От тела к мозгу. Как нарушения метаболизма становятся причиной депрессии, биполярного расстройства, СДВГ, ПТСР и других заболеваний - Кристофер М. Палмер

class="p1">Во-первых, многие из генов риска напрямую связаны с митохондриями и обменом веществ. Например, ген под названием DISC1 обуславливает риск развития шизофрении, биполярного расстройства, депрессии и аутизма. Исследователи продолжают изучать все роли этого белка в работе клеток. Он был обнаружен в митохондриях и, как уже известно, влияет на их движение, слияние и контакт с другими частями клетки. Это, в свою очередь, воздействует на развитие нейронов и их пластичность [3]. Один из самых сильных генов риска развития аффективных расстройств, CACNA1C, играет важную роль в окислительном стрессе, целостности и функционировании митохондрий [4].

Другой пример – ген APOE, который повышает риск развития болезни Альцгеймера. Этот ген кодирует белок, аполипопротеин Е, который связан с транспортировкой и обменом жиров и холестерина. Ген существует в трех вариациях (они называются аллелями): APOE2, APOE3 и APOE4. Примерно у 25 % людей имеется одна копия APOE4, а у 2–3 % – две копии. Вероятность развития болезни Альцгеймера у людей с одной копией в 3–4 раза выше, а с двумя копиями – в 9–15 раз выше, чем в среднем по популяции [5]. В поддержку теории «от тела к мозгу» можно сказать, что этот ген оказывает сильное влияние на обмен веществ и митохондрии.

⇨ У людей с геном APOE4, скорее всего, уже в 20 лет будут наблюдаться признаки нарушения глюкозного обмена в мозге, и со временем оно будет только усугубляться [6].

Аполипопротеин Е, судя по всему, оказывает прямое воздействие на митохондрии. Ученые изучали людей с различными типами APOE и измеряли уровень белков, влияющих на митохондриальный биогенез, динамику (их слияние и деление друг с другом) и окислительный стресс [7]. У людей с аллелем APOE4 уровень этих важных митохондриальных белков был ниже, причем этот пониженный уровень напрямую коррелировал с симптомами болезни Альцгеймера. В другом исследовании рассматривались астроциты, важные вспомогательные клетки мозга, и было обнаружено, что APOE4 связан с нарушением аутофагии, митохондриальной функции и митофагии [8]. Хорошая новость заключается в том, что, как выяснилось, введение препарата, стимулирующего аутофагию, помогает исправить как минимум некоторые из этих проблем.

Итак, повышает ли APOE4 риск всех метаболических и психических расстройств? Этот ген действительно повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых психических расстройств и эпилепсии, однако, как ни парадоксально, снижает риск ожирения и диабета второго типа [9]. Вот здесь-то и проявляется вся сложность обмена веществ. Содержание аполипопротеина Е варьируется в зависимости от конкретного типа клеток человеческого организма. Так, в мозге он находится главным образом в астроцитах и микроглии. Эти клетки выполняют специфические функции. Похоже, что APOE4 приводит к очень медленному и постепенному снижению их функции, и эти клетки более тесно связаны с когнитивными, чем с какими-либо другими симптомами. Таким образом, именно эти «компоненты» мозга со временем изнашиваются и начинают выходить из строя, что приводит к появлению специфических симптомов. Вместе с тем, когда они начинают полностью отказывать, возникают и другие психические проявления болезни Альцгеймера, обусловленные взаимосвязями этих участков мозга. Итак, как было сказано ранее, это пример уже существующей уязвимости (ген риска) и ее различного влияния на разные клетки, которое определяет характер развивающихся симптомов. Тем не менее исследования, проводимые в этом направлении, напрямую указывают, что обмен веществ и работа митохондрий являются общим механизмом развития болезни Альцгеймера.

С генетикой у митохондрий тоже все сложно, так как на них влияют гены как из ядерной, так и из митохондриальной ДНК. Гены, расположенные внутри митохондрий, в гораздо большей степени подвержены мутациям. Генетические мутации митохондриальной ДНК напрямую связаны с многочисленными аспектами работы мозга, включая поведение, когнитивные функции, потребление пищи и стрессовую реакцию [10]. К сожалению, гены митохондрий не изучались в рамках крупных популяционных исследованиях, поскольку большинство ученых полагали, что митохондриальная ДНК не играет особой роли.

Даже если гены связаны с другими белками, выполняющими другие функции в клетках, они все равно будут так или иначе влиять на обмен веществ. Гены – это чертежи различных белков, из которых состоит человеческое тело. Подобно различным деталям автомобиля и всевозможным вариациям этих деталей в различных марках и моделях автомобилей, некоторые из них более надежные и экономичные, чем другие. Одни приспособлены к неблагоприятным условиям и имеют более короткий срок службы, в то время как другие способствуют экономии топлива и долговечности. В зависимости от того, какие «детали» достались вам в наследство, они будут тем или иным образом влиять на работу ваших клеток, обмен веществ и общее состояние здоровья. Кроме того, они также могут наделять нас разной степенью восприимчивости к сбоям в обмене веществ.

Когда речь идет о метаболизме, всегда имеется какое-то «слабое звено». Компоненты клетки отличаются друг от друга, и некоторые из них будут более предрасположенными к сбоям, чем другие.

Учитывая все вышесказанное, можно с уверенностью заявить, что для большинства людей с психическими заболеваниями ответ на их проблему кроется не в самих генах. Если гены не могут полностью объяснить, почему психические расстройства передаются по наследству, тогда в чем же может быть причина?

Эпигенетика

Эпигенетика, которую мы кратко рассмотрели во второй части, – это область наук, изучающая причины, по которым гены включаются и отключаются. У большинства из нас похожие гены. По сути, у нас одинаковые чертежи, по которым наш организм должен работать. Да, существуют очевидные вариации, такие как рост, цвет кожи и волос. Все они обусловлены различиями в наших генах. Тем не менее большинство генов одинаковые. У многих людей организм устроен одинаково, однако имеются явные отличия в экспрессии генов.

Клетки кожи, мозга и печени имеют одинаковую ДНК, а их отличие друг от друга объясняется эпигенетическими факторами. В этих клетках происходит экспрессия разных генов.

В течение дня гены в клетках постоянно включаются и выключаются. На этот процесс влияют внешние факторы и потребности организма. Другими словами, наш организм постоянно адаптируется. Иногда ему срочно нужно выработать какой-то гормон, и тогда активируются соответствующие гены. Иногда нужно восстановить какую-то клетку, и тогда включаются другие гены, которые после завершения восстановительных работ успешно отключаются, потому что клетки не расходуют ресурсы понапрасну.

Между тем существуют и более долгосрочные изменения в экспрессии генов, а некоторые из них и вовсе связаны с индивидуальными особенностями людей. Так, у одних много мышц, у других более худощавое телосложение, третьи страдают ожирением. Экспрессия у этих людей отличается в течение длительных периодов времени, хотя гены у всех похожие. Имеются определенные модели экспрессии генов, которые ассоциируются с различными индивидуальными особенностями как физическими, так и