Редкое исследование внутреннего строения человеческого гиппокампа выявило изменения в росте новых нейронов, цепях памяти, реакциях на стресс и воспалении, связанных с депрессией. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.
Депрессия может влиять на то, как люди себя чувствуют, думают, спят, запоминают и справляются со стрессом, поэтому у нее нет одной простой причины. Клетки головного мозга обмениваются информацией с помощью химических медиаторов, таких как серотонин.
Однако новые исследования показывают, что депрессия может быть также связана с уменьшением количества новых нейронов в области мозга, важной для памяти и эмоций.
«Исторически считалось, что депрессия — это заболевание, вызванное дефицитом нейротрансмиттеров, особенно серотонина, но сейчас мы полагаем, что депрессия возникает из-за множества проблем, влияющих на способность наших нейронов адаптироваться к стрессу и изменяющейся окружающей среде», — говорит профессор Маура Дюпон из Медицинского колледжа имени Вагелоса Колумбийского университета. «Без способности к образованию новых нейронов люди, страдающие депрессией, могут не обладать достаточной устойчивостью, чтобы эффективно адаптироваться к окружающей среде».
Большинство клеток головного мозга развиваются до рождения, но гиппокамп способен производить небольшое количество новых клеток и во взрослом возрасте. Этот участок мозга помогает хранить личные воспоминания и связывать их с эмоциями.
Разделение образов помогает мозгу различать похожие переживания, а не смешивать их.
«Гиппокамп важен для нашей способности различать похожие, но разные воспоминания, а также отделять эмоциональную окраску прошлых воспоминаний от текущих событий», — говорит Дюпон. «Вы можете обедать с подругой, но она устала и мало разговаривает. При сохранении способности различать образы вы запомните это как уникальное событие. При нарушении способности различать образы, воспоминания смешиваются с прошлыми переживаниями, когда тебя отвергали, и ты начинаешь думать: „Они на меня обиделись“».
Профессор Дюпон отмечает, что часто наблюдает подобную закономерность у своих пациентов, которым легче вспомнить негативные воспоминания, чем позитивные.
Исследовательская группа изучила образцы ткани гиппокампа, полученные от людей с большим депрессивным расстройством, часто называемым тяжелой депрессией, а также от людей без психиатрического диагноза.
Основной анализ включал 495 037 клеточных ядер, содержащих большую часть генетического материала, от 19 контрольных лиц и 11 человек с депрессией. Исследовательская группа изучила, какие гены были активны, где располагались различные клетки мозга и какие белки они вырабатывали.
Результаты показали, как покоящиеся стволоподобные клетки могут постепенно развиваться в зрелые клетки головного мозга, которые помогают гиппокампу формировать и организовывать воспоминания. Этот процесс называется нейрогенезом в гиппокампе взрослого организма, то есть образованием новых нейронов в гиппокампе взрослого человека.
Профессор Дюпон заявил, что исследователи до сих пор не до конца понимают, как этот процесс протекает у людей. Однако новые нейроны могут помочь мозгу отделять новый опыт от старых воспоминаний, поскольку они сильно реагируют на новую информацию и могут легче присоединяться к новым сетям памяти.
В мозге людей, страдающих депрессией, было больше неактивных стволоподобных клеток и меньше молодых клеток, развивающихся в нейроны. Другие исследования также выявили уменьшение количества клеток, демонстрирующих признаки раннего роста и развития.
Результаты показывают, что стволоподобные клетки всё ещё присутствовали, но их количество сокращалось, превращаясь в молодые нейроны. Однако полученные результаты не позволяют определить, когда началось это замедление или сыграло ли оно роль в развитии депрессии.
«Восстановление нейрогенеза может стать способом лечения депрессии у некоторых людей путем перестройки нейронных связей в гиппокампе», — отмечает Дюпон.
Никаких методов лечения не тестировалось, и результаты не показывают, что увеличение выработки нейронов может предотвратить или облегчить депрессию. Прежде чем эта идея сможет служить ориентиром для лечения, необходимы клинические испытания.
