Табак является одной из ведущих причин рака легких, инфарктов, инсультов и ряда других серьезных заболеваний.
Новое исследование показало, что один из главных компонентов табачного яда, никотин, помогает лечить шизофрению.
Шизофрения — тяжелое, инвалидизирующее психическое заболевание, которым страдает более 21 миллиона человек во всем мире. В США шизофренией страдает более 1% взрослого населения страны.
Многочисленные исследования доказали, что у больных шизофренией наблюдаются органические нарушения в определенных зонах головного мозга. Шизофрения связана с недостаточной активностью префронтальной коры — гипофронтальностью.
Данная область отвечает за исполнительные функции: принятие решений и суждения. Префронтальная кора головного мозга помогает нам контролировать себя в стрессовых ситуациях, координирует кратковременную и долговременную память.
На страницах журнала Nature Medicine сообщается, что никотин способен активировать нейроны префронтальной коры, облегчая симптоматику у больных шизофренией.
Сотрудники Колорадского университета в Боулдере под руководством доктора Уве Маскоса (Uwe Maskos) решили углубиться в причины гипофронтальности, или пониженной активности префронтальной коры.
По мнению исследователей, гипофронтальность ассоциируется с разнообразными когнитивными проблемами, включая неспособность принимать верные решения, затрудненную концентрацию внимания, плохую память.
Кроме того, ранее шизофрению связывали с мутацией в гене CHRNA5 и табакокурением.
Около 90% больных шизофренией курят (большая часть — заядлые курильщики); также курильщиками являются 60-70% пациентов с биполярным расстройством.
В этом контексте наука обнаружила связь между количеством выкуриваемых сигарет и полиморфизмом CHRNA5.
Маскос и его коллеги задались вопросом: могут ли некоторые варианты гена CHRNA5 вызывать гипофронтальность?
И если да, то способен ли никотин повлиять на этот процесс?
Для начала пришлось понаблюдать за генетически модифицированными мышами, у которых имелись нейрокогнитивные и поведенческие нарушения.
Удалось выяснить, что однонуклеотидный полиморфизм в субъединице alpha-5-nAChR гена CHRNA5 действительно вызывает гипофронтальность и увеличивает риск шизофрении.
Томография мозга мышей показала, что активность их коры нарушена таким же образом, что и у людей, страдающих шизофренией и… зависимостью.
Вот и секрет, почему 90% больных курят?
Наконец, введение никотина подопытным грызунам повышало активность префронтальной коры. Активация никотиновых рецепторов в этой зоне мозга существенно улучшала когнитивные функции и поведение животных.
«Получается, что никотин у больных шизофренией компенсирует генетически обусловленное нарушение в работе мозга. Никто не мог этого представить», — прокомментировал результаты доктор Джерри Штицель (Jerry Stitzel), научный сотрудник Института генетики поведения при CU Boulder.
Авторы заявляют, что больные шизофренией фактически пытаются лечить себя с помощью сигарет.
Но существует гораздо более безопасный способ — давать пациентам достаточные дозы никотина, чтобы взять под контроль работу префронтальной коры и ослабить симптомы заболевания.
«Наша работа открывает новые возможности лечения шизофрении, которая связана с определенным генетическим вариантом CHRNA5 — это никотин», — с оптимизмом заявил доктор Штицель американским журналистам.
Область применения никотина может оказаться еще шире: у больных биполярным расстройством, синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР) также отмечается пониженная активность префронтальной коры головного мозга.
The Great Mouse Detective / Walt Disney Animation, 1986
Международная группа ученых в экспериментах на животных подтвердила роль никотиновых рецепторов в развитии характерных для шизофрении нарушений работы мозга и обнаружила, что введение никотина устраняет эти нарушения. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.
При шизофрении и некоторых других психических заболеваниях наблюдается сниженная активность префронтальной коры — структуры мозга, отвечающей за высшие когнитивные функции. Считается, что именно с этим явлением (оно называется гипофронтальностью) связаны многие симптомы шизофрении, такие как нарушения внимания, запоминания, понимания объяснений и затрудненное принятие решений.
Активность префронтальной коры модулируется никотиновым подтипом рецепторов к ацетилхолину (н-холинорецепторами). Недавние полногеномные исследования ассоциаций выявили однонуклеотидный полиморфизм гена CHRNA5 (он кодирует субъединицу α5 н-холинорецептора), связанный с повышенным риском как шизофрении, так и табачной зависимости. Однако как именно этот вариант гена влияет на мозговые функции, показано не было.
