Кокаин ускоряет старение мозга

Ученые склонны рассматривать зависимость от психоактивных веществ в первую очередь как заболевание мозга. Когда мы наслаждаемся сексом, едой, музыкой или хобби, участки нашего мозга, отвечающие за вознаграждение, переполняются дофамином, вызывающим удовольствие. Такие наркотики, как кокаин, копируют этот эффект, только в десять раз сильнее. Однако здоровый мозг не находится во власти таких выбросов дофамина: префронтальная кора взвешивает варианты и может принять решение отказаться от вызывающие удовольствие деятельности, когда для этого не время и не место.

Напротив, такой “тормозящий контроль” нарушен в мозге зависимого, что затрудняет воздержание. Но какие биохимические изменения в префронтальной коре головного мозга вызывают это нарушение?

Ученые из Германии и Канады показали в журнале Frontiers in Psychiatry, что у людей кокаиновая зависимость приводит к изменениям в “метиломе” субрегиона префронтальной коры – области Бродмана 9, которая считается важной для самосознания и тормозного контроля.

Как правило, большая степень метилирования ДНК приводит к “отключению” близлежащих генов.

“Поскольку метилирование ДНК является важным регуляторным механизмом экспрессии генов, выявленные изменения в метилировании ДНК могут способствовать функциональным изменениям в человеческом мозге и, следовательно, связанными с ними поведенческими аспектами зависимости”, – говорит Эрик Пуазель, аспирант Центрального института психического здоровья в Мангейме, Германия.

Поскольку исследование метилома головного мозга является инвазивным, исследование проводилось с использованием мозга 42 умерших доноров мужского пола, из которых у одной половины была кокаиновая зависимость, а у другой половины – нет. Это важно, потому что большинство ранних исследований в этой области проводились на мозге крыс.

Клетки мозга могут стареть быстрее у людей, пристрастившихся к кокаину

Исследователи обнаружили доказательства того, что клетки в зоне Бродмана 9 кажутся биологически “старше” у людей кокаиновой зависимостью, что свидетельствует о том, что эти клетки стареют быстрее, чем у людей без наркозависимости. 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 диеты, образа жизни и результате болезней или вредных факторов 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 кокаиновой зависимостью, по сравнению со здоровыми людьми”.

“Это может быть вызвано связанными с кокаином патологическими процессами в головном мозге, такими как воспаление или гибель клеток”, – говорит доктор Стефани Витт, исследовательца из Центрального института психического здоровья.

“Поскольку оценка биологического возраста является очень новой концепцией в исследованиях наркозависимости и зависит от многих факторов, для изучения этого явления требуются дальнейшие исследования с большим объемом выборки, чем это было возможно в этом исследовании”.

Ассоциации между кокаиновой зависимостью и метилированными генами

Пуазель и его коллеги также изучили различия в степени метилирования в 654 448 сайтах в геноме человека, стараясь обнаружить ассоциации с наличием или отсутствием кокаиновой зависимости в жизни каждого донора. Они скорректировали результаты с учетом различий в возрасте доноров, времени с момента смерти, рН мозга и других заболеваний, например, депрессии и алкоголизма.

Они обнаружили у доноров с кокаиновой зависимостью  17 областей генома, были метилированы больше и 3 области, которые были метилированы меньше, чем у доноров без кокаиновой зависимости.

“Мы были удивлены, что в нашем сетевом анализе изменения в метилировании ДНК были особенно заметны у генов, которые регулируют активность нейронов и связность между ними”.

“Интересно, что различия в метилировании ДНК были связаны с несколькими факторами транскрипции и белками с ДНК-связывающими доменами, что подразумевает прямое влияние этих изменений метилирования ДНК на экспрессию генов. Это необходимо проследить в дальнейших исследованиях”, – говорит Пуазель.

“Кроме того, интересно, что среди тех генов, которые показали наиболее сильные изменения в уровнях метилирования ДНК в нашем исследовании, два гена регулировали поведенческие аспекты потребления кокаина в экспериментах на грызунах, о чем сообщалось ранее”, – добавляет Витт.

Поделиться ссылкой