Изменения в генной активности наблюдались как в возбуждающих, так и в тормозных нейронах. Исследователи обнаружили изменения, затрагивающие передачу сигналов серотонина и глутамата — двух систем, которые помогают клеткам мозга взаимодействовать друг с другом.
Команда также отметила различия в том, как клетки общаются, используют энергию, справляются со стрессом, перемещают материалы и реагируют на сигналы иммунной системы. В ходе другого анализа было установлено, что в образцах, содержащих признаки депрессии, в различных концентрациях присутствовало 297 белков.
Эти изменения указывали на проблемы с обменом информацией между клетками головного мозга, способностью мозга корректировать свои связи, балансом кальция и воспалением. Эти результаты позволяют предположить, что депрессия может влиять на то, как мозг адаптируется к изменениям и новому опыту. Однако эти изменения могут быть разными у разных людей, страдающих депрессией.
Некоторые гены функционировали по-разному, что было связано с наследственным риском развития депрессии. Исследователи также обнаружили изменения в способе упаковки ДНК, которые могут влиять на то, включаются или выключаются расположенные рядом гены.
Эти изменения называются эпигенетическими, потому что они могут изменить работу генов, не изменяя саму ДНК.
«Они подобны регуляторам яркости, которые управляют активностью генов, и на них влияют жизненные факторы, такие как стресс, обучение, старение, химические вещества и т. д.», — объясняет Дюпон.
В белках, которые помогают контролировать гены во время стресса, также были обнаружены изменения.
У людей, страдающих депрессией, в течение шести месяцев, предшествовавших смерти, наблюдался более сильный стресс. Однако полученные данные не доказывают, что стресс стал причиной изменений, наблюдаемых в клетках их головного мозга.
«В целом, широкий спектр обнаруженных нами эффектов может отражать различные патогенетические механизмы, что, возможно, указывает на то, что депрессия — это не одно заболевание», — говорит Дюпон.
Проще говоря, несколько биологических путей могут привести к одному и тому же диагнозу.
Образцы тканей, собранные после смерти, позволяют получить редкую возможность увидеть клетки человеческого мозга, но они запечатлевают лишь один момент. Большинство доноров, страдавших депрессией, покончили жизнь самоубийством, поэтому команда не смогла полностью отделить признаки депрессии от признаков, связанных с самоубийством.
Количество образцов различалось в зависимости от этапа анализа. Кроме того, на результаты могли повлиять такие факторы, как причина смерти или сопутствующие заболевания. Кроме того, у исследователей было ограниченное количество данных для изучения того, как сложные жизненные ситуации связаны с активностью генов.
Поскольку эти развивающиеся клетки встречались редко, исследователи располагали лишь небольшим их количеством для анализа. Это означает, что некоторые результаты генетических исследований менее достоверны и должны рассматриваться как предварительные данные, а не как окончательные выводы.
Долгосрочная цель состоит в том, чтобы выявить биологические формы депрессии, которые могут поддаваться различным методам лечения.
«Мы хотим переклассифицировать депрессию на основе ее молекулярных характеристик, подобно тому, как это было сделано в отношении рака», — отмечает Дюпон. «Классификация раковых заболеваний на основе их клеточных характеристик, а не локализации, привела к появлению новых и улучшенных методов лечения. Мы надеемся, что то же самое будет справедливо и для депрессии и других психических или нейродегенеративных заболеваний».
Полученные результаты также указывают на возможные мишени для лечения, связанные с ростом новых клеток головного мозга, памятью, стрессом и иммунной активностью. Следующая задача — определить, какие из этих изменений в мозге также происходят у живых людей. Если исследователям удастся найти способы обратить их вспять, полученные результаты в конечном итоге могут открыть новые пути лечения депрессии.
Иллюстрация к статье:
материал med2.ru
Загрузка...