Чтобы выяснить это, сотрудники Пастеровского института в Париже с коллегами из других вузов создали генномодифицированных мышей с подобным вариантом человеческого гена CHRNA5. Стандартные тесты показали, что у таких животных нарушены социализация и способность фильтровать информацию от органов чувств, что наблюдается и у людей с шизофренией.
Двухфотонная кальциевая визуализация (метод регистрации нейронных импульсов) прелимбической коры (часть префронтальной коры) мышей показала, что при наличии человеческого гена с полиморфизмом у них примерно на четверть снижена активность пирамидальных (основных возбудительных) нейронов по сравнению со здоровыми животными. Такое снижение активности соответствует гипофронтальности у людей.
Получив подтверждения важной роли никотиновых рецепторов в нарушениях работы префронтальной коры, а также учитывая то, что около 90 процентов шизофреников являются заядлыми курильщиками, ученые решили изучить действие никотина на мозг мышей с моделью шизофрении. С помощью инфузионного насоса они поддерживали в крови животных концентрацию никотина, аналогичную наблюдаемой у курильщиков.
После двух дней такой терапии активность пирамидальных нейронов префронтальной коры значительно возросла и оставалась повышенной на протяжении двух недель. Введение никотина в течение одной-двух недель увеличило активность этих нейронов до уровня здоровых животных.
«Полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что никотин или другие агонисты н-холинорецепторов могут нормализовать активность префронтальной коры и уменьшить некоторые когнитивные нарушения, наблюдаемые у людей с нейропсихиатрическими расстройствами», — пишут авторы работы. По их мнению, злостное курение пациентов с шизофренией представляет собой форму фармакологического самолечения.
Также полученные данные указывают на то, что агонисты н-холинорецепторов могут стать потенциальным средством помощи при нейропсихиатрических заболеваниях, которые сопровождаются гипофронтальностью (шизофрения, биполярные расстройства, зависимость от психоактивных веществ и другие). «Это определяет совершенно новую стратегию для разработки лекарственной терапии», — сказал руководитель исследования Уве Маскос (Uwe Maskos).
Ранее сотрудники Университета Дьюка связали развитие шизофрении с изменениями в сложном актинсвязывающем белке Arp2/3, который участвует в построении клеточного скелета и, в частности, в формировании на дентритах нейронов мест образования синаптических связей. Также была показана роль белков системы комплемента в возникновении этого заболевания. Подробнее о генетических исследованиях шизофрении можно почитать в нашем материале.
Больные шизофренией часто курят. Для них вредная привычка — это способ, помогающий от множества симптомов, вызванных расстройством, а также способ борьбы с серьезными побочными эффектами терапии (летаргией, отсутствием мотивации и т. д. ).
Префронтальная кора (область, связанная с познанием, принятием решений и памятью) — одна из областей головного мозга, работа которой у пациентов с психическими расстройствами, в том числе шизофренией, бывает нарушена. В непатологическом состоянии нейротрансмиттер ацетилхолин через никотиновые рецепторы, находящиеся на поверхности нейронов, изменяет активность префронтальной коры в соответствии с состоянием окружающей среды и организма. Это позволяет человеку быть более решительным в ситуации, требующей принять решение, более внимательным или, наоборот, более расслабленным и т. д.
Недавно ученые выяснили, что когнитивные нарушения у пациентов с шизофренией и зависимость от никотина связаны с одной и той же генетической мутацией в гене CHRNA5, который кодирует белок-субъединицу никотинового рецептора.
Ацетилхолиновые, или никотиновые, рецепторы находятся в клеточной мембране и чувствительны к нейротрансмиттерам. Эти рецепторы участвуют в нескольких функциях нервной системы, особенно в управлении произвольными движениями, памятью, вниманием, сном, болью и беспокойством. Никотин является агонистом этих рецепторов, что означает, что он может воздействовать на эти мишени так же, как ацетилхолин.
