Вероятно, это связано с ослаблением холинергических сигналов от сетчатки
Канадские ученые проанализировали данные двух когортных исследований и обнаружили, что курение матери во время беременности замедляет рост зрительной коры мозга. Дополнительные моделирование и генетический анализ показали, что это связано с нарушением пролиферации промежуточных клеток-предшественников и ингибиторных нейронов из-за снижения холинергических сигналов от сетчатки глаз. Статья опубликована в журнале Cerebral Cortex.
Зрительная кора человека отличается от других корковых областей пространственной и молекулярной организацией. Критическую роль в ее внутриутробном развитии играют холинергические спонтанные волны нейрональной активности, которые генерируются сетчаткой и передаются через латеральное коленчатое тело в субвентрикулярную зону зрительной коры, что вызывает в ней размножение клеток-предшественников. Никотин — основное активное соединение табака — влияет на холинергическую передачу и, следовательно, потенциально может затрагивать внутриутробное развитие зрительной коры при курении матери.
Томаш Паус (Tomáš Paus) и его коллеги по Университетскому больничному центру Сен-Жюстин в Монреале проанализировали данные почти 27 тысяч взрослых (47 процентов — мужчины) из репозитория UK Biobank, для которых имелись результаты мультимодальной МРТ мозга (в среднем в 64,2 года) и данные по курению матери во время беременности (ему подвергались 30 процентов участников). Связь курения матери с площадью поверхности всех 11 корковых областей оценивали с помощью множественных регрессионных моделей с поправками на сопутствующие факторы и коррекцией на частоту ложноположительных результатов (FDR). Выяснилось, что у подвергавшихся курению меньше площадь поверхности коры в целом (β = -0,09; pFDR = 1,73 × 10-11), и эта связь была наиболее выраженной в отношении зрительной коры (β = -0,17; pFDR = 9,25 × 10-26).
Полученные результаты воспроизвели в канадской семейной подростковой когорте SYS, которая была создана специально, чтобы изучать возможное действие пренатального курения матери на различные исходы, и включала 944 подростка (средний возраст на момент МРТ 15 ± 1,8 года, 48 процентов мужского пола, 47 процентов с пренатальным воздействием курения). У подвергавшихся действию курения площадь поверхности зрительной коры была значимо меньше (β = -0,40; pFDR = 2,91 × 10-9), притом что общая площадь коры между группами существенно не различалась. Среди 18 пар братьев и сестер, один из которых подвергался действию курения, а другой — нет (четыре пары брат-брат и 14 — сестра-сестра), в 11 парах сестер наблюдалась меньшая площадь зрительной коры у подвергавшихся (p = 0,029).
Чтобы разобраться в возможных механизмах, исследователи воспользовались данными, полученными у нокаутных по β2-субъединице никотинового ацетилхолинового рецептора мышей. Они идентифицировали 214 человеческих гомологов генов, дифференциально экспрессирующихся в ганглионарных клетках сетчатки таких животных, и проанализировали связь редких вариантов этих генов (делеций, дупликаций и однонуклеотидных полиморфизмов с возможной утратой функций) с площадью зрительной коры у участников UK Biobank. Оказалось, что варианты со снижением функций (делеции и ононуклеотидные полиморфизмы) связаны с меньшей площадью зрительной коры только у людей с пренатальным воздействием курения, но не без него, а варианты с повышением функций, наоборот, были связаны с больше площадью только у людей без воздействия курения. Дополнительный виртуальный онтогенез in silico показал, что пренатальное воздействие курения затрагивает пролиферацию промежуточных клеток-предшественников и ингибиторных нейронов.
В сумме полученные данные свидетельствуют, что воздействие курения матери во внутриутробном периоде замедляет развитие зрительной коры, и это, вероятно, связано с нарушением пролиферации ее клеток из-за ослабления холинергических сигналов от сетчатки глаз под действием никотина.
Ранее показано, что курение матери во время беременности и курение родителей в раннем возрасте детей увеличивает риск развития у них рассеянного склероза в дальнейшей жизни.