Антидепрессанты физически восстанавливают мозгИсследователи наконец выяснили, что именно происходит с мозгом, когда на него воздействуют антидепрессанты вроде прозака. А заодно совершили немаловажное открытие. Однако почему от антидепрессантов улучшается настроение, пока узнать не удалось.
Опыты на мышах помогли выяснить, что именно происходит в мозге, когда человека начинают лечить распространенным препаратом прозак и ему подобными антидепрессантами. Сотрудники лаборатории Колд-Спринг-Харбор на острове Лонг-Айленд (Нью-Йорк) идентифицировали, какой из видов мозговых клеток в мозге является главной мишенью прозака. Исследование, опубликованное Proceedings of the National Academy of Sciences, открывает широкие перспективы для разработки антидепрессантов нового поколения и с меньшим количеством побочных эффектов. У существующих же на сегодняшний день препаратов общего намного больше, чем предполагалось.
Прозак и другие препараты, действующим веществом которых является флуоксетин, стимулируют рост новых нейронов в гиппокампе мозга, а конкретнее - в структуре, называемой «зубчатая фасция» (dentate gyrus), которая, по некоторым данным, связана и со старением. Лаборатория, работой которой руководил Григорий Ениколопов, хотела наконец выяснить, как именно флуоксетин влияет на процесс нейрогенеза, при котором неспециализированные стволовые клетки преобразуются в зрелые специфические нейроны.
Для начала ученые генетически модифицировали мышей так, чтобы ядра их нервных клеток светились зеленым цветом в ходе нейрогенеза. Так стало проще считать и сравнивать количество образующихся нейронов.
Как оказалось, флуоксетин не воздействует на стволовые клетки напрямую, заставляя их перерождаться. Он способствует образованию клеток-предшественников, которые исследователи обозначили как ANPs - «усиливающие нейропрогениторы» (amplifying neural progenitors), то есть предопределяет второй этап нейрогенеза.
В настоящий момент нейрофизиологи изучают, обладают ли другие антидепрессанты эффектом флуоксетина, и устанавливают спектр его применения в связи с полученными данными. В частности, идет проверка, как отражается прием флуоксетина на беременных и новорожденных мышах: (пока прозак не рекомендуется применять беременным и детям). Кроме того, в сотрудничестве со специалистами NASA ведутся эксперименты, призванные выяснить, как сказывается на нейрогенезе долгосрочное воздействие радиации - данные пригодятся при отправке в будущем миссии на Марс.
Помимо чисто прикладного значения - новых способов лечения депрессии, открытие закладывает основу для вычленения факторов, регулирующих, где, как и когда нейроны синтезируются из стволовых клеток мозга.
В конечном итоге исследования в подобном направлении могут привести к созданию терапевтических методов, которые позволят «заменять» клетки при различных нейродегенеративных расстройствах, болезнях Паркинсона и Альцгеймера.
В то же время остался без ответа, возможно, главный вопрос, который интересовал исследователей: как все-таки возникновение новых нейронов улучшает настроение?
Месяцем ранее эксперименты, проведенные также на мышах в Юго-Западном медицинском центре, показали: депрессию и последствия социального стресса можно лечить генетически. Удаление определенного гена в среднем мозге оказывает эффект, аналогичный действию антидепрессантов. Открытие генетиков позволит разработать новые средства лечения не только клинической депрессии, но и других психических расстройств - социофобии и посттравматического стрессового синдрома.
Справка: Флуоксетин относится к новому классу антидепрессантов - селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (SSRI). Флуоксетин избирательно блокирует обратный захват серотонина в пресинаптической мембране, при этом практически не оказывает влияния на норадренергические и дофаминэргические медиаторные системы и не обладает холинолитической активностью. Серотонин - биологически активное вещество, производное аминокислоты триптофана. Синтезируется главным образом в центральной нервной системе и хромаффинных клетках желудочно-кишечного тракта. Медиатор проведения нервного импульса через синапс.
Источник:
http://www.gazeta.ru/science/2006/05/16_a_639964.shtmlДобавлено спустя 3 минуты 4 секунды:Золотая клетка для наночастицПервый металлический аналог фуллерена синтезирован в США. Самая маленькая из трех молекул состоит всего из 16 атомов золота и по виду больше похожа на драгоценный камень, чем на шар.
Золотой аналог фуллерена синтезировали американские физики. Как сообщает в пятницу PhysOrg со ссылкой на онлайн-публикацию в Proceedings of the National Academy of Sciences, это первые металлические полые структуры.
Минимальное число атомов углерода, необходимых для создания полой замкнутой молекулы, 60. Для создания аналога из золота потребовалось намного меньше атомов, отмечает руководитель исследования, профессор физики из Университета штата Вашингтон Лай Шэн Ван.
По словам профессора Вана, синтезированные ими молекулы состоят из 16,17 и 18 атомов золота. Они образуют треугольники, из которых и формируются в дальнейшем более сложные структуры.
