У двух братьев с синдромом гиперактивности и дефицита внимания найдена мутация, "закорачивающая" синапсы одного из видов нейронов. Эти дети как будто постоянно находятся под воздействием амфетамина. Правда, на мутировавшие синапсы амфетамин действует ровно противоположным образом, нейтрализуя мутацию.
Ещё до появления компьютерных игр и ярких игрушек проблема сосредоточения внимания была едва ли не основной среди всех трудностей в работе учителей. И если пару веков назад лучшим средством были розги и рассыпанный в углу горох, то конец прошлого столетия вместе с защитой детей был отмечен прогрессом фармацевтической промышленности.
Теперь синдром дефицита внимания — проблема фармакологов. За что им очень благодарны 5% американских школьников, ежедневно принимающих таблетки и куда лучше справляющихся со школьной программой.
Рэнди Блейкли и его коллеги из Медицинского центра американского Университета имени Вандербильта нашли одну из причин подобных расстройств — гиперактивный белок-переносчик, буквально выталкивающий сигнальную молекулу дофамина из нейронов.
Дофамин — основной медиатор системы поощрения — участвует не только в получении удовольствия от пищи или приключений. Дофаминэргичные синапсы входят в состав нервных сетей, опосредующих внимание, моторные функции и даже узнавание разнообразных объектов. А препараты, влияющие на функцию переносчиков и рецепторов к дофамину, используются в лечении шизофрении, маниакально-депрессивного психоза и нарушений концентрации.
Когда дофамина в синапсах в избытке, соответствующие нервные пути активируются, заставляя ребенка отвлечься от основной задачи. Именно этим было вызвано нарушение внимания у двух братьев, ставших для учёных основным объектом для исследования. Точечной мутации в гене переносчика, обычно закачивающего дофамин из синапса в клетку, оказалось достаточно, чтобы заставить трансмембранный белок работать в противоположном направлении, повышая концентрацию «медиатора удовольствия» в синаптической щели.
Точно так же работает амфетамин, вызывающий у здоровых людей гиперактивность, паранойи и психоз.
«Как будто эти дети всё время находятся под действием амфетамина», — пояснил Аурелио Галли, соавтор опубликованной в Journal of Neuroscience работы.
Такую же мутацию уже находили у больного, страдающего биполярным расстройством (маниакально-депрессивным психозом), но тогда её влияние на строение и функции белка осталось неизученным. Теперь учёные воссоздали измененный ген в культуре нервных клеток in vitro, а затем измерили изменения концентрации дофамина в синапсе.
Обычно белок-переносчик защищает синапс от перенасыщения дофамином, закачивая медиатор обратно в клетку и запасая его до следующего возбуждения. Эксперименты в культуре показали, что вопреки первоначальным предположениям учёных, мутировавший белок занимался тем же самым. Более того, он поддавался регуляции с помощью традиционных блокаторов и внутриклеточных сигнальных путей.
Блейкли и его коллеги не остановились и продолжили измерять концентрацию дофамина с помощью микроскопического углеродного волокна. Эти эксперименты показали, что переносчик тут же буквально выталкивает медиатор из клетки, причём в весьма больших количествах.
Учёные считают, что такое действие накоротко замыкает работу синапса.
«Вместо точного, квантового выделения медиатора из микроскопических пузырьков мы наблюдаем постоянную утечку, размывающую работу всей системы», — говорит Галли.
Кстати, в продолжение экспериментов выяснилось, что небольшая доза амфетамина, действие которого на здоровых людей выглядит так, будто их ген — мутантный, у больных эту мутацию нейтрализует. Он просто блокирует работу переносчика — точно так же, как препарат метилфенидат. Это любопытное обстоятельство, поскольку действия амфетамина и метилфенидата на здоровый переносчик прямо противоположны.
Блейкли считает, что обнаруженное им и его коллегами явление может иметь и более масштабный эффект. Возможно, подобным образом возникают болезни, связанные с нарушениями транспорта адреналина и серотонина в синапсах головного мозга. Эффект лекарств, использующихся до сегодняшнего дня, может объясняться именно блокированием «утечки» медиаторов из клеток.
