Ученым впервые удалось исследовать один из маркеров шизофрении — белок SV2A, участвующий в формировании синаптических связей, — в головном мозге живых людей. Для этого они ввели 18 пациентам с шизофренией и 18 здоровым людям радиоактивный трейсер, который связывается с SV2A, и проверили его концентрацию с помощью позитронно-эмиссионной томографии: оказалось, что при шизофрении концентрация этого белка в поясной коре и лобных долях головного мозга значительно ниже. Дополнительные эксперименты на крысах показали, что использование антипсихотических препаратов на уровень SV2A не влияет. Статья опубликована в Nature Communications.
Одна из предполагаемых причин шизофрении — патологии нейронного развития, которые приводят к нарушениям работы синапсов (мест контакта двух нейронов): из-за того, что передача сигналов в нервной системе нарушается, по-видимому, и происходят патологические нарушения восприятия, когнитивных функций и поведения. Это подтверждают генетические исследования: например, известно, что у больных шизофренией наблюдается определенный полиморфизм гена SV2A, который кодирует один из гликопротеинов синаптических везикул — SV2A.
До сих пор, однако, связь недостатка белка SV2A в головном мозге и шизофрении была установлена у людей только post mortem. Ученые под руководством Оливера Хоуза (Oliver Howes) из Имперского колледжа в Лондоне решили это исправить: они провели эксперимент с участием 18 пациентов с шизофренией и 18 здоровыми людьми. Они предположили, что уровень SV2A будет ниже в некоторых структурах головного мозга шизофреников.
Эксперимент провели с помощью позитронно-эмиссионной томографии, а в качестве вещества-индикатора использовали трейсер 11C-UCB-J, который специфично связывается именно с SV2A. Оказалось, что в головном мозге пациентов белка было значительно (p < 0,00001) меньше, чем у здоровых пациентов. Недостаток наблюдался в области поясной коры и лобных долей, но не в области гиппокампа.
Все пациенты, принявшие участие в исследовании, принимали антипсихотические препараты: галоперидол и оланзапин. Для того, чтобы исключить влияние препаратов на недостаток белка, ученые провели дополнительный эксперимент на лабораторных крысах, которым в течение четырех недель вводили либо галоперидол, либо оланзапин. Концентрация SV2A в их головном мозге не изменилась — из этого ученые сделали вывод, что потеря белка — не результат приема антипсихотиков.
Авторам, таким образом, удалось показать, что пониженная концентрация белка SV2A в синапсах может служить маркером шизофрении, и при этом не вызывается приемом антипсихотических препаратов. Ученые считают, что обнаруженный белок может быть целью при лечении болезни, но для этого также надо изучить, как его концентрации меняются с возрастом.
О шизофрении — одном из самых сложных в изучении психических расстройств — мы писали довольно много. Кратко об истории изучения заболевания вы можете прочитать в одном из последних наших материалов — «Похитительница разума».
Елизавета Ивтушок
Этот механизм связан с балансом глутамата и ГАМК в дополнительной моторной коре
Британские исследователи обнаружили, что компульсивное поведение связано с уровнями возбуждающей и тормозной нервной передачи, измеренными по соответствующим нейромедиаторам глутамату и ГАМК, в дополнительной моторной коре мозга. Такая закономерность наблюдается и у здоровых людей, и у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством. Публикация об этом появилась в журнале Nature Communications. Компульсивность (поведение, связанное с устойчивым повторением действий в ущерб адаптации) представляет собой трансдиагностическую психиатрическую черту без четкой границы между здоровой и патологической частями спектра. Индивидуальные различия в таком поведении связаны с функционированием дискретных «петель» между лобными долями и полосатыми телами как у здоровых людей с компульсивными чертами, так и у пациентов с максимальным уровнем компульсивных симптомов — например, при расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ, или обсессивно-компульсивном расстройстве (ОКР). С большой вероятностью это связано с нейрохимической дисрегуляцией корковых сетей, в частности нарушением баланса основных медиаторов возбуждения и торможения — соответственно глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Однако имеющиеся исследования, проведенные с невысоким разрешением, не позволяют сделать об этом однозначные выводы. Сотрудники Кембриджского университета под руководством Тревора Роббинса (Trevor Robbins) пригласили для участия в исследовании 31 пациента с ОКР и 30 здоровых добровольцев. У них всех определили уровни глутамата, его метаболита глутамина, ГАМК и N-ацетиласпартата (показатель целостности нейронов) в передней поясной извилине (ACC) и дополнительной моторной коре (SMA) — ключевых областей лобно-стриатного контура, связанного с компульсивностью. В качестве региона сравнения выбрали затылочную кору (OCC). Исследование проводили методом протонного магнитного резонанса (ПМР) с индукцией в семь тесла и оптимизированной последовательностью импульсов (semi-LASER). Также участники заполнили три опросника для оценки компульсивности (OCI, IUS и профильные подразделы HTQ и YBOCS) и выполнили задание со снижающейся вероятностью ожидаемого исхода (contingency degradation task, CD). Оно позволяет количественно оценить склонность к привычным действиям (от стимула к ответу) или, напротив, к целенаправленным (от действия к результату). Выяснилось, что уровни глутамата и ГАМК у здоровых добровольцев сбалансированы (то есть положительно коррелируют друг с другом) во всех трех исследованных областях (ACC, SMA и OCC), а у пациентов с ОКР — только в ACC. Сравнение уровней нейрометаболитов показало, что при ОКР в ACC значительно выше уровень глутамата и его отношение к ГАМК, а уровень ГАМК ниже, чем у здоровых людей. В SMA подобных различий не наблюдалось. Как и ожидалось, уровень компульсивности по данным опросников был выше при ОКР, при этом и у пациентов, и у здоровых участников он положительно коррелировал с концентрацией глутамата в SMA, но не в ACC. Индекс привычного реагирования по CD в среднем оказался одинаковым в обеих группах и увеличивался с повышением уровня глутамата или снижением уровня ГАМК в SMA. При ОКР схожая закономерность прослеживалась и в ACC. Таким образом, механизмы привычного контроля и соотносящегося с ним компульсивного поведения, общие для здоровых людей и пациентов с ОКР, связаны с SMA. ACC дополнительно вовлечена в поддержание баланса между привычным и целенаправленным реагированием при ОКР. Авторы работы подчеркивают, что обнаруженная связь сугубо корреляционная, и для выяснения причинности необходимы дальнейшие исследования. Ранее разные научные группы показывали, что люди с ОКР и люди с игровой зависимостью по-разному учатся на результатах принятых решений и восприимчивы к награде; что компульсии мешают формированию адаптивного поведения у подростков; что эффективность психотерапии при лечении ОКР можно предсказать по фМРТ, и что каннабис может ненадолго ослабить симптомы этого заболевания.