Исследование влияния опиоидов на мозг

Новое исследование, проведенное учеными из Института нейробиологии Макса Планка во Флориде, может изменить наше понимание того, как опиоиды влияют на мозг. Несмотря на многочисленные дискуссии вокруг продолжающегося опиоидного кризиса, современное понимание того, как опиоиды функционируют в мозге, довольно ограничено. В первую очередь это связано с трудностями наблюдения и измерения эффектов опиоидов в мозге в режиме реального времени.

Однако технологический прорыв, осуществленный под руководством доктора Линь Тянь и ее исследовательской группы, позволил преодолеть эти ограничения и должен изменить подход ученых к изучению опиоидной сигнализации в мозге. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Что мы знаем об опиоидной сигнализации?

Фармацевтические опиоиды, такие как морфин и оксикодон, и запрещенные опиоидные наркотики, например, героин, воздействуют на мозг и тело, связываясь с опиоидными рецепторами на поверхности клеток нервной системы. Эти рецепторы обычно реагируют на химические вещества естественного происхождения, которые высвобождаются в мозге и называются эндогенными опиоидами. К ним относятся эндорфины, энкефалины и динорфины.

Высвобождаемые в ответ на приятные действия, например, смех, секс и физические упражнения, а также на действия, вызывающие отвращение, а также травмы и увечья, эти химические вещества связывают опиоидные рецепторы и снижают способность нейронов получать и передавать сигналы. Эти клеточные эффекты в конечном итоге приводят к когнитивным и поведенческим эффектам, связанным с опиоидами, включая позитивные ощущения, облегчение боли и привыкание.

Проблемы в понимании опиоидной сигнализации

Остается множество вопросов о том, как опиоиды вызывают эти поведенческие эффекты и можно ли использовать специфические свойства опиоидов, например, облегчение боли, без нежелательных эффектов, включая привыкание.

Научная литература по опиоидам обширна и подтверждает, что воздействие на опиоидную систему представляет клинический интерес – не только для обезболивания, но и, в последнее время, для лечения таких психических расстройств, как тревога и депрессия.

Разработка терапевтических средств, способных решить эти проблемы со здоровьем и одновременно предотвратить трагедию, связанную с нынешней эпидемией опиоидов, требует дальнейшего изучения разнообразных эффектов опиоидов в мозге.

Разнообразие опиоидных эффектов  обусловлено более чем 20 различными опиоидными химическими веществами, вырабатываемыми в мозге, и более чем 500 различными синтетическими опиоидами. Большинство из этих различных опиоидов взаимодействуют со всеми тремя типами опиоидных рецепторов с разной силой. Их разнообразные эффекты зависят от концентрации опиоида, наличия специфических рецепторов и задействованных мозговых цепей.

“В настоящее время предпринимаются попытки использовать различные терапевтические свойства опиоидов, воздействуя на конкретные рецепторные действия и мозговые цепи, чтобы разработать более эффективные и безопасные терапевтические средства. Однако эти усилия сдерживаются нашей неспособностью эффективно измерять различные опиоидные сигналы в мозге в режиме реального времени”, – говорит доктор Тянь.

Новая технология открывает путь к пониманию опиоидов в мозге

Приложив огромные усилия для разработки и тестирования более 1000 вариантов, команда доктора Тянь оптимизировала высокочувствительные биосенсоры на основе трех опиоидных рецепторов. Эти биосенсоры, первоначально разработанные в то время, когда Тянь работала в Калифорнийском университете в Дэвисе, испускают флуоресценцию при связывании опиоида с сенсором и выключаются, когда опиоида там больше нет.

Таким образом, биосенсоры служат посредниками для связывания опиоидов со специфическими опиоидными рецепторами. Введение этих сенсоров в мозг животного позволяет визуализировать передачу сигналов опиоидов во всем мозге в режиме реального времени.

“Сила этой новой технологии заключается в том, что теперь у нас есть инструменты для понимания естественной опиоидной системы в мозге, включая то, как различать различные опиоидные эффекты. Мы можем отслеживать высвобождение эндогенных опиоидов в режиме реального времени, вызванное как вознаграждением, так и отвращением, и видеть различия в опиоидной сигнализации в различных мозговых цепях”.

Команда доктора Тянь уже широко распространяет эти новые инструменты, чтобы ускорить влияние этой новой технологии на понимание опиоидов.

Поделиться ссылкой