Мыши, созданные с использованием человеческого гена для шизофрении и подвергавшиеся воздействию свинца в раннем возрасте, продемонстрировали поведение и структурные изменения в их мозге, соответствующие шизофрении. Ученые из Школы общественного здравоохранения им. Почтальона Колумбийского университета и Медицинской школы Университета Джона Хопкинса говорят, что их результаты предполагают синергетический эффект между воздействием свинца и генетическим фактором риска и открывают путь к лучшему пониманию сложных взаимодействий генов и окружающей среды, которые ставят людей в затруднительное положение. риск шизофрении и других психических расстройств.
Результаты появятся в Интернете в Бюллетене по шизофрении.
Еще в 2004 году работа ученых из Школы Мэйлмана показала связь между пренатальным воздействием свинца на людей и повышенным риском шизофрении в более позднем возрасте. Но оставался большой вопрос: как свинец мог спровоцировать болезнь?? Основываясь на собственном исследовании, Tomas R. Гиларте, доктор философии, старший автор нового исследования, считает, что ответ заключается в прямом ингибирующем эффекте свинца на рецептор N-метил-D-аспартата (NMDAR), точку синаптической связи, важную для развития мозга, обучения и памяти. Его исследования на грызунах показали, что воздействие свинца ослабляет функцию NMDAR. Глутаматная гипотеза шизофрении постулирует, что дефицит нейротрансмиссии глутамата и, в частности, гипоактивность NMDAR может объяснить значительную часть дисфункции при шизофрении.
В новом исследовании доктор. Гиларте, профессор и заведующий кафедрой наук о здоровье окружающей среды в школе Mailman, и его соавторы сосредоточили свое внимание на мышах, сконструированных так, чтобы нести мутантную форму Disrupted-in-Schizophrenia-1 (DISC1), гена, который является фактором риска. для болезни у людей. Еще до рождения половина мутантных мышей DISC1 получала диету со свинцом, а половина – обычную диету. Вторая группа нормальных мышей, не экспрессирующих мутантный ген DISC1, также была разделена на две группы кормления. Все мыши прошли серию поведенческих тестов, а их мозг был исследован с помощью МРТ.
Мыши-мутанты, подвергшиеся воздействию свинца и получившие психостимулятор, демонстрировали повышенный уровень гиперактивности и были менее способны подавлять испуг в ответ на громкий шум после звукового предупреждения. В их мозге также были заметно большие боковые желудочки – пустые пространства, содержащие спинномозговую жидкость – по сравнению с другими мышами. Эти результаты отражают то, что известно о шизофрении у людей.
Хотя роль генов в шизофрении и психических расстройствах хорошо известна, влияние токсичных химических веществ в окружающей среде только начинает проявляться. Результаты исследования сосредоточены на шизофрении, но последствия могут быть более широкими.
"Мы просто царапаем поверхность," говорит доктор. Гиларте. "В этом исследовании мы использовали свинец, но существуют и другие токсины окружающей среды, которые нарушают функцию NMDAR." Одним из них является семейство химикатов, загрязняющих воздух, называемых полициклическими ароматическими углеводородами или ПАУ. "Точно так же может быть задействовано любое количество генов," добавляет доктор. Гиларте, отмечая, что DISC1 входит в число многих причастных к шизофрении.
Будущие исследования могут выявить, в какой степени шизофрения определяется экологическими и генетическими факторами или их взаимодействием, и какие еще психические проблемы могут быть связаны. Одно текущее исследование доктора. Гиларте изучает, может ли одно только воздействие свинца способствовать дефициту одного специализированного типа нейрона, называемого парвальбумин-положительным ГАМКергическим интернейроном, который, как известно, поражается в головном мозге больных шизофренией. Ученые также заинтересованы в установлении критического окна для воздействия – внутриутробно или в послеродовой период, или и то, и другое.
"Модель на животных дает возможность ответить на важные вопросы о физиологических процессах, лежащих в основе шизофрении," говорит доктор. Гиларте.