De ce Binge Drinking poate transmite creierul pentru dependența de alcool.
By R. Douglas Fields | Octombrie 23, 2015
Proteinele care înconjoară neuronii dintr-o zonă a cortexului cerebral pot solidifica comportamentele compulsive de băut.
Amy Lasek
„De ce nu poți înceta să bei?” Săptămâna aceasta la Reuniunea anuală a Societății pentru Neuroștiință din Chicago, cercetătorii de la Universitatea din Chicago au anunțat că constatare nouă care oferă un răspuns nou la această întrebare persistentă care plagiează persoanele dependente de alcool. Descoperirea oferă o abordare complet nouă a tratamentului. Neurologul, Amy Lasek, la Departamentul de Psihiatrie de la Universitatea din Illinois, Chicago și colegii, raportează că, după consumul de băut, neuronii din circuitele creierului responsabili de dependența de alcool devin încruntați într-un material proteic, numit rețea perineuronală. Învelișul impenetrabil cimentează neuronii implicați în dependența de alcool într-un circuit extrem de dificil de rupt. Medicamentele actuale pentru tratarea dependenței de alcool funcționează prin modificarea semnalizării neurotransmițătorilor între neuroni, dar pentru multe persoane aceste tratamente nu pot rupe compulsia copleșitoare de a bea. Medicamentele care pot descompune cimentul asemănător adezivului în plasele perineuronale ar putea oferi o nouă abordare a tratamentului.
Abordarea neobișnuită a lui Lasek în cercetarea dependenței provine din fondul ei ca biolog molecular și celular care lucrează în domeniul cercetării cancerului. Rădăcina cancerului este schimbările în gene specifice. Moleculele mici proiectate să vizeze aceste gene aberante este abordarea folosită în terapia cancerului. Fundalul lui Lasek a făcut-o să se gândească la a găsi terapii orientate molecular pentru tulburări psihiatrice.
Lasek și colegii ei au început prin studierea muștelor fructelor pentru a căuta variații genetice care au modificat comportamentul muștei față de alcool. Ea a găsit mai multe gene care au avut acest efect, inclusiv una obscură numită ALK (limfom anaplastic kinază). Apoi, ea a suprimat aceste gene la șoareci pentru a vedea dacă răspunsul animalului la alcool a fost modificat. „M-am agățat”, spune ea, „pentru că pentru mine faptul că poți manipula o singură genă într-o singură regiune cerebrală și să schimbi comportamentul - cum ar fi consumul de alcool sau recompensa de cocaină - a fost fascinant din punct de vedere biologic!"
Ea și colegii ei au examinat genomul familiilor care aveau antecedente de dependență de alcool. Ei au descoperit că ALK - gena pe care au identificat-o în muștele fructelor, care a modificat răspunsurile insectelor la alcool - a fost asociată și cu persoane din familii cu antecedente de dependență de alcool. Lasek a găsit mai multe variații ale genei ALK (polimorfisme) care au fost puternic asociate cu diferențele în reacția imediată la care indivizii au avut de consumat alcool, cum ar fi nivelul ridicat subiectiv sau cantitatea de necoordonare motorie experimentată după ce ați băut. Această corelație a fost un indiciu puternic că ALK și abuzul de alcool au fost cumva legate.
În mod surprinzător, sa dovedit că proteina produsă de gena ALK nu controlează semnalizarea neurotransmițătorului; a fost pe suprafața neuronilor unde a controlat depunerea proteinelor numită matrice extracelulară, care leagă celulele împreună de țesut. Unii neuroni sunt puternic închiși într-o rețea specială a matricei extracelulare, numită rețea perineuronală. „Este ceva de genul colagenului”, spune ea. Un material foarte dur și alunecos, care este rezistent la schimbări după ce a fost depus. Dar cum ar putea fi legat „lipiciul creierului” de alcoolism?
Cercetările efectuate în alte laboratoare au arătat că plasele perineuronale sunt o formă specializată de matrice extracelulară care reglează plasticitatea sinaptică - capacitatea neuronilor de a face și de a rupe conexiunile dintre neuroni. „Nu aveți sinapsele [formate] acolo unde sunt găuri în plase”, explică Lasek. Atunci când un neuron devine puternic încadrat într-o plasă perineuronală, noile sinapsele nu se pot forma și sinapsele existente devin cimentate în loc.
Se crede că dependența este un proces de învățare aberant. În esență, învățarea înseamnă conectarea diferitelor evenimente sau stimuli de mediu pentru a direcționa un comportament specific, cum ar fi câinii Pavolv care învață să asocieze sunetul unui clopot cu mâncarea de urmat. La nivel celular, conexiunile sinaptice sunt formate și întărite, slăbite și rupte, pentru a codifica învățarea într-un circuit neuronal care controlează comportamentul. La fel, în dependență, o persoană învață să asocieze anumiți stimuli de mediu sau stări mentale interne, cu o constrângere puternică de a bea alcool. Renunțarea la timp, poate, poate declanșa o dorință copleșitoare de a lua un cocktail, apoi un altul și altul. „S-ar putea ca rețelele perineuronale să se blocheze în procesul de învățare care a avut loc, în care aveți această memorie aberantă pentru medicament”.
Neurologul Varda Lev-Ram și colegii lor, care lucrează la Universitatea din California, San Diego, au raportat la aceeași ședință că plasele perineuronale au o durată extrem de lungă. Ea și echipa ei au descoperit acest lucru prin rotirea chow-ului mouse-ului cu urme de izotop radioactiv al azotului 14N, care ar deveni încorporată în proteinele nou sintetizate din corpul animalului. Folosind această metodă de întâlnire radioactivă biologică, cercetătorii au descoperit că unele dintre cele mai îndelungate proteine din organism sunt componente ale plaselor perineuronale.
Aceste plase pot fi defalcate și atunci când se face acest lucru, memoria pe termen lung este erodată. Când Lev-Ram și colegii lor au tratat șoareci cu compuși care descompun componente în plasele perineuronale (folosind enzime numite metaloproteinaze matrice), șoarecii au fost antrenați să se teamă de un ton care semnalează un șoc electric, au uitat curând asocierea dintre tonul de avertizare și șocul electric . Acest lucru este semnificativ, deoarece amintirile de frică, ca în PTSD, sunt unele dintre cele mai dificile amintiri de spart, dar erodarea plasei perineuronale permite ca aceste amintiri traumatice să alunece.
Echipa lui Lasek a conceput un experiment în care șoarecilor tineri adulți li s-a furnizat apă contaminată cu alcool într-un mod similar cu consumul excesiv de alcool la studenții de vârstă universitară. Când au examinat creierul șoarecilor după șase săptămâni de băut în exces, au descoperit că plasele perineuronale s-au format și s-au îngroșat în jurul neuronilor din insulă, o parte a cortexului cerebral despre care se știe că este implicată în consumul compulsiv de alcool. Aceste depozite nu s-au dezvoltat în jurul neuronilor din alte regiuni ale cortexului cerebral, de exemplu cortexul motor, care controlează mișcarea corpului, sugerând un efect specific vizat de neuronii implicați în dependența de alcool. „Aceste plase se acumulează ca răspuns la droguri de abuz. Poate fi blocarea procesului de învățare care a avut loc, în care aveți această memorie aberantă pentru droguri ”, spune ea.
Această nouă constatare sugerează că pentru a cuceri dependența, „trebuie să scapi de plase”, spune Lasek. În laboratorul ei tratează șoareci cu inhibitori ai ALK și a altor proteine din plasele perineuronale, iar rezultatele nepublicate arată până acum că acești șoareci își reduc în mod voluntar consumul de binge. „Aceasta ar fi o cale complet nouă de tratament”, spune ea. Cu toate acestea, tratamentele medicamentoase nu sunt singura modalitate de a profita de această nouă constatare, deoarece mulți alți factori vor influența modul în care se formează plasele perineuronale și cât de repede se pot descompune, inclusiv exercițiile fizice și dieta, sugerează ea. "Cred ca aceste lucruri pot ameliora orice risc ai cu genetica ta", spune Lasek. „Nu întotdeauna cred că medicamentele sunt soluția; uneori ai nevoie atât de [modificări ale medicamentului, cât și ale stilului de viață]. ”Plățile perineuronale sunt o nouă parte a puzzle-ului care explică de ce este atât de dificil să depășești dependența de alcool, iar această nouă perspectivă oferă o nouă speranță oamenilor ale căror vieți sunt distruse de dependență.
;