Раскрыт ключевой механизм развития никотиновой зависимости
03.02.2011
4249
0
42490
Курение табака – одна из ведущих причин смертности во всем мире. Согласно данным статистических исследований, ежегодно из-за этой вредной привычки в мире умирает около пяти миллионов человек. Девяносто процентов случаев летальных исходов, вызванных раком легких, обусловлено курением. Ученые установили, что склонность к табакокурению носит наследственный характер: более 60% риска возникновения никотиновой зависимости обусловлено генетическими факторами.
Зависимость от табакокурения возникает из-за действия никотина, который активирует в головном мозге человека белки под названием никотиновые ацетилхолиновые рецепторы. Эти рецепторы состоят из различных субъединиц, одна из которых - субъединица альфа-5, стала объектом данного исследования. Результаты работы, выполненной на животных с генетическими мутациями, показали, что блокирование субъединицы альфа-5 рецептора приводит к тому, что животные начинают потреблять больше никотина. Процесс можно обратить вспять, усилив продукцию данной субъединицы никотинового рецептора.
Субъединица альфа-5 никотинового рецептора необходима для нормального функционирования одного из проводящих путей в мозге – так называемого поводочно-межножкового тракта, соединяющего различные структуры головного мозга (так называемый «поводок», или, по-латыни, habenula, и одну из областей мозжечка). Результаты исследования показывают, что никотин активирует никотиновые рецепторы, расположенные в области поводка. В результате у курящего ослабевает тяга к никотину.
«Оказалось, что поводок и структуры головного мозга, с которыми он связан, играют ключевую роль в контроле желания закурить. Никотин, похоже, активирует рецепторы на клетках поводка, когда уровень наркотика достигает опасной для здоровья концентрации. Если работа сигнального пути нарушена, то человек потребляет дозу никотина, превышающую безопасные значения. Результаты нашего исследования объясняют, почему люди с определенным генетическим вариантом субъединицы альфа-5 никотинового рецептора в большей степени предрасположены к возникновению никотиновой зависимости и развитию заболеваний, вызванных табакокурением, например, раку легких и хронической обструктивной болезни легких», - рассказывает одна из авторов исследования, Кристи Фоулер (Christie Fowler).
Целью ученых было определение роли никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, содержащих субъединицу альфа-5, в регуляции потребления никотина.
В первой части эксперимента ученые провели выключение, или так называемый «нокаут» гена, отвечающего за синтез субъединицы альфа-5 никотинового рецептора, и исследовали у генетически модифицированных мышей предрасположенность к развитию никотиновой зависимости. Оказалось, что при свободном доступе к никотину, генетически модифицированные мыши стали употреблять его намного больше, чем животные с нормальным генотипом. В следующей части эксперимента ученые решили доказать, что увеличение потребления никотина генетически модифицированными мышами обусловлено «нокаутом» гена субъединицы альфа-5. Для этого экспрессия субъединицы альфа-5 никотинового ацетилхолинового рецептора в клетках головного мозга была искусственно восстановлена. В результате «нокаутные» мыши стали употреблять столько же никотина, сколько и обычные. Ученые повторили эксперимент на крысах и получили аналогичные результаты.
Затем был исследован биохимический механизм, с помощью которого субъединица альфа-5 никотинового ацетилхолинового рецептора обеспечивает контроль количества потребляемого никотина. Результаты исследования показали, что субъединица альфа-5 регулирует чувствительность нервных клеток, расположенных в области поводка, к никотину. Кроме того, было установлено, что поводок участвует в развитии некоторых негативных реакций, возникающих при никотиновой зависимости. Таким образом, нарушение работы субъединицы альфа-5 приводит к снижению чувствительности рецепторов поводка к никотину, и нужна повышенная доза никотина для активации рецепторов. В результате количество потребляемого никотина увеличивается.
«Мы надеемся, что новые данные послужат основой для понимания мотивации человека при никотиновой зависимости, а также предоставят новую информацию о сигнальных путях в головном мозге, которые регулируют предрасположенность к возникновению никотиновой зависимости. В результате проведенного исследования мы обнаружили новую мишень для лекарственных препаратов, которые могут быть разработаны для борьбы с курением в будущем», - рассказывает руководитель исследования профессор Пол Кенни.
Ученые надеются, что результаты их исследования однажды помогут курильщикам, которые хотят побороть свою вредную привычку. Основываясь на полученных результатах, специалисты из Исследовательского Института Скриппса совместно с учеными из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) начали новую исследовательскую программу, основной задачей которой является создание лекарственных препаратов, направленных на усиление работы сигнального пути, активируемого субъединицей альфа-5 никотинового рецептора и на уменьшение привыкания к никотину.
