Ученым удалось продемонстрировать потерю чувствительности дофаминовых рецепторов в ответ на длительное воздействие дофамина. Это исследование стало первым, в котором подобные эксперименты провели на человеческих клетках.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) продемонстрировали, что нейроподобные клетки, полученные из стволовых клеток человека, могут служить моделью для изучения изменений в нервной системе, связанных с зависимостью. Новая работа проливает свет на влияние дофамина на активность генов в нейронах и предлагает план дальнейших исследований в этой области.
«Чрезвычайно сложно изучить, как зависимость изменяет человеческий мозг на клеточном уровне: никто не хочет экспериментировать на чьем-то мозге, — говорит Альберт Кеунг, автор-корреспондент исследования и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в Университете Северной Каролины. — То, что мы сделали, показывает, что можно получить глубокое понимание ключевых клеточных реакций, используя нейроподобные клетки из стволовых клеток человека».
Речь идет о том, как клетки нашей нервной системы реагируют на препараты, которые связывают со злоупотреблением психоактивными веществами и зависимостью. Организм вырабатывает нейромедиатор под названием дофамин, связанный с чувством удовлетворения и отвечающий за функции мотивации и вознаграждения. Когда нейроны на «пути вознаграждения» мозга подвергаются воздействию дофамина, клетки активируют определенный набор генов, вызывающий чувство вознаграждения. Таким образом этот гормон заставляет человека чувствовать себя хорошо, вызывает желание что-то делать и повышает настроение.
Многие вещества заставляют организм вырабатывать более высокий уровень дофамина. В этот список входят разные наркотики — от социально приемлемых алкоголя и никотина до запрещенных опиатов и кокаина.
Авторы новой работы подвергали нейроподобные клетки, полученные из стволовых клеток человека, воздействию различных уровней дофамина в течение разных периодов времени. Как выяснилось, когда клетки подвергались воздействию высоких уровней нейромедиатора в течение длительного периода времени, соответствующие гены «вознаграждения» становились значительно менее чувствительными.
Перенося эту модель на человека, можно сказать, что если раньше для чувства мотивации требовался один уровень дофамина, то теперь понадобится более высокий. Способен ли организм из ничего выработать большее количество этого гормона — вопрос риторический. Неудивительно, что зависимость вынуждает человека повышать уровни дофамина искусственно.
Проблема в том, что при регулярном обратном захвате дофамина в бóльших дозах, чем организм вырабатывает, его запасы попросту истощаются. На восстановление уровней дофамина в организме требуется большое время. При отказе от веществ, ингибирующих дофаминовые рецепторы или его обратный захват, зависимый человек в течение месяцев может чувствовать отсутствие мотивации и ухудшение настроения, в крайних случаях переходящие в полную апатию и нежелание жить, которое связано с пониженным уровнем дофамина. Отсюда и возникает фактически непреодолимое желание вернуться к употреблению.
«Наша работа — первое экспериментальное исследование, демонстрирующее потерю чувствительности генов в нейроподобных клетках человека, особенно в ответ на дофамин, — отметил Райан Тэм, первый автор исследования и аспирант Университета Северной Каролины. — Нам не нужно додумывать, что это происходит в человеческих клетках: мы показали, как это происходит в них».
Многие вопросы остаются открытыми. Например, может ли более высокий уровень дофамина вызвать потерю чувствительности в более короткие сроки? Или, может быть, низкие его уровни способны провоцировать потерю чувствительности в более длительных временных масштабах? Существуют ли пороговые уровни или это какая-то линейная зависимость? Как может присутствие других нейротрансмиттеров либо биоактивных химических веществ повлиять на эти реакции?
По мнению Кеунга, модель, на которой построено исследование, способна в будущем дать ответы на все эти вопросы.