Алкогольные коктейли резко старят мозг подростков

Мозг подростков еще не полностью созрел и поэтому сильнее, чем мозг взрослого, подвержен влиянию алкоголя. К сожалению, многие современные подростки дружат с бутылкой. Стандартные лабораторные животные -- крысы и мыши -- не слишком подходящий объект для изучения подросткового алкоголизма, так как этот возраст у грызунов слишком короток. А вот модель на обезьянах – то, что надо.

Чтобы установить, как слабоалкогольные напитки влияют на развивающийся мозг тинейджеров, ученые приучили к вредной привычке подростков макак-резусов. Спаиванием обезьян занимались исследователи из Комитета по нейробиологии зависимостей Исследовательского института Скриппса (Committee on the Neurobiology of Addictive Disorders, The Scripps Research Institute) под руководством Читры Мандьям (Chitra Mandyam).

Коктейль для макак

В эксперименте участвовали семь молодых 4-5-летних самцов макаки-резуса – их возраст соответствует человеческому подростковому. На первом этапе всех подопытных обезьян «знакомили» с алкоголем. Час в день на протяжении 40 дней им предлагали сладкий напиток с цитрусовым вкусом, в котором содержалось сначала 1%, а потом 6% этанола – нечто вроде слабоалкогольного коктейля. Макаки с удовольствием пробовали напиток и в дальнейшем предпочитали пить его, а не воду.

На следующей стадии обезьян разделили на две группы. С четырьмя макаками продолжили алкогольные эксперименты – им наливали коктейль еще 11 месяцев. А контрольные животные все это время пили сладкий напиток того же состава, но безалкогольный.

Через два месяца после последнего приема алкоголя мозг всех макак извлекли для анализа. После фиксации из мозга изготовили ультратонкие срезы, которые обработали антителами к различным белкам. Это позволило под микроскопом подсчитать клетки, находящиеся на стадиях деления и созревания.

Ученых интересовал гиппокамп – подкорковая зона мозга, обеспечивающая рабочую и пространственную память. Несколько лет назад специалисты показали, что в субгранулярной зоне гиппокампа в течение всей жизни происходит нейрогенез – образование новых нервных клеток из предшественников, нейральных стволовых клеток. Именно этот процесс интересно было оценить в мозге подростков-макак, по воле биологов ставших алкоголиками.

Новые нейроны не образуются, старые умирают

Нейрогенез включает два этапа: деление стволовых клеток и дифференцировка с образованием специализированных элементов нервной ткани: нейронов и глиальных клеток.

Оказалось, что в субгранулярной зоне макак-алкоголиков по сравнению с контрольными животными число делящихся клеток снижается примерно в 2,5 раза. Еще большая разница наблюдается в числе незрелых нервных клеток, которые проходят дифференцировку, – у алкоголиков их число в пять раз меньше, чем в контроле.

В гиппокампе макак-алкоголиков снизилось также число зрелых нейронов. Это значит, что у подростков происходит дегенерация нервных клеток, которая обычно идет в преклонном возрасте или в мозге, пораженном болезнью Альцгеймера. Биологи подчеркивают, что это именно дегенерация, а не апоптоз (запрограммированная клеточная гибель). У контрольных же макак не отмечено никаких признаков дегенерации.

У хронических алкоголиков, как известно, часто страдает рабочая и пространственная память, которая обеспечивается гиппокампом. Снижение нейрогенеза и появление дегенерации нейронов – физиологическая основа нарушений памяти. Авторы предлагают возможный механизм действия этанола: он увеличивает в нейронах уровень оксида азота, изменяя содержание фермента NO-синтазы, и тем самым приводит к нейротоксичности.

Статья о том, что, как и зачем пили макаки-подростки, опубликована в последнем выпуске журнала PNAS