2021-04-22 20:14:20
Исследование на мышах позволяет предположить, что вещество, впервые выделенное в 19 веке из свекольного клубня и названное «бетаин» (однокоренное с англ. beet – свёкла), способно корректировать одно из молекулярных отклонений, обнаруживаемых при шизофрении.
Генетические исследования пациентов с шизофренией показали возможную связь болезни с вариациями гена KIF3B, продуктом которого является один из кинезинов – «моторных белков». Кинезины используют внутриклеточное «топливо» АТФ, чтобы перемещаться в различные части клетки по «рельсам» под названием «микротрубочки». Они буквально шагают по микротрубочкам в нужном направлении.
Исследования показали возможную связь шизофрении с вариациями гена, участвующего в синтезе бетаина в организме. Более корректно называть эту конкретную молекулу бетаина «триметилглицином» (ТМГ), поскольку за годы, прошедшие после первоначального обнаружения бетаина в 19 веке, было открыто множество бетаинов с различными формулами. Пищевые добавки, содержащие бетаин, в настоящее время используются для лечения гомоцистеинурии – заболевания, характеризующегося повышенным уровнем гомоцистеина (производное метионина, способное повреждать стенки сосудов).
«Я не призываю кого-либо начинать прием бетаина без весомых причин, без рекомендации врача» - прокомментировал результаты исследования профессор Нобутака Хирокава (Токийский Университет), главный автор публикации. Команда профессора Хирокава описала все 45 генов, кодирующих белки суперсемейства кинезинов у млекопитающих. Упомянутый выше кинезин KIF3B действует в связке с другими кинезинами, перенося грузы из одной части нейрона в другую.
У исследованных мышей в геноме содержалась лишь одна рабочая копия гена KIF3B из двух возможных. Мыши с такой мутацией KIF3B считаются одной из предположительных моделей шизофрении, поскольку они демонстрируют отклонения, считающиеся «шизофреноподобными» - например, они избегают общения с другими мышами.
Более того, у таких мышей-мутантов отмечается излишняя реакция вздрагивания при воздействии внезапного резкого звукового сигнала, даже когда перед этим сигналом подается более тихий звуковой сигнал. Нормальная нервная система при предварительной подаче более тихого звукового сигнала успевает приспособиться к более громкому и резкому сигналу, и животное (либо человек) вздрагивает не так сильно, как при подаче сильного сигнала без предупреждения. При шизофрении и некоторых других отклонениях психики эта реакция, называемая «преимпульсное ингибирование реакции вздрагивания» (prepulse inhibition, PPI), ослаблена. Возможно, это отражает неспособность нервной системы пациентов достаточно эффективно фильтровать поступающие извне сигналы.
Исследователи выращивали мышей с описанной гетерозиготной мутацией гена KIF3B на диете, в которой содержание бетаина в три раза превышало норму. У таких мышей было отмечено нормальное поведение – следовательно, можно предположить, что обогащение пищи («супплементация») бетаином скорректировало именно этот механизм, отмеченный у пациентов с шизофренией.
Ученые попытались выяснить, как именно супплементация бетаином повлияла на активность нервных клеток. Они вырастили клетки с описанной мутацией KIF3B в культуре, добавив к ним флуоресцентные метки, позволяющие оценить процессы роста цитоскелета, определяющего структуру и форму клетки.
У нейронов с мутацией гена KIF3B отмечалось слишком много ветвящихся отростков – дендритов. Такая структура наблюдается в образцах тканей мозга, взятых посмертно у пациентов с шизофренией, независимо от того, какую терапию они получали при жизни.
При здоровом развитии нейрона основная часть структуры клетки образована скелетным белком под названием «тубулин», в то время как конус роста – структура, находящаяся на острие аксона либо дендрита и нащупывающая путь для соединения с другим нейроном – содержит хаотически перемещающиеся филаменты (нити), состоящие из белка под названием «актин». Хаотический танец актиновых филаментов описывают термином «динамика ламеллоподий» (латинск. lamina – тонкая пластинка, древнегреч. podion – ножка).
390 viewsCopperKettle, 17:14
П
