Yksittäinen alkoholin antaminen voi muuttaa hermosolujen morfologiaa pysyvästi

Yksittäinen alkoholin antaminen voi muuttaa hermosolujen morfologiaa pysyvästi

Tutkijaryhmä Kölnin yliopistosta sekä Mannheimin ja Heidelbergin yliopistoista on havainnut, että jopa yksi alkoholin antaminen muuttaa pysyvästi hermosolujen morfologiaa. Alkoholi vaikuttaa erityisesti synapsien rakenteeseen ja mitokondrioiden - solun voimalaitosten - dynamiikkaan. Professori Henrike Scholz ja hänen tiimitoverinsa Michèle Tegtmeier ja Michael Berger havaitsivat hedelmäkärpäsen Drosophila melanogasterin geneettisen mallijärjestelmän avulla, että muutokset mitokondrioiden vaelluksessa synapseissa vähentävät alkoholin palkitsevia vaikutuksia. Nämä tulokset viittaavat siihen, että yksikin kulutustapahtuma voi luoda pohjan alkoholiriippuvuudelle. Tutkimus "Single-dose-etanolin myrkytys aiheuttaa akuutteja ja pysyviä hermosolumuutoksia aivoissa" on julkaistu PNAS:ssa (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Mitä muutoksia aivoissa seuraa siirtyminen satunnaisesta juomisesta krooniseen alkoholin väärinkäyttöön? Yhteinen tutkimusprojekti Mannheim-Heidelbergin ja Kölnin yliopiston työryhmien kanssa selvitti tätä kysymystä. Useimmat tieteelliset tutkimukset ovat tutkineet kroonisen alkoholinkäytön vaikutuksia hippokampukseen - aivomme ohjauskeskukseen. Siksi kriittisten riskitekijöiden akuuteista hermosolujen vuorovaikutuksista, kuten nuorena ensimmäisestä alkoholimyrkytyksestä, tiedetään vähän, Henrike Scholz selittää: "Lähtimme etsimään etanolista riippuvia molekyylimuutoksia. Nämä puolestaan muodostavat perustan pysyville solumuutoksiin yhden akuutin etanolimyrkytyksen jälkeen. Yhden alkoholiannoksen vaikutuksia tutkittiin sen jälkeen, etanoli olisi muodostaa positiivisen yhteyden alkoholiin.

Ryhmä testasi hypoteesiaan tutkimalla hedelmäkärpäsiä ja hiirimalleja ja löysi etanolin aiheuttamia muutoksia kahdella alueella: mitokondrioiden dynamiikassa ja hermosolujen synapsien välisessä tasapainossa. Mitokondriot tarjoavat soluille ja erityisesti hermosoluille energiaa. Toimittaakseen optimaalisesti energiaa soluihin mitokondriot liikkuvat. Etanolilla käsitellyissä soluissa mitokondrioiden liike häiriintyi. Myös tiettyjen synapsien välinen kemiallinen tasapaino häiriintyi. Nämä muutokset pysyivät pysyvinä ja vahvistuivat eläinten käyttäytymismuutokset: hiirillä ja hedelmäkärpäsillä alkoholin kulutus lisääntyi ja alkoholin uusiutuminen myöhemmällä iällä.

Genetiikka ja genomiikka e-kirja

Kokoelma viime vuoden huippuhaastatteluista, artikkeleista ja uutisista.

Lataa kopio tänään

Neuronien morfologinen uudelleenmuotoilu on hyvin tunnettu oppimisen ja muistin perusta. Näiden niin sanottujen soluplastisuusmekanismien, jotka ovat keskeisiä oppimiselle ja muistille, uskotaan myös olevan keskeisiä assosiatiivisten muistojen muodostumisessa huumeisiin liittyvistä palkkioista. Siksi jotkut havaituista morfologisista muutoksista voivat vaikuttaa etanoliin liittyvään muistin muodostumiseen. Yhdessä mitokondrioiden siirtymisen hermosoluihin, jotka ovat tärkeitä myös synaptisen transmission ja plastisuuden kannalta, tutkijat epäilevät, että nämä etanolista riippuvaiset solumuutokset ovat ratkaisevia riippuvuutta aiheuttavan käyttäytymisen kehittymiselle.

On huomionarvoista, että soluprosessit, jotka myötävaikuttavat tällaiseen monimutkaiseen palkitsemiskäyttäytymiseen, ovat säilyneet eri lajeissa, mikä viittaa samanlaiseen rooliin ihmisillä. Se voisi olla mahdollinen yleinen soluprosessi, joka on välttämätön oppimiselle ja muistille."

Prof. tri Henrike Scholz

Molemmat havaitut mekanismit voisivat selittää hiirillä tehdyt havainnot, joiden mukaan yksi päihtymiskokemus voi lisätä alkoholin kulutusta ja alkoholin uusiutumista myöhemmässä elämässä. "Näillä mekanismeilla voi olla jopa merkitystä ihmisten havainnon kannalta, että ensimmäinen alkoholimyrkytys varhaisessa iässä on kriittinen riskitekijä myöhemmälle alkoholimyrkytykselle ja alkoholiriippuvuuden kehittymiselle", professori Scholz selittää. "Tämä tarkoittaa, että pysyvien etanolista riippuvaisten muutosten tunnistaminen on tärkeä ensimmäinen askel sen ymmärtämisessä, kuinka akuutti juominen voi johtaa krooniseen alkoholin väärinkäyttöön."

Lähde:

Kölnin yliopisto

Viite:

Knabbe, J. et ai. (2022) Kerta-annoksen etanolimyrkytys aiheuttaa akuutteja ja pysyviä hermosolumuutoksia aivoissa. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122477119.

.