymo metodas. Laseko fonas leido manyti, kad yra psichikos sutrikimų gydymo metodika.
Lasekas ir jos kolegos pradėjo tyrinėti vaisines museles ieškodami genų variantų, kurie pakeitė musės elgesį alkoholio atžvilgiu. Ji rado keletą genų, turinčių tokį poveikį, įskaitant neaiškų, vadinamą ALK (anaplastinės limfomos kinazės). Tada ji slopino šiuos pelių genus, norėdama sužinoti, ar gyvūno reakcija į alkoholį nėra pakitusi. „Aš užsikabinau, - sako ji, - nes man tai, kad tu gali manipuliuoti vienu genu viename smegenų regione ir pakeisti elgesį, pavyzdžiui, gėrimą ar atlygį už kokainą, žavėjo biologiniu požiūriu!“
Ji ir jos kolegos ištyrė priklausomybės nuo alkoholio istoriją turinčių šeimų genomą. Jie nustatė, kad ALK - genų, kuriuos jie nustatė vaisių muses, kuris pakeitė vabzdžių atsaką į alkoholį, taip pat buvo susijęs su žmonėmis šeimose, turinčiose priklausomybę nuo alkoholio. Lasekas nustatė keletą ALK genų (polimorfizmų), kurie buvo stipriai susiję su skirtumais, atsirandančiais dėl tiesioginių reakcijų asmenų, vartojančių alkoholį, skirtumus, pvz., Subjektyvus didelis arba variklio nesuderinimo kiekis, patyręs po gėrimo. Ši koreliacija buvo stiprus raktas, kad ALK ir piktnaudžiavimas alkoholiu buvo kažkaip susiję.
Keista, kad paaiškėjo, kad ALK geno pagamintas baltymas nekontroliuoja neuromediatorių signalizacijos; jis buvo neuronų paviršiuje, kur jis kontroliavo baltymų, vadinamų tarpląsteline matrica, nusėdimą, sujungiantį ląsteles į audinius. Kai kurie neuronai yra labai uždaryti specialiame tarpląstelinės matricos tinkle, vadinamame perineuroniniu tinklu. „Tai kažkas panašaus į kolageną“, - sako ji. Labai tvirta ir slidi medžiaga, atspari pokyčiams po jos padėjimo. Bet kaip „smegenų klijai“ galėtų būti susiję su alkoholizmu?
Kitose laboratorijose atliktas tyrimas parodė, kad perineuronaliniai tinklai yra specializuota ekstraląstelinė matrica, reguliuojanti sinaptinį plastiškumą - neuronų gebėjimas kurti ir nutraukti ryšius tarp neuronų. „Jūs gaunate tik sinapses, kuriose tinkluose yra skylių“, - aiškina Lasekas. Kai neuronas stipriai įterpiamas į perineuroninį tinklą, naujos sinapso formos negali susidaryti ir esamos sinapsės tampa tvirtos.
Manoma, kad priklausomybė yra nukrypstantis mokymosi procesas. Iš esmės mokymasis sujungia skirtingus įvykius ar aplinkos dirgiklius, kad nukreiptų konkretų elgesį, pavyzdžiui, Pavolovo šunys mokosi susieti varpo garsą su maistu, kurio reikia laikytis. Ląstelių lygmenyje sinapsiniai ryšiai formuojasi ir stiprėja, silpnėja ir nutrūksta, kad mokymasis būtų užkoduotas nervinėje grandinėje, kuri kontroliuoja elgesį. Lygiai taip pat priklausomybės atveju žmogus išmoksta susieti tam tikrus aplinkos dirgiklius ar vidines psichines būsenas su pribloškiančia prievarta vartoti alkoholį. Galbūt laiko praleidimas gali sukelti didžiulį norą išgerti kokteilį, o paskui dar vieną ir dar vieną. "Gali būti, kad perineuroniniai tinklai užsiblokuoja tame mokymosi procese, kuris įvyko, kai turite šią netinkamą atmintį apie vaistą."
