Сегодня - 22.11.2019

На связи

01 ноября 2016

Сибирские учёные установили, что серотониновые рецепторы разных типов, которые раньше считались независимыми друг от друга, активно взаимодействуют. Дальнейшее изучение того, как это происходит,  позволит получить новые данные  о работе серотониновой системы и открывает перспективы для поиска новых подходов к лечению агрессии, депрессии и шизофрении.

 
Серотониновая система, в представлении обывателей связанная, прежде всего, со счастьем, на самом деле ответственна за множество процессов в нашем организме. Аппетит, терморегуляция, биологические циклы день-ночь, поведение — лишь некоторые из них. «Серотонин есть и в мозге, и на периферии. В последнем случае он выступает в роли гормона, участвует в процессах пищеварения, сокращения кишечника, сосудов и так далее. А в мозге он является нейромедиатором: передаёт сигнал от одного нейрона к другому. Мы занимаемся в основном этим «центральным» серотонином и его ролью в поведении», — рассказывает заведующий лабораторией нейрогеномики поведения ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН доктор биологических наук Владимир Сергеевич Науменко. 
 
 
Серотонин воздействует на определённые рецепторы, опосредующие его действие на  нейроны. Основная задача рецепторов — связавшись с выделившимся из одного нейрона серотонином, передать сигнал внутрь следующей клетки мозга. В нашем организме существует 14 типов таких «серотониновых посредников», каждый из которых задействован в тех или иных системах организма. 
 
В совместной работе с коллегами из Института клеточной нейрофизиологии Высшей медицинской школы Ганновера в Германии, проводившими исследования на культурах клеток, новосибирские учёные с помощью различных молекулярных методов и фармакологических препаратов в разных сочетаниях обнаружили косвенное доказательство того, что серотониновые рецепторы различных типов каким-то образом влияют друг на друга. «Воздействуя на один, мы видим эффект на другом, который с первым напрямую вроде бы никак не связан. Например, рецептор 1А оказался связанным с 2А. Структурно они разные, и химический агент, активирующий первый, не может активировать второй. Тем не менее, когда мы инактивируем 1А, 2А начинает работать лучше», — комментирует Владимир Науменко.
 
Учёные сосредоточились на исследовании первого и седьмого рецепторов. Они очень близкие, оба участвуют в терморегуляции и воздействуют на один и тот же вторичный посредник внутри клетки, но с разным знаком: один ингибирует, а другой, наоборот, активирует. Были получены косвенные доказательства, что эти два рецептора как-то друг с другом связаны. По некой причине  при инактивации седьмого рецептора первого становилось  меньше. 
 
Исследователи из Института клеточной нейрофизиологии Высшей медицинской школы Ганновера с помощью метода FRET (перенос энергии по Фёрстеру) показали:  это взаимодействие не просто механическое, а приводит к изменению функций. «Известно, что первый рецептор является регулятором серотониновой системы, то есть при активации он может модулировать выброс серотонина. А седьмой, более молодой в эволюционном плане, участвует в терморегуляции, а также в регуляции  пищевого поведения, циркадианных ритмов (смена дня-ночи) и многом другом, — говорит учёный. —  Раз седьмой рецептор жёстко  контролирует более древний первый, решающий в серотониновой системе, то  потенциально он может принимать участие в регуляции различных форм нормального и патологического поведения. Сейчас у нас с немецкими коллегами в планах заняться исследованием его роли в этих процессах».
 
Способность рецепторов влиять друг на друга является очень важным открытием. Раньше имелись данные, что некоторые из них способны образовывать белок-белковые комплексы с рецепторами того же типа, но, как выяснилось, всё сложнее. Вероятно, эта «согласованность» рецепторов отвечает за какую-то тонкую регуляцию функций, благодаря чему у серотониновой системы появляется дополнительная возможность регулировать своё состояние. Ведь,  как в другом своём исследовании установили специалисты ИЦиГ СО РАН, если рецепторов одного типа становится меньше, то включаются механизмы, направленные на увеличение их количества или изменение работы других рецепторов , чтобы как-то компенсировать «недостачу» и не допустить возникновения патологического поведения.
 
 
«Изучение того, как влияют друг на друга рецепторы — это прежде всего фундаментальные исследования. Но  теоретически взаимодействие рецепторов в дальнейшем может быть использовано как мишень для каких-то новых фармакологических препаратов, — отмечает Владимир Науменко. — Все  нейропсихопатологии (агрессия, депрессия, шизофрения и тому подобное) так или иначе связаны с нарушениями в работе серотониновой системы.  И есть данные, что, воздействуя на серотониновые рецепторы, можно существенно облегчать эти состояния». Например, на сегодняшний день существует антидепрессанты, воздействующие первый рецептор, однако в связи с какими-то непонятными пока генетическими особенностями не все люди к ним чувствительны. Зная механизмы взаимодействия серотониновых рецепторов, можно будет попробовать повлиять на первый рецептор через тот же седьмой.
 
Значительного продвижения в исследовании серотониновой системы в лаборатории нейрогеномики поведения ожидают от недавно начавшего использоваться там нового для Новосибирска метода регуляции экспрессии генов с помощью генетических конструктов. Если раньше различные манипуляции с рецепторами производились при помощи химических агентов (специальных химических соединений, специфичных для того или иного типа рецепторов), то сейчас им на смену пришли небольшие последовательности ДНК, которые, попадая в организм, прицельно воздействуют на мишень на уровне мРНК.  В отличие от первых, влияющих сразу на все рецепторы одного типа, генетические конструкты могут специфически выключить конкретный рецептор, либо наоборот увеличить его количество в определенной структуре головного мозга животного.  «Например, когда мы изучаем депрессию, то сосредотачиваемся на коре мозга и гиппокампе, а если смотрим саморегуляцию серотониновой системы, нас интересуют средний мозг, где расположены основные тела нейронов. С помощью метода регуляции экспрессии генов с помощью генетических конструктов можно точечно исследовать, за что отвечает каждый конкретный рецептор. Если такое удастся сделать в Новосибирске, это будет большим шагом», — комментирует Владимир Науменко. 
 
Диана Хомякова
 
Фото Юлии Поздняковой (1), Василия Коваля (2)
 
Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus