Кокаин и стресс одинаково изменяют ДНК

Кокаин и хронический стресс целенаправленно воздействуют на один участок головного мозга – прилежащее ядро (nucleus accumbens). Причем не только изменяют поведение и пластичность нервной системы (способность мозга адекватно перестраиваться в зависимости от внешних условий), но и оставляют отпечаток на генетическом уровне.

Правда, авторы большинства научных работ изучали нестойкие эпигенетические изменения. Они связаны не со строением ДНК, а со структурой вспомогательных молекул, например белков-гистонов (протеины, вокруг которых закручивается молекула ДНК, формируя хромосому). При этом известно, что последствия наркотической зависимости и регулярных стрессов отражаются на здоровье, умственных способностях и психических характеристиках будущего поколения. То есть и наркотики и стресс могут корректировать структуру полинуклеотидов.

Infox.ru уже писал, что умственные способности зависят от количества дендритных шипиков, а метилирование ДНК в нейронах доводит людей до самоубийства и влияет на память. Коллектив ученых из нескольких исследовательских центров США под руководством Квинси Лапланта (Quincey LaPlant) в эксперименте на грызунах изучил, как формируются наркотическая зависимость, психические расстройства и изменяется пластичность мозга в зависимости от степени метилированности ДНК в нейронах.

Депрессивно-кокаиновый круг

В ходе эксперимента ученые вводили грызунам рассчитанные дозы кокаина или давали им возможность самостоятельно употреблять наркотик на протяжении трех часов в сутки. Другую группу грызунов исследователи целенаправленно пугали, заставляя их «общаться» с другими агрессивными грызунами, которые всячески обижали мышей. После многочисленных отличающихся по концентрациям, интенсивности и продолжительности воздействия экспериментов ученые изучили внешний вид нейронов у подопытных грызунов, а также работу метилирующих генов в мышином мозге.

Ученые пришли к выводу, что при хроническом стрессе ДНК сильно метилируется (включается в работу ген Dnmt3a). Правда, исследователи не подтвердили, что метилирование улучшает память. Зато проследили, что работа гена Dnmt3a вызывает депрессию и психические расстройства.

Кокаин подавляет ген Dnmt3a и «отключает» депрессию. Правда, цена хорошего настроения достаточно высока. Под действием наркотика нейроны формируют сеть дополнительных тонких шипиков. Они защищают клетки от действия наркотика. Стоит отметить, что под кокаином нейроны отращивают только тонкие дендритные шипики. А с увеличением количества тонких дендритных шипиков депрессия усиливается. Что и происходит сразу, как только заканчивается прямое действие кокаина.

Известно, что эти отростки хоть и передают информацию в другие отделы мозга, но погибают быстрее остальных. Поэтому ни зависимым от кокаина, ни страдающим депрессиями рассчитывать на долгосрочную память не приходится.

Ученые отмечают, что исследование поставило много причинно-следственных вопросов, с которыми они намерены разобраться в ближайшем будущем. Ведь даже на молекулярном уровне создаются такие условия, в которых депрессия становится следствием наркомании, и наоборот. Исследователи уверены, что генетический портрет депрессии и наркотической зависимости помогут разработать эффективные методы лечения, которые не станут «палкой о двух концах».

Подробнее об эксперименте можно прочитать в статье Dnmt3a regulates emotional behavior and spine plasticity in the nucleus accumbens, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.