Чому пияцтво може пити мозок від алкогольної залежності.
By Р. Дуглас Поля | Жовтень 23, 2015
Білки, які оточують нейрони в області кори головного мозку, можуть зміцнювати нав’язливу поведінку, пов’язану з питтям.
Емі Ласек
"Чому ви не можете кинути пити?" На цьому тижні на щорічних зборах Товариства нейронаук в Чикаго дослідники Чиказького університету оголосили нова знахідка що дає свіжу відповідь на це наполегливе запитання, яке вражає людей, залежних від алкоголю. Відкриття пропонує абсолютно новий підхід до лікування. Невролог, Емі Ласек, з департаменту психіатрії Університету штату Іллінойс, Чикаго, та його колеги повідомляють, що після вживання алкогольних напоїв нейрони в мозкових ланцюгах, що відповідають за алкогольну залежність, укладаються у білковий матеріал, званий периневрональною мережею. Непроникне покриття цементує нейрони, що беруть участь у алкогольній залежності, до ланцюга, який надзвичайно важко розірвати. Сучасні препарати для лікування алкогольної залежності працюють за допомогою модифікації нейротрансміттерної сигналізації між нейронами, але для багатьох людей ці методи лікування не можуть порушити переважну примушення пити. Препарати, які можуть руйнувати клейовий цемент у периневрональних мережах, можуть запропонувати новий підхід до лікування.
Незвичний підхід Ласека до досліджень наркоманії випливає з її досвіду як молекулярного та клітинного біолога, що працює в галузі досліджень раку. Корінь раку - це зміни конкретних генів. Невеликі молекули, призначені для орієнтації на ці аберрантні гени, є підходом, який використовується в терапії раку. Фон Ласека змусив її задуматися про пошук молекулярно-орієнтованих методів терапії психічних розладів.
Ласек та її колеги почали з вивчення плодових мух для пошуку генних варіацій, які змінювали поведінку мухи щодо алкоголю. Вона виявила кілька генів, які мали такий ефект, включаючи незрозумілий - ALK (анапластична лімфома-кіназа). Потім вона придушила ці гени у мишей, щоб перевірити, чи не змінилася реакція тварини на алкоголь. "Я потрапила на гачок, - каже вона, - тому що для мене той факт, що ти можеш маніпулювати одним геном в одній області мозку і змінювати поведінку - як пиття чи винагороду за кокаїн - був захоплюючим з біологічної точки зору!"
Вона та її колеги дослідили геном сімей, які мали історію алкогольної залежності. Вони виявили, що ALK - ген, який вони виявили у фруктових мух, який змінив реакцію комах на алкоголь - також асоціювався з людьми в сім'ях, в яких була алкогольна залежність. Ласек виявив декілька варіацій гена ALK (поліморфізмів), які були сильно пов'язані з відмінностями в негайній реакції людей, які були змушені вживати алкоголь, такі як суб'єктивна велика або кількість рухової неузгодженості, випробувана після випиття. Це співвідношення було сильною підказкою, що АЛК та зловживання алкоголем були якось пов'язані.
Дивно, але виявилося, що білок, утворений геном ALK, не контролював сигналізацію нейромедіаторів; він знаходився на поверхні нейронів, де контролював відкладення білків, званих позаклітинним матриксом, який зв’язує клітини в тканину. Деякі нейрони сильно укладені в спеціальну сітку позаклітинного матриксу, яка називається перинейрональною сіткою. "Це щось на зразок колагену", - каже вона. Дуже міцний і слизький матеріал, стійкий до змін після нанесення. Але як "клей для мозку" може бути пов'язаний з алкоголізмом?
Дослідження в інших лабораторіях показали, що периневрональні мережі - це спеціалізована форма позаклітинного матриксу, що регулює синаптичну пластичність - здатність нейронів здійснювати і розривати зв’язки між нейронами. "Ви отримуєте синапси [сформовані] лише там, де в сітках є дірки", - пояснює Ласек. Коли нейрон сильно замикається в периневрональній сітці, нові синапси не можуть утворюватися, а існуючі синапси стають на місці.