«Наши кластеры по форме больше похожи на драгоценные камни, чем на классические фуллерены», – говорит профессор. По его словам, поперечный размер структур колеблется в районе 6 ангстрем. Что в принципе достаточно для захвата и удерживания посторонних атомов внутри молекул.
Металлические аналоги фуллеренов Ван искал довольно давно. По его словам, эта идея родилась у него ещё в те времена, когда он работал в лаборатории Ричарда Смоли (в 1985 году Г. Крото (Англия, Сассекский университет), Хит, О'Брайен, Р.-Ф. Керл и Р. Смолли (США, Университет Раиса) первыми обнаружили молекулу фуллерена при исследовании масс-спектров паров графита после лазерного облучения твердого образца).
«Сначала мы подозревали, что молекула Au32 – именно то, что мы ищем. Однако последующие анализы показали, что это компактный кластер, в котором никаких пустот нет. Вообще, все проблемы с металлами возникали из-за того, что те никак не хотели образовывать полые структуры. Энергетически им было намного выгоднее компактизироваться (говоря проще, схлопнуться) в плотные кластеры. Тогда мы обратились к более простым структурам, которые содержат менее 20 атомов золота, и добились успеха», – говорит физик.
Более ранними исследования установлено, что структуры с числом атомов золота меньше 14 – плоские. Поэтому физики пошли по нарастающей. 15-атомный кластер также оказался плоским, а у структур с числом атомов больше 19 часть атомов оказывалась внутри молекулы.
И только молекулы с числом атомов 16,17 и 18 оказались, во-первых, объемными, а во-вторых, содержали только поверхностные атомы золота.
Профессор Ван пояснил, что Au16 можно получить за счет изъятия четырех угловых атомов золота из неполой структуры Au20 и последующим подогревом оставшейся структуры. Когда сообщенная системе энергия превышает энергию активации, необходимую для перестройки, атомы сами выстраиваются в наиболее энергетически выгодную структуру.
Полученные молекулы устойчивы при комнатной температуре и вполне могут существовать самостоятельно.
Более того, ученые подозревают, что внутрь золотых клеток можно захватить достаточно большое число других атомов. Правда, подозрения группы Вана пока основаны только на теоретических расчетах – к экспериментам по инкапсулированию они ещё не приступали.
В последнее время золото всё чаще используется в нанотехнологиях.
Например, недавно разработан метод доставки ДНК в живую клетку при помощи наночастиц золота. Кроме того, выяснился механизм воздействия наночастиц золота на аутоиммунные заболевания человеческого организма.
Источник:
http://www.gazeta.ru/science/2006/05/16_a_639960.shtmlДобавлено спустя 4 минуты 22 секунды:Сульфидный «цемент» нервных клетокБиохимики окончательно выяснили природу нейродегенеративных заболеваний. Оказалось, что причина в изменении белка SOD1. В нем образуются межбелковые дисульфидные мостики, что делает белок нерастворимым и приводит к дегенерации двигательных нейронов в головном и спинном мозге. То же самое происходит и при старении.
Биохимики из Северо-Западного университета (США) сумели установить, что нейродегенеративное заболевание «амиотрофический латеральный склероз» (ALSA) связано с патологическим изменением белка SOD1. В белке образуются межбелковые дисульфидные мостики, что изменяет геометрию молекул, делает белок нерастворимым и приводит к дегенерации двигательных нейронов в головном и спинном мозге.
Пожалуй, впервые удалось так явно показать биохимическую роль белка в развитии болезни.
Современная нейрофизиология уже признала белки «ответственными» за нейродегенеративные заболевания типа ALSA, болезней Альцгеймера или Паркинсона - но связь между белками и болезнями оставалась неявной.
15 лет назад группе авторов удалось «привязать» заболевание к хромосоме №21, ответственной за кодирование белка SOD1. Затем исследователям удалось показать наследственный характер этого заболевания в 20% случаев.
Дальнейшие исследования велись на трансгенных мышах. Шесть лет назад исследовали более 100 вариантов мутации, но узнать, как мутирует белок, чтобы вызвать гибель нейронов, не удалось.
Однако удалось обнаружить, что нейроны больных содержат нерастворимую форму SOD1.
Нормальная форма SOD1 состоит из двух одинаковых последовательностей аминокислот, иона меди и иона цинка. Структуру белка поддерживают внутримолекулярные дисульфидные мостики. У больных ALSA молекулы белка начинают образовывать межмолекулярные дисульфидные связи между собой, образуя нерастворимую форму.
Ученые говорят, что многим лабораторным мышам пришлось погибнуть, чтобы стало ясно - именно нерастворимая форма SOD 1 является патогенной для клетки. Белок выводит из строя митохондрии - «клеточные электростанции».
