Новое исследование в области биологической психиатрии, опубликованное Elsevier, теперь показывает, что игроки во внеклеточной среде, а не только в нейронных интерфейсах, вносят свой вклад в пластичность зависимости. Известно, что нейроны в области мозга, называемой прилежащим ядром, подвержены пластичности, связанной с зависимостью.
В частности, изменения в синапсах нейронов со средним шипом (MSN), которые воспринимают нейромедиатор дофамин, были связаны с поведением поиска наркотиков и угасания.
Предыдущие исследования показали, что пластичность в MSN, экспрессирующих дофаминовый рецептор D1-типа, связана с поиском лекарств, тогда как прекращение поиска лекарств связано с пластичностью в MSN, содержащих дофаминовый рецептор D2-типа. Теперь исследование, проведенное под руководством доктора философии Питера Каливаса и доктора философии Вивиан Чиома, показывает, что различные ферменты, работающие с MSN типа D1 и D2, лежат в основе поведения, связанного с поиском лекарств и их исчезновением.
Исследователи научили крыс самостоятельно вводить героин, нажимая на рычаг в течение 10 дней, а затем 10-дневный период отмены.
Затем они тщательно исследовали мозг крыс под микроскопом, чтобы обнаружить ферментативную активность вокруг синапсов MSN.
Исследование было сосредоточено на активности внеклеточных ферментов, называемых металлопротеиназами (ММП). ММП расщепляют белки, которые составляют внеклеточный матрикс вокруг нервных клеток.
Эта матрица белков поддерживает синаптические связи, но также ограничивает ремоделирование синаптических связей в ответ на опыт. Следовательно, активность ММП напрямую влияет на способность клеток проявлять нейропластические изменения.
Чтобы оценить активность ММП, исследователи использовали метод, называемый зимографией in vivo, при которой в мозг крыс вводили флуоресцентный краситель, инкапсулированный в защитную желатиновую оболочку, в различные моменты во время режима тренировки с наркотиками. После вскрытия ферментами ММП краситель становится видимым, что позволяет исследователям наблюдать морфологию клеток, а также активность ферментов вокруг определенных типов клеток и субклеточных участков.
«Мы обнаружили, что лекарственные сигналы увеличивают активность ММП в отношении одного типа клеток в прилежащем ядре», – сказал д-р. Kalivas, имея в виду MSN типа D1, «и они снизили активность в отношении другого типа клеток», MSN типа D2. «Показав эту клеточную специфичность активации и инактивации ММП по сигналам, мы определили новые молекулы, которые могут быть потенциальными мишенями для разработки лекарств при лечении наркозависимости», – добавил он.
«Эта статья подчеркивает исключительную избирательность нейропластичности, связанной с зависимостью», – сказал Джон Кристал, доктор медицины, редактор журнала «Биологическая психиатрия». «В этом исследовании сигналы, связанные с доставкой героина, активировали MMP возле MSN, содержащих дофаминовый рецептор D1, в прилежащем ядре, способствуя пластичности ключевых клеток, вовлеченных в зависимость. Вместо того, чтобы уменьшать это связанное с зависимостью влияние на пластичность, тренировка угасания вместо этого увеличивала активность ММР, близкую к соседним MSN, содержащим дофаминовый рецептор D2 – клеткам, участвующим в защите от зависимости."
Важно отметить, что исследователи также обнаружили активность ММП, связанную с клетками, прилегающими к MSN, которые называются астроцитами, типом глиальных клеток. Астроциты, внеклеточный матрикс и два нейрона, образующие синапс, являются частью так называемого четырехчастного синаптического комплекса.
«Наша работа по изучению специфических синаптических нейроадаптаций клеточного типа в прилежащем ядре свидетельствует о новых достижениях в нашем понимании четырехчастной синаптической активности во время поиска героина», – сказал доктор.
Chioma. «Это исследование демонстрирует, как интеграция компонентов четырехчастного синапса регулирует определенные фенотипы зависимости."
Доктор. Кристал добавила: «Это открытие предполагает, что выздоровление от зависимости – это не просто обращение вспять связанных с зависимостью изменений в мозгу, но, скорее, оно также включает в себя создание новых анти-зависимых изменений, которые защищают от употребления психоактивных веществ."