Вважається, що наркоманія є відхиленим процесом навчання. По суті, навчання - це поєднання різних подій або стимулів навколишнього середовища для спрямування конкретної поведінки, наприклад, собаки Паволва, які вчаться пов’язувати звук дзвона з їжею, яку слід дотримуватися. На клітинному рівні синаптичні зв’язки формуються і зміцнюються, послаблюються і руйнуються, щоб кодувати навчання у нейронну ланцюг, що контролює поведінку. Подібно до залежності, людина вчиться пов’язувати певні екологічні подразники або внутрішні психічні стани з надзвичайною примусовістю вживати алкоголь. Можливо, вихід із часу може викликати непосильний бажання випити коктейль, а потім ще один і ще один. "Можливо, перинейрональні сітки замикаються в тому процесі навчання, який стався, де у вас є ця відхилена пам'ять про препарат".
Невролог Варда Лев-Рам та його колеги, що працюють в Каліфорнійському університеті, Сан-Дієго, на тій же зустрічі повідомили, що периневрональні мережі надзвичайно довговічні. Вона та її команда виявили це, зробивши мишачу чау зі слідами радіоактивного ізотопу азоту 14N, який увійшов би в синтезовані білки в організмі тварини. Використовуючи цей метод біологічного радіоактивного датування, дослідники виявили, що деякі з найбільш тривалих білків в організмі є компонентами периневрональних мереж.
Ці мережі можуть бути розбиті, і коли це зроблено, довгострокова пам'ять розмивається. Коли Лев-Рам і його колеги обробляли мишей сполуками, які розщеплюють компоненти в периневрональних мережах (використовуючи ферменти, які називаються матричними металопротеїназами), миші, навчені боятися тону, який сигналізував про ураження електричним струмом, незабаром забули про зв'язок між попереджувальним тоном та електричним струмом . Це важливо, тому що спогади страху, як у ПТСР, є одними з найскладніших спогадів, які можна розірвати, але розмивання промежинової сітки дозволяє цим травматичним спогадам вислизнути.
Команда Ласека розробила експеримент, в рамках якого молодим дорослим мишам забезпечували воду, забруднену алкоголем, подібним чином до запоїв у студентів коледжного віку. Коли вони досліджували мозок мишей після шести тижнів запою, вони виявили, що перинейрональні сітки утворюються і потовщуються навколо нейронів в острові, частині кори головного мозку, яка, як відомо, бере участь у примусовому вживанні алкоголю. Ці відкладення не розвивалися навколо нейронів в інших регіонах кори головного мозку, наприклад, моторної кори, яка контролює рухи тіла, вказуючи на специфічний ефект, спрямований на нейрони, які беруть участь в алкогольній залежності. “Ці сітки накопичуються у відповідь на зловживання наркотиками. Можливо, це замикається в тому процесі навчання, який стався, де у вас є така відхилена пам’ять про наркотик ”, - каже вона.
Ця нова знахідка підказує, що щоб перемогти залежність, "ти повинен позбутися сіток", - каже Лашек. У своїй лабораторії вона лікує мишей інгібіторами ALK та іншими білками в периневрональних мережах, і поки що не опубліковані результати показують, що ці миші добровільно зменшують випивання. "Це було б абсолютно новим способом лікування", - каже вона. Однак лікування наркотиками - не єдиний спосіб скористатися цією новою знахідкою, адже багато інших чинників впливатимуть на те, як формуються периневрональні сітки та як швидко вони можуть руйнуватися, включаючи фізичні вправи та дієту, пропонує вона. "Я думаю, що подібні речі можуть покращити будь-який ризик, який ви маєте зі своєю генетикою", - говорить Лашек. «Я не завжди думаю, що наркотики - це рішення; іноді потрібні і [зміни в медицині, і спосіб життя]. "Пайнейрональні мережі - це нова частина головоломки, що пояснює, чому так важко подолати алкогольну залежність, і це нове розуміння дає свіжу надію людям, життя яких знищено залежністю.
;