В исследовании консорциума ученых из Высшей школы экономики, Института Пастера, Высшей нормальной школы, Национального центра научных исследований, Национального института исследований в области здравоохранения и медицины и Университета Колорадо опубликованном в Nature Medicine, был предложен ответ на вопрос, как именно эта мутация влияет на префронтальную кору. Исследователи ввели мышам человеческий ген CHRNA5 с целью воспроизведения дефицита, который характеризует шизофрению, а именно — поведенческих дефицитов при социальном взаимодействии и при выполнении сенсомоторных задач.
Используя метод визуализации in vivo и уникальный метод вычислительного анализа, разработанный нейротеоретиками в ВШЭ, ВНШ (Париж) и Института Пастера, ученые обнаружили существенное снижение активности в префронтальной коре мышей с мутацией CHRNA5. Кроме того, комбинируя вычислительную модель локальной цепи взаимодействия нейронов префронтальной коры и результаты новых экспериментов, они смогли идентифицировать тип клеток, на активность которых влияла эта мутация: такими клетками оказались интернейроны — клетки, которые создают тормозящие связи между нейронными сетями.
«Наши модели предсказали, что введение никотина влияет на никотиновые рецепторы на интернейронах в префронтальной коре, и это ренормализует текущую активность префронтальной коры», — пояснил один из авторов статьи Борис Гуткин. Снижение активности префронтальной коры, измеренное в этой модели, оказалось аналогично снижению, наблюдаемому у пациентов с психическими расстройствами, такими как шизофрения и наркомания.
Таким образом, поскольку никотин восстанавливает нормальную активность префронтальной коры, он также может восстановить нормальную функцию, которая нарушена у людей с психическими заболеваниями. Теперь задача — найти фармакологический агент, который будет имитировать действие никотина, нацеливаясь на никотиновые рецепторы и, таким образом, сможет помочь шизофреникам. Терапевтическая молекула должна работать так же, как никотин, но без ее вредных эффектов (зависимость, старение клеток, увеличение частоты сердечных сокращений и т. д. ).
Люди с психическими расстройствами курят в большем количестве, чем население в целом, и это особенно верно для людей с шизофренией. Люди с шизофренией не застрахованы от опасности курения, но они видят в этом краткосрочные преимущества, что делает для них очень трудным бросить курить.
Шизофрения и курение
Приблизительно 40 процентов россиян из населения в целом в настоящее время курят, согласно текущим оценкам, и более 80 процентов людей с шизофренией подвергаются этой пагубной привычке. И, мало того, что они курят больше, они выкуривают больше сигарет, чем другие курильщики. Люди с психическими заболеваниями, которые курят, как правило, заядлые курильщики, и они подвержены получать больше вредных веществ из сигарет.
Связь между шизофренией и курением
Существует несколько теорий, объясняющих эту связь. Возможно, что курение так или иначе помогает с мышлением, поэтому оно может действовать, как самолечение. Когнитивные нарушения — как проблемы с памятью, вниманием, а также организация мыслей в логическом порядке — и неспособность адекватного реагирования на повседневные события являются общими симптомами шизофрении, и есть некоторые основания предполагать, что никотин усиливает функционирование мозга у пациентов с шизофренией.
Другая теория заключается в том, что действие никотина минимизирует воздействие некоторых антипсихотических препаратов. В то время как курильщики нуждаются в более высоких дозах антипсихотических препаратов, они, кажется, испытывают меньше из самых серьезных побочных эффектов, включая позднюю дискинезию, неподдающийся лечению побочный эффект, который вызывает неконтролируемые движения тела.
Курение убивает людей страдающих шизофренией
Пока врачи не могут полностью понять, почему люди с шизофренией так много курят, но они знают, что сигареты убивают их.
Одно исследование изучало то, как люди с шизофренией умирают и выяснили, что курение играет определенную роль в ведущих причин преждевременной смерти:
Бросить курить трудно
Одно из исследование выявило проблемы, которые мешают человеку с шизофренией успешно бросить курить:
- Курение — одно из немногих жизненных удовольствий для большинства людей, страдающих шизофренией.
- Человек может не иметь сил, чтобы бросить курить.
- Человек может опасаться, что его симптомы будут разгораться. Доказательства недостаточны, но в этом может быть некоторая доля правды.
Эксперимент на мышах показал, что никотин устраняет характерные для шизофрении нарушения работы мозга. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Medicine, а мы объясняем, как никотин связан с психическим расстройством, которым страдает более 20 миллионов человек во всем мире.