Долгое время ученые искали, какое же изменение в белке приводит к его патогенности. Предполагали роль ионов меди и цинка. «Год назад мы продемонстрировали, что мутации ALSA вызываются изменениями в SOD1 за счет формирования неправильных дисульфидных связей, – сказал Томас V. О'холлоран. – Но это было в пробирке. Как обстояло дело в жизни, мы не знали». Теперь ученые утверждают роль этих связей более определенно.
Удивительно, но нормальные, «здоровые» молекулы SOD1 в присутствии «белков-мутантов» начинают формировать межмолекулярные дисульфидные мостики, говорит Содидик:»Мутанты буквально вербуют здоровые клетки». Как полагают ученые, изучение именно этого процесса позволит понять механизм образования заболевания. Есть предварительные данные, говорящие за то, что схожие процессы происходят как при иных подобных заболеваниях, так и при нормальном старении.
«Окисление и скопление белка в митохондриях играет ведущую роль в патогенезе нейродегенеративных заболеваний, как и в нормальном процессе старения. Связь между окислением, скоплением и собственно болезнью или старением до конца неясна, но уже понятно, что именно с окислительными процессами связано изначальное образование межмолекулярного дисульфида», - говорят ученые.
Сейчас группа начинает работы по поиску возможностей терапии этого тяжелого заболевания.
Источник:
http://www.gazeta.ru/science/2006/04/28_a_627362.shtmlДобавлено спустя 3 минуты 46 секунд:Интеллект зависит от шизоидного гена«Ген шизофрении» одновременно кодирует способность человека к обучению и, скорее всего, определяет уровень интеллекта человека. Правда, ученые еще не до конца понимают, каким именно способом оказывается влияние. Однако подтверждают, что активность гена проявляется во всех отвечающих за интеллект отделах мозга.
Психиатры больницы Zucker Hillside при Институте медицинских исследований Файнштейна совместно со специалистами Гарвардского партнерского центра генетики и геномики в Бостоне получили свидетельство существования гена, который предположительно определяет интеллект. Исследование опубликовано 27 апреля в онлайн-версии журнала Human Molecular Genetics, на бумаге оно выйдет 15 мая.
Исследователи изучили препаттерны (кальки; blueprint) генома людей, больных шизофренией и другими психоневрологическими расстройствами, которые характеризуются ухудшеним процессов познания, и сравнили их с данными здоровых добровольцев.
Как оказалось, ген дисбиндин-1 (dysbindin-1, DTNBP1), который ранее тот же коллектив ученых успешно связал с шизофренией, также может задавать качество и особенности общей способности к познанию.
«Полученные данные заставляют предположить, что способности к познанию, особенно уровень интеллекта, складываются в значительной мере под влиянием генетических факторов», – комментирует главный автор исследования Кэтрин Бёрдик. По ее словам, ученым удалось выявить несколько изменений последовательности ДНК в пределах гена дисбиндин. И одно из них связывается с более низкой способностью к познанию в носителях опасного гена по сравнению с обследованными лицами, не имеющими такой генетической вариации, в двух контрольных группах.
Исследование охватило 213 неродственных пациентов белой европеоидной расы, страдающих шизофренией или шизоаффективными расстройствами, и 126 неродственных психически здоровых добровольцев. Сначала американские специалисты измерили уровень и характеристики интеллекта в разных аспектах деятельности, а затем проанализировали образцы ДНК участников исследования. Детально были изучены шесть изменений последовательности ДНК в гене дисбиндин, известных как единичный нуклеотидный полиморфизм (single nucleotide polymorphism, SNP). Выяснилось, что одна специфическая конфигурация SNP – гаплотип – связана с общей способностью к познанию как у больных шизофренией, так и просто у носителей этой модификации из контрольной группы, в отличие от неносителей.
Как считает главный эксперт Энил Мальхотра, ген дисбиндин, судя по полученным данным, предопределяет, какими будут способность к познанию и интеллект того или иного человека. Однако зацикливаться на одном гене не стоит. Его непосредственное поведение может объяснить не более 3% особенностей индивидуального разума, что подтверждает необходимость более универсальной модели, учитывающей прочие генетические и экологические факторы.
Несмотря на успех генетиков, до конца значение дисбиндина в центральной нервной системе на сегодняшний день неизвестно.
Ясно лишь, что его влияние заметно во всех ключевых областях мозга, связанных с познанием, в том числе с решением проблем, обучением, памятью и восприятием. Ученые предполагают, что дисбиндин может играть роль в коммуникации нервных клеток в этих структурах и помогать им в обеспечении собственного выживания. В конечном итоге изменения в генетически «нормальном» дисбиндине на стадии формирования генома могут послужить помехой во взаимодействии клеток мозга и не защищать их от гибели, что негативно действует на познание и интеллект.
Источник:
http://www.gazeta.ru/science/2006/04/28_a_627918.shtml