Рафаил Нудельман - Неизвестное наше тело. О полезных паразитах, оригами из ДНК и суете вокруг гомеопатии...
И наконец, в 2009–2011 годах группа Гленна Макконки из университета в Лидсе, продолжая эту линию исследований, сумела разгадать главное — каким именно образом крохотный паразит ухитряется менять концентрацию допамина в мозгу и тем самым изменять поведение и психику своих жертв. С краткого упоминания об этом достижении мы начали наш рассказ — теперь некоторыми подробностями закончим. Первый успех пришел к группе Макконки в 2009 году, когда исследователи сумели расшифровать геном токсоплазмы гонди и выявить в нем два гена, тесно связанных с допамином. Оказалось, что один из этих генов позволял паразиту производить (и выделять в зараженный мозг) вещество фенилаланин гидроксилазу, которое способствует образованию тирозина, а второй — вещество тирозин гидроксилазу, которое превращает тирозин в предшественник допамина. Открытие этих двух генов позволяло думать, что именно они наделяют паразита способностью увеличивать количество допамина в мозгу жертвы.
В экспериментах 2011 года Макконки проверил и убедительно подтвердил это предположение. Детально исследовав мозг зараженных мышей, он обнаружил, что паразиты, входя в нейроны, окружают себя оболочкой, которая образует небольшую кисту. В каждом зараженном нейроне возникает множество таких кист, спрятавшись внутри которых паразит может беспрепятственно осуществлять «допаминовое отравление» мозга. Макконки нашел, что это отравление происходит в два этапа: сначала, под влиянием генов паразита, резко повышается производство допамина внутри зараженного нейрона, а затем этот дополнительный допамин энергично выходит в окружающие участки мозга. Избыток приходящего в эти участки допамина оказывает аномальное воздействие на их нейроны, причем конкретный характер такой аномалии (будет это изменение личности, или изменение поведения, или психическое заболевание), по всей видимости, зависит от того, какова функция того или иного участка.
Результаты Макконки имеют большую важность, потому что они, возможно, позволят составить «карту», показывающую, какие именно участки мозга, при их отравлении избыточным допамином, вызывают те или иные нарушения психики. А такое превращение вредного паразита в орудие исследования мозга может в конечном счете открыть путь к пониманию того, как именно те или иные участки мозга управляют психикой животных и людей.
Немного о скрытых связях
Если ваш ребенок:
• легко отвлекается от дела, упускает из виду или забывает детали и то и дело переключает внимание с одного на другое;
• с трудом сосредотачивает внимание на чем-то одном;
• получив задание, начинает скучать над ним уже через несколько минут;
• невнимателен к тому, что ему говорят;
• с трудом усваивает новую информацию;
• часто проявляет забывчивость — и так далее
и вы пожалуетесь на это врачу, то, весьма вероятно, услышите в ответ, что ваш ребенок, скорее всего, страдает синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) с сильным уклоном в сторону дефицита внимания.
Если же ваш ребенок:
• не может усидеть на месте;
• непрерывно болтает;
• мечется по комнате, хватая все, что подвернется под руку;
• с трудом концентрирует внимание на одном деле;
• очень нетерпелив;
• безудержно проявляет свои эмоции — и так далее и вы пожалуетесь на это врачу, то, весьма вероятно, услышите в ответ, что ваш ребенок страдает синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) с сильным уклоном в сторону гиперактивности и даже возбудимости.
А если ваш ребенок проявляет и те, и другие признаки, то врач, скорее всего, скажет, что это СДВГ в его комбинированном виде. Но может быть, и не скажет, потому что некоторые врачи и ученые выражают сегодня сомнение в реальном существовании такой комбинации. Однако большинство врачей, особенно на Западе, считают, что порядка 3–5 процентов детей (преимущественно мальчики) уже в дошкольном возрасте обнаруживают те или иные приметы СДВГ, а что касается школьников, то тут, по некоторым данным, число таких детей достигает 16 процентов.
Вы наверняка встречали и взрослых с такими приметами. Ничего удивительного — специальные исследования показали, что 30–50 процентов тех, у кого СДВГ был в детстве выражен особенно ярко, сохраняют его признаки и в зрелом возрасте. В США, к примеру, около 5 процентов молодых людей и взрослых диагностированы как страдающие СДВГ. И в сегодняшней медицине уже разработана специальная система лечебной и психологической помощи таким больным.
