Istraživači sa Brown Univerziteta pronašli su da alkohol “otima” utvrđene neuronske puteve koji su uključeni u formiranje sjećanja i mijenja koje verzije gena se stvaraju, oblikujući žudnje koje podstiču ovisnost.
Providence, R. I. (Brown Univerzitet) – Jedan od mnogih izazova borbe sa ovisnošću od alkohola i drugih droga jeste rizik od relapsa, čak i nakon napretka napravljenog ka oporavku. Čak i dosadne voćne mušice imaju žudnju prema alkoholu i obzirom da su molekularni signali koji su uključeni u formiranje nagrađujućih i izbjegavajućih sjećanja kod mušica, skoro isti kao kod ljudi, mušice čine dobar model za proučavanje.
Nova studija vezana za mušice pokazuje da alkohol “otima” ovaj put uključen u stvaranje sjećanja, te da mijenja proteine izražene u neuronima, formirajući tako žudnje. Samo nekoliko pića navečer, mijenja način na koji se sjećanja stvaraju, na fundamentalnom, molekularnom nivou.
Rezultati su objavljeni 25. Oktobra, u žurnalu Neuron.
Karla Kaun, profesor neuronauka na Brown Univerzitetu i glavni autor ovog rada, radila je sa timom studenata, tehničara i istraživača koji su na postdoktorskom studiju, kako bi otkrili molekularne signalne putanje i promjene u ekspresiji gena uključenih u stvaranje i održavanje nagrađujućih sjećanja.
„Jedna od stvari koje želim da razumijem jeste zašto droge i njihova upotreba proizvodi zaista nagrađujuća sjećanja kada su droge ustvari neurotoksini“ – rekla je Kaun, koja je povezana sa Brown-ovim Carney institutom za nauku o mozgu. „Sve droge i njihova zloupotreba – alkohol, opijati, kokain, metamfetamin – imaju neželjene efekte. Proizvode mučninu i mamurluk, pa zašto ih onda doživljavamo tako nagrađujućim? Zašto se sjećamo dobrih stvari vezanih za njih a ne loših? Moj tim pokušava da razumije, na molekularnom nivou, šta zloupotreba čini sjećanjima i zašto stvara žudnje.“
Onda kada istraživači razumiju koje molekule se mijenjaju kada se formiraju žudnje, onda mogu shvatiti na koji način da pomognu ovisnicima na njihovom putu ka oporavku, možda smanjujući koliko dugo sjećanja za kojima žude traju, ili koliko su intenzivne, rekla je Kaun.
Molekularna manipulacija
Voćne mušice imaju samo 100 000 neurona, dok ljudi imaju više od 100 milijardi neurona. Manji razmjer – plus činjenica da su generacije naučnika razvile genetske alate za manipuliranje aktivnošću ovih neurona na molekularnom i nivou neuronskih krugova – učinilo je voćnu mušicu savršenim modelom organizma za Kaunov tim, da razmrse gene i molekularne signalne putanje uključene u nagrađujuća sjećanja povezana sa konzumacijom alkohola, rekla je Kaun.
Na čelu sa istraživačem na post doktorskim studijama Emily Petrucelli, koja je sada profesor u njenom laboratoriju na Univerzitetu u Južnom Ilinoisu, tim je koristio genetičke alate da selektivno isključi ključne gene dok su trenirali mušice gdje da pronađu alkohol. Taj proces im je omogućio da vide koji proteini su potrebni za ovo nagrađujuće ponašanje.
Istraživači su pronašli da je jedan od proteina koji je odgovoran za preferencije za alkohol kod mušica, protein „Notch“. „Notch“ je prva „domina“ u signalizirajućoj putanji uključenoj u embrio razvoj, razvoj mozga i funkcija odraslog mozga kod ljudi i svih drugih životinja. Molekularni signalni putevi nisu različiti od kaskade domina – kada prva domina padne (u ovom slučaju, kada se aktivira biološka molekula), ona izaziva dalje aktiviranje koje izaziva dalje aktiviranje i tako dalje.
Jedna od domina na tom signalnom putu koja je pod utjecajem alkohola je gen nazvan ‘receptor dopamin-2’, koji čini protein na neuronima koji prepoznaju dopamin, neurotransmiter ‘dobrog raspoloženja’.
„Poznato je da je receptor dopamin-2 uključen u kodiranje da li je pamćenje ugodno ili averzivno“ – rekla je Petrucelli. Alkohol “otima” ovaj utvrđeni neuronski put uključen u formiranje sjećanja da bi kreirao žudnje.
U istraživanju puteva sistema nagrađivanja vezanih za alkohol, signalna kaskada nije isključila ili uključila dopaminski receptor, ili povećala ili snizila količinu proteina koji je napravljen. Umjesto toga, imala je suptilniji efekat – promijenila je verziju proteina napravljenog od jednog jedinog „slova“ aminokiseline u važnom području.
„Ne znamo koje su biološke posljedice takve male promjene, ali jedan od značajnih nalaza ove studije je taj da naučnici trebaju gledati ne samo na one gene koji se pale ili gase, već i na to koje forme kojih gena se pale ili gase.“ – naglasila je Kaun. „Mislimo da je velika vjerovatnoća da se ovi rezultati prenesu i na druge forme ovisnosti, ali niko to nije istražio.“
Tim nastavlja svoj rad istraživajući efekat koji opijati imaju na iste utvrđene neuronske puteve koji su uključeni u formiranje sjećanja. Dodatno, Kaun radi sa John McGeary, profesorom psihijatrije i ljudskog ponašanja na Brown-u, kako bi provjerili DNA uzorke pacijenata sa poremećajima zloupotrebe alkohola da bi vidjeli imaju li genske polimorfizme u bilo kojim sa žudnjom povezanim genima otkrivenim kod mušica.
„Ako ovo radi na isti način i kod ljudi, jedna čaša vina je dovoljna da aktivira putanju, ali se ona vrati u normalu unutar jednog sata. Nakon tri čaše, sa satom pauze između, putanja se ne vrati u normalu nakon 24 sata. Mislimo da je ova upornost vjerovatno ono što mijenja ekspresiju gena u memorijskim krugovima“.
„Samo nešto da imate na umu idući put kada podijelite bocu vina sa prijateljem ili partnerom“ – dodala je.
Izvor: https://news.brown.edu