Кокаиновая зависимость заставляет мозг стареть быстрее, предполагает исследование
Ученые склонны рассматривать зависимость от психоактивных веществ как болезнь мозга. Когда мы наслаждаемся сексом, едой, музыкой или хобби, участки нашего мозга, находящиеся на пути вознаграждения, наполняются дофамином, вызывающим удовольствие. Наркотики, такие как кокаин, копируют этот эффект, только в десять раз сильнее. Здоровый мозг, однако, не находится во власти таких дофаминовых приливов: там префронтальная кора взвешивает варианты и может принять решение отказаться от приятных занятий, когда для этого нет времени или места. В мозгу наркомана, напротив, такой "тормозной контроль" нарушен, поэтому ему трудно сопротивляться. Но какие биохимические изменения в префронтальной коре вызывают это нарушение?
Ученые из Германии и Канады в журнале Frontiers in Psychiatry показали, что у людей расстройство, вызванное употреблением кокаина (CUD), приводит к изменениям в "метиломе" субрегиона префронтальной коры, области 9 Бродмана, которая, как считается, важна для самосознания и тормозного контроля. Как правило, большая степень метилирования ДНК приводит к "снижению" уровня близлежащих генов.
"Поскольку метилирование ДНК является важным регуляторным механизмом экспрессии генов, выявленные изменения метилирования ДНК могут способствовать функциональным изменениям в мозге человека и, таким образом, связанным с ними поведенческим аспектам зависимости", - сказал первый автор исследования Эрик Пойзел, аспирант Центрального института психического здоровья в Мангейме, Германия.
Поскольку изучение метилома мозга является инвазивным, исследование проводилось на криоконсервированном мозге 42 умерших мужчин-доноров, из которых у половины была CUD, а у другой половины - нет. Это важно, поскольку большинство предыдущих исследований в этой области проводились на мозге крыс.
Исследователи обнаружили доказательства того, что клетки в зоне Бродмана 9 выглядят биологически "старше" у людей с CUD, что свидетельствует о том, что эти клетки стареют быстрее, чем у людей без расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ. Здесь они использовали паттерны метилирования ДНК в качестве меры биологического возраста клеток в зоне Бродмана 9. Биологический возраст клеток, тканей и органов может быть больше или меньше их хронологического возраста в зависимости от питания, образа жизни, подверженности заболеваниям или вредным факторам окружающей среды. Таким образом, ученые могут оценить биологический возраст по данным метилома с помощью установленных математических алгоритмов.
"Мы обнаружили тенденцию к более сильному биологическому старению мозга у людей с расстройством, вызванным употреблением кокаина, по сравнению с людьми без расстройства, вызванного употреблением кокаина. Это может быть вызвано связанными с кокаином болезненными процессами в мозге, такими как воспаление или гибель клеток. Поскольку оценка биологического возраста является очень новой концепцией в исследованиях зависимости и зависит от многих факторов, для изучения этого явления необходимы дальнейшие исследования с большим объемом выборки, чем это было возможно в данном случае", - сказал ведущий автор исследования доктор Стефани Витт, научный сотрудник того же института.
Пуасель и коллеги также изучили различия в степени метилирования 654 448 участков в геноме человека и искали ассоциации с наличием или отсутствием CUD в жизни каждого донора. Они сделали поправку на различия в возрасте донора, времени, прошедшем с момента смерти, РН мозга и дополнительные заболевания, такие как депрессивное расстройство и расстройство, связанное с употреблением алкоголя.
Они обнаружили 17 геномных регионов, которые были более метилированы у доноров с CUD, чем у доноров без CUD, и три региона, которые были менее метилированы у доноров с CUD, чем у доноров без CUD.
"Мы были удивлены тем, что в нашем сетевом анализе изменения в метилировании ДНК были особенно заметны среди генов, которые регулируют активность нейронов и связь между ними. Интересно, что дифференциальное метилирование ДНК было связано с несколькими транскрипционными факторами и белками с ДНК-связывающими доменами, что предполагает прямое влияние этих изменений метилирования ДНК на экспрессию генов. Это необходимо проследить в дальнейших исследованиях", - сказал Пойзел.
"Кроме того, интересно, что среди генов, которые показали наиболее сильные изменения в уровнях метилирования ДНК в нашем исследовании, два гена, о которых сообщалось ранее, регулируют поведенческие аспекты приема кокаина в экспериментах на грызунах", - сказал Витт.
