Группа ученых из России (Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск), Китая, Казахстана и Бразилии изучила, как природный психоактивный алкалоид ареколин воздействует на центральную нервную систему.
Они использовали как ареколин, так и его экстракт из орехов пальмы арека. Подопытными стали рыбки зебраданио (Danio rerio). Статью о содержании и результатах экспериментов исследователи опубликовали в международном научном журнале Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry.
Рыбы — новый эффективный модельный организм для исследований в области нейробиологии (гены у рыб и человека схожи примерно на 70 %, следовательно, с 70-процентной вероятностью реакции на вещества, аналогичные реакциям зебраданио, будут наблюдаться и у человека).
На взрослых, 5–7 месяцев, рыбок воздействовали раствором ареколина и экстракта орехов пальмы арека разной концентрации, в одном случае — в течение 20 минут, в другом — хронически, на протяжении 7 дней.
«Дальнейший анализ химического состава мозга зебраданио показал, что как острое, так и хроническое воздействие ареколином повышало уровни энергезирующего гормона норадреналина и „гормона хорошего настроения“ серотонина, вызывая у рыбок анксиолитические (противотревожные) поведенческие эффекты. Это указывает на потенциальную продуктивность ареколина как сильного анксиолитического средства, на основе которого могут быть разработаны новые лекарственные препараты для человека», — комментирует полученные данные руководитель исследовательской группы, ведущий научный сотрудник научной лаборатории перспективных исследований в области нефтехимии, химической технологии и биотехнологии Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) Алан Калуев.
Ареколин — четвертое по употребляемости вещество в мире после алкоголя, никотина и кофеина, его потребляют порядка 600 млн человек. Ареколин содержится в плодах пальмы арека (Areca catechu), широко распространенной в Индии, Юго-Восточной Азии, Китае, Океании, и столетиями применяется в народной медицине как психостимулирующее, седативное средство, для повышения концентрации внимания и улучшения сна. Так, ареколин широко используется водителями-дальнобойщиками и кормящими женщинами.
Особенность орехов пальмы арека в том, что, смешиваясь со слюной и окисляясь, они выделяют не только ареколин, но и другие алкалоиды — канцерогенные вещества ярко-красного цвета, способные вызвать разрушение зубов и развитие рака ротовой полости. Химически выделенный ареколин такого вредного воздействия не оказывает, однако механизмы острого и хронического действия ареколина in vivo до сих пор остаются недостаточно изученными и требуют доклинического тестирования. Этим обусловлена актуальность исследований группы Алана Калуева.
Ранее рыбки зебраданио успешно применялись ею для изучения воздействия на функции центральной нервной системы сахарного диабета и состояния отчаяния. Следующие возможные шаги — использование зебраданио для скрининга (тестирования и отбора) соответствующих лекарственных препаратов.
Справка
Зебраданио — маленькая, до 4 см в длину, прозрачная пресноводная рыбка, обитающая в ручьях и реках Юго-Восточной Азии — принадлежит к группе позвоночных и обладает сложной нервной системой. Данный вид быстро и продуктивно размножается: за пару недель две рыбки могут дать 700–800 особей потомства. Зебраданио отличаются высокой выносливостью и выживаемостью, а их развитие протекает стремительно: полноценная особь формируется всего за 90 дней. Небольшой размер зебраданио позволяет размещать до тысячи особей в специальных акватических установках размером с книжный шкаф, что дает большую экономию лабораторных помещений. Аквариумные рыбки «экономичны» также в плане содержания и питания.
- Главное же, что, наряду с червем-нематодой, мухой дрозофилой, мышью и человеком, зебраданио входит в «элитарный клуб» полностью генетически идентифицированных видов и очень удобна для генетических манипуляций, создания мутантных экземпляров. А поскольку икринка, личинка и взрослая особь зебраданио прозрачны, это позволяет визуально наблюдать эффекты воздействия различных препаратов, тестировать их на уровне не отдельных клеток и тканей, а целого организма.
- Таким образом, опыты на зебраданио значительно проще, быстрее и экономичнее, чем эксперименты на грызунах или приматах, а получаемая информация — разнообразнее и богаче. Благодаря этому на зебраданио можно протестировать гораздо больше препаратов и скорее найти тот из них, который замедлит нарушения в работе мозга рыбки и ее нервной системе.
УрФУ — один из ведущих университетов России, участник проекта 5-100, расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных университетских игр 2023 года. Вуз выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ), который призван решить задачи национального проекта «Наука».
