Мыши-алкоголики помогут сибирским ученым лечить людей
Сотрудники Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН изучают влияние длительного потребления этанола на поведение мышей. Для этого грызунов заставляют плавать и подвешивают за хвост. В будущем исследователи надеются применить полученные знания для лечения людей.
Что влияет на склонность к алкоголизму?
«Генетические факторы играют важную роль в механизмах формирования алкогольного предпочтения», — объясняет старший научный сотрудник лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики Дарья Базовкина. При этом на уровень потребления алкоголя оказывают влияние различные воздействия внешней среды. Склонность к этанолу может меняться в зависимости от продолжительности контакта с ним, а также размера используемой дозы, пишет «Наука в Сибири».
«Нас привлекает изучение участия серотониновой системы мозга в механизмах действия этанола, поскольку, с одной стороны, серотонин регулирует проявление многих видов поведения, как в норме, так и при патологии, — говорит Дарья Базовкина. — А с другой стороны, уже не вызывает сомнения, что дисфункции серотониновой нейромедиаторной системы могут стать причиной развития алкоголизма».
Нейромедиатор серотонин — один из наиболее важных медиаторов мозга, который участвует в регуляции многочисленных функций центральной нервной системы, например, способности поддержания температуры тела, секреции гормонов, реакции на стресс, аппетит и жажду. Кроме того, серотонин контролирует выраженность многих форм как нормального поведения, так и расстройств психики — депрессии, тревожности, шизофрении, алкоголизма.
Зачем тут мыши?
Лабораторные грызуны — удобная модель для изучения влияния этанола на поведение и центральную нервную систему. У крыс и мышей чувствительность к алкогольной интоксикации можно определить, например, по снижению температуры тела или продолжительности сна после инъекции этанола.
Чтобы оценить, как меняется поведение мышей под влиянием алкоголя, ученые применяют тесты. Например, уровень тревожности исследуют в тестах «открытое поле», «темно-светлая камера», «приподнятый крестообразный лабиринт». Уровень депрессивноподобного поведения определяют в тестах «принудительное плавание» и «подвешивание за хвост». В них фиксируется продолжительность замирания, которое ученые ассоциируют с так называемым поведением отчаяния.
Наконец, когнитивные способности и память исследуют в тестах «водный лабиринт Морриса» и «распознавание нового объекта». В первом тесте животное ищет спрятанную под водой платформу на основании воспоминаний о ее местонахождении. Во втором тесте оценивается уровень предпочтения нового объекта по сравнению с уже знакомым.
Для определения пристрастия к алкоголю ученые в течение нескольких дней или недель предоставляют грызунам для питья одновременно этанол определенной концентрации и воду. Поилки с водой и спиртом меняют местами, чтобы у животных не выработался условный рефлекс на положение сосуда. Предпочтение этанола оценивают по доле выпитого этанола от общего объема потребленной жидкости.
Как связаны гены с алкоголизмом?
Эти эксперименты помогают ученым отследить, как определенные рецепторы серотониновой системы мозга участвуют в механизмах алкогольной зависимости. Чтобы понять связь генов с работой рецепторов, сотрудники лаборатории нейрогеномики вывели две линии мышей, отличающиеся разными аллелями гена триптофангидроксилазы-2 и, соответственно, активностью фермента синтеза серотонина.
Исследователи показали, что эти линии различаются по выраженности межсамцовой агрессии, депрессивноподобного поведения и устойчивости к действию некоторых антидепрессантов. Кроме этого, острое введение этанола по-разному влияло на уровень тревожного поведения у мышей этих линий. Это стало доказательством того, что фермент триптофангидроксилазы-2 играет важную роль в регуляции поведенческих реакций и их центральных механизмов.
Кроме того, для развития и нейропластичности мозга очень важен нейротрофический фактор BDNF (Вrain-derived neurotrophic factor), который тесно взаимодействует с серотониновой нейромедиаторной системой.
Сибирские генетики установили, что у животных с генетической предрасположенностью к депрессивноподобному поведению хроническая алкоголизация приводит к повышению уровня белка proBDNF в коре, а у «недепрессивных» мышей длительная алкоголизация приводит к снижению уровня BDNF в гиппокампе. Это позволило ученым предположить, что длительная алкоголизация запускает нейродегенеративные процессы в мозге у мышей с предрасположенностью к депрессивноподобному поведению и снижает интенсивность важного для нейропластичности фактора — BDNF-зависимого нейрогенеза у «недепрессивных» животных.
Илья Кабанов, научный обозреватель Тайги.инфо (@metkere)