Отчего же она берется, эта болезнь?
По этому поводу проделано уже так много исследований и выдвинуто так много гипотез, что все не охватишь. Одни исследователи, изучив ее проявления у близнецов, утверждают, что она на 76 процентов наследственна и связана с мутациями в генах, причем преимущественно в генах, заведующих производством в мозгу допамина. Другие исследователи скажут, что все дело в окружающей среде — СДВГ много чаще проявляется у детей, которые очень рано (иногда еще в утробе матери) подверглись воздействию алкоголя, табака, свинца. Третьи будут обвинять во всем диету, четвертые — семейную атмосферу, одним словом — есть простор для творческого ума.
Но вот недавно, на фоне всех этих сложностей, проскользнуло в печати одно скромное, но интересное исследование, которое вроде бы указывает на совсем иную возможную причину этого синдрома, очень далекую от всех тех сложностей, которые вокруг него уже собрались. Исследование это провели британские ученые из Медицинской школы университета города Сванси. Их заинтересовали разрозненные, но настойчивые наблюдения, указывающие, что люди, страдающие СДВГ, часто жалуются также на «проблемы со сном». «Проблемы» — это значит «сонливость днем» и «трудное засыпание вечером», «нервные движения во сне», «очень короткие промежутки крепкого сна» и так далее. «Часто» — это значит, что среди детей очень часто, а у взрослых люди с нарушением ритма сна составляют целых 83 процента. Такая цифра давно взывала к вниманию, но вот почему-то до 2012 года никто ей этого внимания не оказывал.
Известно, что ритмом сна и бодрствования, равно как и многими другими циклически повторяющимися процессами в нашем организме (прежде всего активностью различных генов и выработкой различных гормонов), заправляет определенный механизм — так называемые «биологические часы». Центр его сосредоточен у животных и человека в головном мозгу, в том его участке, который называется «гипоталамус», а еще точнее — в том участке гипоталамуса, который именуется сложным термином «супрахиазматическое ядро». Это ядро представляет собой группу нервных клеток, в которых специфически активны несколько генов, заведующих выработкой определенных белков. Белки эти находятся в «круговой» связи друг с другом, и связь эта выглядит, грубо говоря, так: когда белка первого гена становится в клетке слишком много, это включает другой ген, вызывающий появление второго белка, который тормозит выработку первого. Когда в итоге первого белка становится слишком мало, это оказывается сигналом, который выключает второй ген, и тогда выработка второго белка прекращается, его действие исчезает, и выработка первого белка, не имея теперь препятствий, опять начинает нарастать. Каждый такой цикл занимает около 24 часов (даже ближе к 25), и это, несомненно, связано с так называемым «циркадным ритмом», то есть с периодичностью земных суток, проще говоря — со сменой дня и ночи.
Нервные клетки супрахиазматического ядра, работая циклически, посылают такие же циклические сигналы в соседние участки гипоталамуса, которые заведуют циклическим включением и выключением других генов, что приводит к такому же циклическому производству определенных гормонов, прежде всего — мелатонина. Эти гормоны расходятся по организму, вызывая суточную смену тех или иных больших и малых процессов — сна, аппетита, физической активности, а также неприметных нам таких же суточных изменений в разных тканях и органах.
Но этот механизм — далеко не единственные «биологические часы» в человеческом организме. Клетки с такой парой циклически работающих генов есть не только в мозгу, но и в других частях тела, вплоть до кожи и желудка — да, и желудка, причем нарушения работы этих часов — которые, в свою очередь, корректируются сигналами, приходящими к ним из мозга, — влечет за собой ряд расстройств пищеварения и болезней печени. А некоторые специалисты даже возлагают на эти нарушения циркадного ритма также и определенную долю вины за ожирение.
Вернемся теперь к СДВГ. Британские исследователи, занявшись жалобами таких больных на «проблемы со сном», поняли, что и здесь виною могут быть нарушения циркадного ритма «биологических часов» в организме этих людей. Поэтому они решили поглубже изучить их суточную активность. Для этого они отобрали тринадцать взрослых с диагнозом СДВГ и девятнадцать людей для сравнения, соответствующих им во всем, кроме болезни. У всех участников эксперимента в течение многих суток проверяли степень физической активности в разные часы и одновременно брали образцы слюны для измерения уровня работы «часовых генов» и вырабатываемых в организме гормонов — мелатонина и кортизола. И вот что обнаружили.