Шизофрения приводит к нарушениям мышления, внимания, восприятия, языка и поведения. Ее симптомы (галлюцинации, бред, неадекватное поведение) связаны со снижением активности префронтальной коры головного мозга, которая отвечает за внимание, когнитивную деятельность, моторику и эмоции. Примечательно, что в работе префронтальной коры значительную роль играют никотиновые рецепторы, а «ген предрасположенности к курению» CHRNA5 повышает риск развития шизофрении.
Чтобы исследовать эту взаимосвязь, ученые из Института Пастера в Париже ввели мышам CHRNA5 и зафиксировали у них развитие симптомов, характерных шизофрении: снижение социализации и способности обрабатывать информацию, поступающую от органов чувств. Затем животным в течение двух дней давали никотин, и активность клеток префронтальной коры значительно возросла, достигнув уровня здоровых мышей. Улучшения после терапии сохранялись в течение 7-14 дней.
– Эксперимент показал, что никотин нормализует активность префронтальной коры и снижает выраженность некоторых когнитивных нарушений у людей с шизофренией и другими психическими расстройствами, – пишут исследователи. Они также заявляют, что никотиновая зависимость пациентов может оказаться своеобразной формой самолечения.
Ученые не в первый раз исследуют связь курения и психических заболеваний. Мета-анализ 2005 года показал, что по сравнению с населением в целом тяжелая никотиновая зависимость чаще встречается у курильщиков с шизофренией, а в 2006 году в The American Journal of Psychiatry появились данные, что 80% пациентов с шизофренией являются курильщиками.
Внешние ссылки откроются в отдельном окне
Внешние ссылки откроются в отдельном окне
Курение может оказывать прямое влияние на развитие шизофрении, говорится в опубликованном в журнале Lancet Psychiatry докладе ученых из Королевского колледжа Лондона. Они настаивают на более глубоком изучении этого вопроса.
Ученые проанализировали 61 независимое исследование и пришли к выводу, что сигаретный дым может изменить работу мозга, спровоцировав развитие нарушений в молодом возрасте.
Связь между курением и психозами установлена давно, однако ранее считалось, что пациенты с шизофренией чаще развивают пристрастие к курению, потому что они используют сигареты как способ облегчить стресс от того, что они «слышат голоса» и «видят галюцинации».
Ученые из Королевского колледжа Лондона проанализировали информацию о 14 555 курильщиках и 273 162 некурящих.
Выяснилось, что 57% участников исследования с психозами уже курили к тому моменту, когда с ними случился первый приступ. Вероятность развития шизофрении была вдвое выше у людей, курящих ежедневно, чем у некурящих. Также у курильщиков шизофрения развивается в среднем на год раньше, чем у некурящих, пришли к выводу ученые.
Ученые утверждают, что поскольку больных с шизофренией среди курильщиков больше, значит, дело не только в том, что сигареты для курильщиков являются способом облегчить симптомы шизофрении.
«Очень сложно установить причинно-следственные связи [между курением и развитием шизофрении, учитывая характер исследования]. Но мы надемся, что это приведет к пониманию того, что табак, возможно, является одной из причин развития психозов. Мы надеемся, что это послужит толчком для новых исследований и клинических испытаний, которые помогут получить более четкие доказательства», — сказал сотрудник института психиатрии, психологии и нейрологии Джеймс Маккаби.
Очевидно, что у большинства курильщиков шизофрении нет. Однако употребление табака, по мнению ученых, увеличивает риск развития заболевания.
Шизофрения в среднем диагностируется у одного человека из 100. Среди курильщиков это соотношение может быть два из 100, считают исследователи.
По мнению ученых, никотин повышает уровень нейрогормона дофамина (его также называют допамином). Обычно повышенный уровень этого гормона диагностируют как раз у пациентов с психозами.
Директор института физиологии в университете Кардифа считает, что исследователи из Королевского колледжа Лондона привели достаточно сильные аргументы в пользу того, что курение может вызвать повышенный риск развития шизофрении.
«Мы знаем, что 42% всех сигарет, выкуриваемых в Англии, выкуривают люди с психическими проблемами. И любые новые подтверждения того, что курение и развитие психозов могут быть связаны, — это новый повод для беспокойства», — говорят представители благотворительного фонда Rethink Mental Illness.