Neurologas Varda Lev-Ram ir kolegos, dirbantys Kalifornijos universitete San Diego, tame pačiame susitikime pranešė, kad perineuronaliniai tinklai yra labai ilgalaikiai. Ji ir jos komanda sužinojo apie tai, kad padaugėjo pelės, susikaupusios su radioaktyviu azoto izotopu 14N, kuris būtų įtrauktas į naujai sintezuotus baltymus gyvūno kūne. Naudodamiesi šiuo biologinio radioaktyvumo tyrimo metodu, tyrėjai nustatė, kad kai kurie iš ilgiausiai išliekančių baltymų organizme yra perineuroninių tinklų komponentai.
Šie tinklai gali būti suskirstyti ir, kai tai daroma, ilgalaikė atmintis nyksta. Kai Lev-Ramas ir kolegos pelėms naudojo junginius, kurie suskaido komponentus perineuroniniuose tinkluose (naudojant fermentus, vadinamus matricos metaloproteinazėmis), pelės, apmokytos baimės, kad signalas apie elektros šoką, netrukus pamiršo ryšį tarp įspėjamojo tono ir elektros smūgio . Tai yra reikšminga, nes baimės prisiminimai, kaip ir PTSD, yra kai kurie sunkiausi prisiminimai, bet perineuroninio tinklo griovimas leidžia šiuos trauminius prisiminimus nuimti.
Laseko komanda sukūrė eksperimentą, kurio metu jaunoms suaugusioms pelėms buvo tiekiamas vanduo, užterštas alkoholiu, panašiai kaip besaikis alkoholio vartojimas kolegijos amžiaus studentams. Ištyrę pelių smegenis po šešių savaičių geriamojo gėrimo, jie nustatė, kad aplink neuronus neurone susidaro ir sustorėjo perineuroniniai tinklai - smegenų žievės dalis, kuri, žinoma, yra susijusi su priverstiniu alkoholio vartojimu. Šie indėliai neatsirado aplink neuronus kituose smegenų žievės regionuose, pavyzdžiui, motorinėje žievėje, kuri kontroliuoja kūno judėjimą, o tai rodo specifinį poveikį neuronams, susijusiems su alkoholio priklausomybe. „Šie tinklai kaupiasi reaguojant į piktnaudžiavimą narkotikais. Tai gali būti užrakinimas tame mokymosi procese, kuris įvyko, kai turite šią netinkamą atmintį apie vaistą “, - sako ji.
Ši nauja išvada rodo, kad užkariauti priklausomybę, „Jūs turite atsikratyti tinklų“, - sako Lasekas. Savo laboratorijoje ji gydo peles su ALK inhibitoriais ir kitais baltymais perineuroniniuose tinkluose, o iki šiol nepaskelbti rezultatai rodo, kad šios pelės savanoriškai mažina gėrimą. „Tai būtų visiškai naujas gydymo būdas, - sako ji. Tačiau gydymas vaistais nėra vienintelis būdas pasinaudoti šia nauja išvada, nes daugelis kitų veiksnių turės įtakos tam, kaip perineuroniniai tinklai formuojasi ir kaip greitai jie gali suskaidyti, įskaitant fizinį krūvį ir mitybą. „Manau, kad tokie dalykai gali pagerinti bet kokią riziką, kurią turite su savo genetika“, - sako Lasekas. „Ne visada manau, kad narkotikai yra sprendimas; kartais jums reikia tiek medicinos, tiek gyvenimo būdo pokyčių. “Perineuronaliniai tinklai yra nauja dalis dėlionės, paaiškinančios, kodėl taip sunku įveikti priklausomybę nuo alkoholio, ir ši nauja įžvalga suteikia naują viltį žmonėms, kurių gyvenimas sunaikinamas priklausomybės.
;
