Как липиды управляют работой мозга
Нехватка или избыток регуляторных липидов в мозговых синапсах могут быть причиной психоневрологических болезней.
Когда к межнейронному синапсу приходит импульс, то передающий нейрон выбрасывает в синаптическую щель нейромедиатор, который действует на мембрану принимающего нейрона – ионы на ней перегруппировываются, и импульс перескакивает с одной нервной клети на другую. Но что если принимающий нейрон плохо воспринимает нейромедиаторы – например, если у него мало соответствующих рецепторов, или они как-то не так работают? Тогда импульс в нейронной цепочке будет затухать, ингибироваться. А если рецепторов к нейромедиаторам, наоборот, очень много, или же они стали как-то особенно чувствительны? Тогда возбудимость принимающего нейрона повысится. И если она повысится не у одного-единственного нейрона, а у всей нейронной цепи (которая обслуживает определённый информационный процесс), то вся нейронная цепь станет сверхвозбудимой и будет работать активнее обычного.
Как можно понять, есть много способов повлиять на состояние синапсов: можно увеличить или уменьшить количество нейромедиатора, выбрасываемого в синаптическую щель, можно ускорить или замедлить его утилизацию, или, как в примерах выше, можно подействовать на нейромедиаторные рецепторы и т. д. Соответственно, есть самые разные вещества, которые меняют активность синапсов в ту или иную сторону. Одно из таких веществ – фосфолипид под названием лизофосфатидная кислота и другие фосфолипиды, похожие на неё. Лизофосфатидная кислота вообще довольно известная сигнальная молекула, она влияет на самые разные процессы, в том числа и на то, как активно клетки делятся. В синапсах нейронов коры мозга она повышает возбудимость нейронных цепей, использующих в качестве нейромедиатора глутамат.
От возбудимости и торможения зависит синхронизация разных отделов мозга, своевременный обмен информацией. Многие психоневрологические симптомы есть следствие того, что баланс возбуждения и торможения нарушен – к таким симптомам относится и тревожность, и слишком высокая чувствительность к психологическим стрессам, и депрессивность. Сотрудники Кёльнского университета сопоставили психоневрологические симптомы у нескольких десятков человек с активностью мозга (которую оценивали с помощью магнитно-резонансной томографии и электроэнцефалографии), а также с их генетическими особенностями. Психологические симптомы, связанные с аномалиями в управлении возбуждением и торможением, соответствовали определённым нейробиологическим особенностям, и одновременно у таких людей плохо работал ген PRG-1. Белок, который кодирует PRG-1, захватывает лизофосфатидную кислоту в синаптической щели и переносит её внутрь клетки – будучи внутри, она уже не может взаимодействовать с синаптическими рецепторами. То есть благодаря гену PRG-1 уровень регуляторных липидных молекул в синапсе остаётся в норме, и нейронная цепь не перевозбуждается. Если же PRG-1 испорчен мутацией, то нейроны становятся слишком возбудимыми, что приводит к определённым неприятным психологическим симптомам. Это было показано как на людях, так и на мышах, у которых отключали ген PRG-1 а потом наблюдали, что происходит в их мозге и как мыши ведут себя в стрессовых условиях.
В статье в Molecular Psychiatry говорится, что ситуацию можно отчасти исправить, если ослабить синтез лизофосфатидной кислоты. В её синтезе принимает участие аутотаксин, и сейчас известны вещества, которые подавляют его активность. На мышах с испорченным PRG-1 эксперименты прошли успешно: если аутотаксин начинал работать у них слабее, возбудимость нейронных цепей и поведение самих мышей возвращалась в норму. То есть, когда мы говорим о фармакологическом лечении психоневрологических расстройств, нужно обращать внимание не только на нейромедиаторы и их рецепторы, но и на другие биоактивные молекулы, от которых зависит работа и нейромедиаторов, и их рецепторов, и синапсов в целом. В перспективе исследователи намереваются начать клинические тесты с веществами, подавляющими активность аутотаксина – возможно, такие вещества станут перспективными лекарствами против различных психических заболеваний.