По материалам:
Scripps Research Institute
Оригинальная статья:
Christie D. Fowler, Qun Lu, Paul M. Johnson, Michael J. Marks, Paul J. Kenny. Habenular α5 nicotinic receptor subunit signalling controls nicotine intake. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature09797
Зависимость от табакокурения возникает из-за действия никотина, который активирует в головном мозге человека белки под названием никотиновые ацетилхолиновые рецепторы. Эти рецепторы состоят из различных субъединиц, одна из которых - субъединица альфа-5, стала объектом данного исследования. Результаты работы, выполненной на животных с генетическими мутациями, показали, что блокирование субъединицы альфа-5 рецептора приводит к тому, что животные начинают потреблять больше никотина. Процесс можно обратить вспять, усилив продукцию данной субъединицы никотинового рецептора.
Субъединица альфа-5 никотинового рецептора необходима для нормального функционирования одного из проводящих путей в мозге – так называемого поводочно-межножкового тракта, соединяющего различные структуры головного мозга (так называемый «поводок», или, по-латыни, habenula, и одну из областей мозжечка). Результаты исследования показывают, что никотин активирует никотиновые рецепторы, расположенные в области поводка. В результате у курящего ослабевает тяга к никотину.
«Оказалось, что поводок и структуры головного мозга, с которыми он связан, играют ключевую роль в контроле желания закурить. Никотин, похоже, активирует рецепторы на клетках поводка, когда уровень наркотика достигает опасной для здоровья концентрации. Если работа сигнального пути нарушена, то человек потребляет дозу никотина, превышающую безопасные значения. Результаты нашего исследования объясняют, почему люди с определенным генетическим вариантом субъединицы альфа-5 никотинового рецептора в большей степени предрасположены к возникновению никотиновой зависимости и развитию заболеваний, вызванных табакокурением, например, раку легких и хронической обструктивной болезни легких», - рассказывает одна из авторов исследования, Кристи Фоулер (Christie Fowler).
Целью ученых было определение роли никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, содержащих субъединицу альфа-5, в регуляции потребления никотина.
В первой части эксперимента ученые провели выключение, или так называемый «нокаут» гена, отвечающего за синтез субъединицы альфа-5 никотинового рецептора, и исследовали у генетически модифицированных мышей предрасположенность к развитию никотиновой зависимости. Оказалось, что при свободном доступе к никотину, генетически модифицированные мыши стали употреблять его намного больше, чем животные с нормальным генотипом. В следующей части эксперимента ученые решили доказать, что увеличение потребления никотина генетически модифицированными мышами обусловлено «нокаутом» гена субъединицы альфа-5. Для этого экспрессия субъединицы альфа-5 никотинового ацетилхолинового рецептора в клетках головного мозга была искусственно восстановлена. В результате «нокаутные» мыши стали употреблять столько же никотина, сколько и обычные. Ученые повторили эксперимент на крысах и получили аналогичные результаты.
Затем был исследован биохимический механизм, с помощью которого субъединица альфа-5 никотинового ацетилхолинового рецептора обеспечивает контроль количества потребляемого никотина. Результаты исследования показали, что субъединица альфа-5 регулирует чувствительность нервных клеток, расположенных в области поводка, к никотину. Кроме того, было установлено, что поводок участвует в развитии некоторых негативных реакций, возникающих при никотиновой зависимости. Таким образом, нарушение работы субъединицы альфа-5 приводит к снижению чувствительности рецепторов поводка к никотину, и нужна повышенная доза никотина для активации рецепторов. В результате количество потребляемого никотина увеличивается.
«Мы надеемся, что новые данные послужат основой для понимания мотивации человека при никотиновой зависимости, а также предоставят новую информацию о сигнальных путях в головном мозге, которые регулируют предрасположенность к возникновению никотиновой зависимости. В результате проведенного исследования мы обнаружили новую мишень для лекарственных препаратов, которые могут быть разработаны для борьбы с курением в будущем», - рассказывает руководитель исследования профессор Пол Кенни.
Ученые надеются, что результаты их исследования однажды помогут курильщикам, которые хотят побороть свою вредную привычку. Основываясь на полученных результатах, специалисты из Исследовательского Института Скриппса совместно с учеными из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) начали новую исследовательскую программу, основной задачей которой является создание лекарственных препаратов, направленных на усиление работы сигнального пути, активируемого субъединицей альфа-5 никотинового рецептора и на уменьшение привыкания к никотину.
По материалам:
Scripps Research Institute
Оригинальная статья:
Christie D. Fowler, Qun Lu, Paul M. Johnson, Michael J. Marks, Paul J. Kenny. Habenular α5 nicotinic receptor subunit signalling controls nicotine intake. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature09797
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
