Иван Сапрыкин
Золотистый стафилококк. Фото Physorg
Дофамин – это вещество, производное аминокислоты тирозина, которого много в белках. Синтез дофамина идет в клетках черной субстанции (Substantia nigra) в мозге. Нехватка вещества в результате гибели нейронов субстанции приводит к болезни Паркинсона. Дофамин отвечает за поддержание жизнеспособности нервных клеток подкорковых узлов, регулирующих мышечное сокращение. Поэтому паркинсонизм сопровождается дрожанием конечностей. Этот тремор как раз купируется с помощью леводопы (L-Dopa), представляющей собой лекарственный дофамин.
Но помимо моторных нейронов дофамин действует также на прилегающее ядро NA (Nucleus Accumbens), лежащее впереди подкорковых узлов у основания лобных долей полушария головного мозга. Группа его нервных клеток еще в 1950-е годы была объявлена «центром удовольствия», поскольку они действительно порождают чувство удовлетворения – от еды, алкоголя, награды, секса...
Молекулярные нейробиологи выяснили, что действие на нейроны NA оказывает после соединения с белковыми рецепторами на их поверхности. На сегодня известно четыре типа рецепторов, мутации в генах которых связывают с развитием паркинсонизма и шизофрении. Многие рецепторы имеют каналы, открывающиеся под действием ионов кальция. По этим каналам в клетку и из клетки проходят ионы калия и натрия, генерируя ионный ток, приводящий к возникновению потенциала действия (Ра, или Action potential).
Помимо рецепторов в оболочке нервных и других клеток имеются также транспортные протеины (транспортеры). Много лет назад было установлено, что кокаин блокирует действие дофаминового транспортера. В результате дофамин задерживается в синапсе (точке межнейронной связи) на 100 секунд вместо одной. Результатом этого является, например, с одной стороны, тяжкое похмелье, или аверзия, а с другой – гибель перевозбудившихся нервных клеток NA.
Такой взгляд на проблему доминировал чуть ли не 20 последних лет, что привело к созданию терапии, в ходе которой людей, зависимых от действия одного вещества, пытаются лечить с помощью анальгетика метадона. И лишь с широким внедрением более дешевых технологий геномного анализа нейробиологи стали постепенно понимать, что они явно не на том пути.
Подсказка пришла с довольно-таки неожиданной стороны – от вирусологов, давно уже столкнувшихся с ретровирусами. К ретровирусам относятся некоторые раковые, а также печально знаменитый ВИЧ. Проникая в клетку, такой вирус синтезирует копию ДНК, которую затем с помощью фермента интегразы встраивает в ее геном. Многие годы ретровирусная ДНК может находиться в «дремотном» состоянии. Именно поэтому тот же ВИЧ относят еще к «ленивым», или леньтивирусам.
Молекулярная «археология» при сравнении геномов мака и человекообразных обезьян показала, что наша, человеческая ветвь развития каким-то образом смогла побороть опасность древних ретровирусов. Для этого у предков шимпанзе около 11 млн лет назад появился белок HERV (Human EndoRetroVirus), действие которого направлено на вычищение из геномов ретровирусной памяти. Об этом сотрудники Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке писали в апреле 2017 года. Тем не менее, как считают микробиологи Нью-Йоркского университета, в нашем геноме сохранились так называемые ДНК-островки, которые могут стать мишенью в борьбе, например, с золотистым стафилококком (S. aureus), вызывающим синдром токсического шока.
Но вернемся к ретровирусам, которые определяют зависимость и соответствующее поведение, связанное с развитием привыкания. В университетах Оксфорда и Афин у наркоманов, пользующихся шприцами, обнаружили ретровирусную инфицированность (HERV), сопровождающуюся также носительством вируса гепатита С (НРС). Британские и греческие геномщики уверены, что интеграция ретровирусов в наш геном произошла еще до «обособления» геномов денисовцев, живших в Денисовой пещере на Алтае, и неандертальцев.
Авторы статьи «HERV-интеграция связана с внутривенным введением», опубликованной журналом «Труды АН США» (PNAS), считают, что наш геном буквально заполонен остатками древних ретровирусов. Но только один из них (HERV) сохранил способность к репликации-воспроизведению. Один из его вариантов интегрирован в непосредственной близости от гена, белковый продукт которого вовлечен в активность дофаминовых нейронов. Ученые определили, что у 202 ВИЧ-положительных греков ген, связанный с зависимостью, в 2,5 раза чаще заражен ретровирусом. У 184 англичан инфицированность выше в 3,6 раза.
Помимо этого ученые двух стран смогли исправить клеточную ситуацию с помощью генетического редактирования с помощью РНК и фермента, позаимствованного у стрептококка. Так нейробиология зависимости, вирусология и микробиология сошлись воедино на молекулярном уровне.
комментарии(0)