Опыт поражения или победы изменяет работу мозга

Илья Щеглов

Новосибирские учёные продемонстрировали, что количество белка, контролирующего уровень нейромедиаторов в мозге, изменяется в зависимости от того, насколько успешным был самец мыши в драках с себе подобными, сообщает «Информнаука».

Выяснение механизмов молекулярных процессов, происходящих при развитии нейродегенеративных заболеваний, – непростая задача, над решением которой учёные бьются уже довольно долго. Часто проблема усугубляется ещё и тем, что механизмы нормальных процессов также мало изучены. Например, хорошо известно, что белок альфа-синуклеин играет важную роль в патогенезе этих заболеваний и что его функция заключается в регуляции уровня моноаминовых нейромедиаторов – дофамина, серотонина и норадреналина. В норме он экспрессируется практически во всём мозге, однако, как именно уровень его экспрессии связан с функциями конкретных зон мозга, остаётся не вполне понятным. Учёные из Института цитологии и генетики и Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН показали, что экспрессия синуклеина в разных структурах среднего мозга самцов мышей чётко зависит от их социального опыта, а именно от того, как часто они выигрывают или проигрывают в ежедневных стычках между собой.

Альфа-синуклеин – небольшой белок, регулирующий уровень дофамина, серотонина и норадреналина в синапсах нервных клеток. Нарушения его экспрессии чётко связаны с нейродегенеративными заболеваниями – паркинсонизмом, различными видами старческого слабоумия. Кроме того, известно, что уровень нейромедиаторов, регулируемый этим белком, меняется при различной роли животных в социальных столкновениях. При повторяющейся агрессии, сопровождаемой победами в драках, наблюдается повышенная активность дофаминовой системы и пониженная – серотониновой. И наоборот: при регулярных поражениях активируется серотониновая система, а дофаминовая – подавляется. Но связано ли это с работой синуклеина, оставалось неизвестным. Максим Филипенко и его коллеги изучили изменения экспрессии синуклеина в мозге у мышей с различной активностью моноаминовой системы.Результаты работы опубликованы в последнем номере авторитетного онлайн-журнала PLoS One.

Учёные сосредоточились на изучении двух структур среднего мозга – покрышки, поскольку она содержит дофаминовые нейроны и относится к так называемой системе вознаграждения, и ядер шва, содержащих серотониновые нейроны, участвующие в реакциях стресса, депрессиях и развитии тревожных состояний. Самцы мышей были разделены на три группы – выигравших 20 драк подряд, проигравших такое же количество поединков и контрольную группу, вообще не участвовавшую в стычках. Оказалось, что уровень экспрессии синуклеина значительно возрастал в ядрах шва у проигравших и в покрышке – у победителей. Через 14 дней изоляции (и отсутствия социальных столкновений) уровень белка в обеих группах снижался, но всё же оставался выше, чем в контрольной. Эти результаты показывают, что изменения в уровне медиаторов в результате социальных контактов регулируются именно альфа-синуклеином. Активация дофаминовой «системы награды», как и активация серотониновой «системы тревоги» связана с увеличением экспрессии синуклеина в соответствующих отделах мозга.

Ранее удалось выяснить, что длительный «положительный» опыт драк у самцов мышей приводит к развитию поведенческих психопатологий – аномальной агрессии, злобности, враждебности, ярко выраженной тревожности, нарушению социального взаимодействия и т.д. В связи с этим учёные предполагают, что ген альфа-синуклеина принимает важное участие в развитии подобных расстройств. «Наш метод позволяет отслеживать изменения функционирования гена в процессе развития поведенческих патологий», – подчёркивают авторы.

Источник информации:

Natalia N. Kudryavtseva, Natalia P. Bondar, Ul’yana A. Boyarskikh, and Maxim L. Filipenko. Snca and Bdnf Gene Expression in the VTA and Raphe Nuclei of Midbrain in Chronically Victorious and Defeated Male Mice. PLoS One. 2010; 5(11).