Работа в Техасе А&M Health Science Center может в конечном итоге привести к излечению от алкоголизма и других зависимостей.
Ученые определили популяцию нейронов в головном мозге, которая влияет на то, приводит ли один напиток к двум, что в конечном итоге может привести к излечению от алкоголизма и других зависимостей.
Исследование, опубликованное в Journal of Neuroscience исследователями Техасского университета&Медицинский колледж научного центра M Health обнаружил, что употребление алкоголя изменяет структуру и функцию нейронов в дорсомедиальном полосатом теле, части мозга, которая, как известно, играет важную роль в целенаправленном поведении. Полученные данные могут стать важным шагом на пути к созданию препарата для борьбы с алкоголизмом.
"Алкоголизм – очень распространенное заболевание," сказал Цзюнь Ван, М.D., Ph.D., ведущий автор статьи и доцент кафедры нейробиологии и экспериментальной терапии Техасского университета А&M Медицинский колледж, "но механизм не очень хорошо понят."
Теперь Ван и его команда помогли немного приблизиться к этому пониманию. Используя модель на животных, исследователи определили, что алкоголь фактически изменяет физическую структуру нейронов со средними шипами, основного типа клеток в полосатом теле. Эти нейроны можно представить себе как дерево с множеством ветвей и множеством небольших выступов или шипов, отходящих от них. Каждый из них имеет один из двух типов дофаминовых рецепторов, D1 или D2, поэтому их можно рассматривать как нейроны D1 или D2. Нейроны D1 неофициально называют частью "идти" пути в головном мозге, в то время как нейроны D2 находятся в "нет" путь. Другими словами, когда нейроны D2 активируются, они препятствуют действию – говорят вам подождать, остановиться, ничего не делать.
Хотя хорошо известно, что нейромедиатор дофамин участвует в формировании зависимости, это исследование идет дальше, показывая, что рецептор дофамина D1 также играет важную роль в формировании зависимости. Команда обнаружила, что периодическое употребление большого количества алкоголя действует на нейроны D1, делая их гораздо более возбудимыми, а это означает, что они активируются при меньшей стимуляции.
"Если эти нейроны возбуждены, вам захочется выпить алкоголь," Ван сказал. "У вас будет тяга." То есть, когда нейроны с рецепторами D1 активируются, они заставляют вас выполнить действие – в данном случае потянуться за другой бутылкой текилы. Это создает цикл, в котором употребление алкоголя вызывает более легкую активацию, а активация вызывает большее количество алкоголя.
Эти изменения в активации нейронов D1 могут быть связаны с физическими изменениями, происходящими на субклеточном уровне в мозге, подвергающемся воздействию алкоголя. У них более длинное ветвление и больше зрелых грибовидных шипов – типа, который хранит долгосрочные воспоминания – чем у их воздерживающихся собратьев.
И наоборот, группа плацебо, не подвергавшаяся воздействию алкоголя, имела больше незрелых версий грибовидных шипов в нейронах D1 своего мозга. Общее количество колючек не изменилось в двух группах, но соотношение между зрелыми и незрелыми сильно отличалось между группой алкоголя и группой плацебо. Это имеет важные последствия для памяти и обучения при наркозависимости.
"Когда вы употребляете алкоголь, долговременная память в некотором смысле улучшается," Ван сказал. "Но этот процесс памяти бесполезен – на самом деле, он лежит в основе зависимости, так как влияет на нейроны, которые движутся." Поскольку не было разницы в количестве каждого типа позвоночника в нейронах D2 (no-go) в моделях, потребляющих алкоголь, и в контрольных моделях, исследователи поняли, что существует определенная взаимосвязь между нейронами D1 и потреблением алкоголя.
"Теперь мы можем изучать мозг на уровне нейронов и даже на уровне позвоночника," Ван сказал.
Как определить, какой нейрон, какой тип нейронов или какая группа нейронов отвечает за конкретное заболевание? Вот на что пытались ответить в следующей части исследования.
Модели животных, потребляющих алкоголь, с увеличенными зрелыми шипами в нейронах D1 также показали повышенное предпочтение употребления большого количества алкоголя, когда им предоставляется выбор.
"Несмотря на то, что они маленькие, рецепторы D1 необходимы для употребления алкоголя," Ван сказал.
Более того, что, пожалуй, наиболее захватывающе, когда тем же моделям на животных давали лекарство, которое хотя бы частично блокировало рецептор D1, у них значительно снизилось желание пить алкоголь. Однако лекарство, ингибирующее дофаминовые рецепторы D2, не оказало никакого эффекта. "Если мы подавим эту активность, мы сможем подавить потребление алкоголя," Ван сказал. "Это главный вывод. Возможно, в будущем исследователи смогут использовать эти результаты для разработки специфического лечения, нацеленного на эти нейроны."
Исследование, которое было проведено в соавторстве с исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, было поддержано грантом Национального института злоупотребления алкоголем и алкоголизмом (NIAAA).
"Моя конечная цель – понять, как работает мозг зависимого," Ван сказал, "и как только мы это сделаем, однажды мы сможем подавить тягу к еще одному раунду выпивки и, в конечном итоге, остановить цикл алкоголизма."