Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

В глубинах

Исследователи постепенно накапливают сведения, подтверждающие, что некоторые изменения, обнаруженные у грызунов на ранних этапах развития, могут быть присущи и человеку. Как уже отмечалось выше, существует множество различных, и в первую очередь этических препятствий, не позволяющих проводить подобные исследования на людях. Однако, несмотря на это, ученым все же удалось обнаружить некие интригующие взаимосвязи.

Описанные выше эксперименты с крысами первым провел профессор Майкл Мини из университета Макгилла в Монреале. Затем работавшая под его руководством группа ученых провела в высшей степени интересные исследования образцов человеческого мозга, полученных у людей, как это ни прискорбно, покончивших жизнь самоубийством. Исследователи проанализировали уровни метилирования ДНК на гене рецептора кортизола в гиппокампе этих образцов. Согласно полученным ими результатам, метилирование ДНК оказалось выше в образцах мозга тех людей, которые в раннем детстве испытали на себе равнодушное отношение или жестокое обращение. И, напротив, уровни метилирования ДНК этого гена были относительно низкими у тех покончивших с собой людей, которые избежали в детстве психологических травм[212]. Высокие уровни метилирования ДНК у жертв насилия понижали экспрессию гена рецептора кортизола, что делало отрицательную петлю обратной связи менее эффективной и повышало уровни циркуляции кортизола. Эти результаты вполне соотносятся с выводами, сделанными на основе экспериментов с крысами, когда у подверженного стрессам потомства «равнодушных» матерей обнаруживались высокие уровни метилирования ДНК на гене рецептора кортизола в гиппокампе.

Разумеется, психические заболевания развиваются не только у тех людей, которые в детстве подвергались жестокому обращению со стороны взрослых. Глобальные цифры говорят о том, что депрессия приобретает просто устрашающий размах. По оценкам Всемирной организации здравоохранения свыше 120 миллионов человек в мире подвержены депрессиям. Ежегодно в мире регистрируется около 850 тысяч случаев самоубийств, обусловленных депрессиями. По прогнозам это расстройство к 2020 году займет второе место в мире среди наиболее распространенных заболеваний[213].

Огромный шаг вперед в эффективном лечении депрессий был сделан в начале 1990-х годов, когда Управление по контролю за продуктами и лекарствами выдало в США лицензию на производство серии препаратов под названием СИОЗС — селективный ингибитор обратного захвата серотонина. Серотонин является нейротрансмиттерной молекулой — он передает сигналы от одного нейрона к другому. Серотонин выделяется в мозг в ответ на приносящие удовольствие раздражители; это та самая «молекула счастья», которую мы уже встречали у довольных жизнью крысят.

У людей, страдающих депрессией, уровни серотонина в головном мозге низкие. Лекарственные препараты СИОЗС повышают уровни серотонина в мозге.

В идее, что средства, повышающие уровни серотонина, могут быть полезны при лечении депрессии, присутствует здравый смысл. Однако в их действии наблюдается нечто странное. Уровни серотонина в мозге повышаются довольно быстро, когда пациенты принимают препараты СИОЗС, однако обычно требуются не менее четырех-шести недель, чтобы ужасные симптомы тяжелой депрессии начали проходить.

Это заставляет предположить, что депрессия не обусловлена лишь снижением в мозге уровней единственного химического вещества, что, впрочем, и не удивительно. Не бывает так, чтобы депрессия поражала человека мгновенно; это не грипп, с которым можно слечь за одну ночь. На сегодняшний день мы располагаем внушительным количеством фактов, подтверждающих, что при развитии депрессии в мозге происходят весьма растянутые во времени изменения. В их число входят и изменения в количестве контактов, которые осуществляют между собой нейроны. А это, в свою очередь, непосредственно зависит от уровней химических веществ, которые называются нейротрофическими факторами[214]. Эти химические вещества поддерживают здоровье и функциональность клеток мозга.

Исследователи, занимающиеся изучением депрессии, отошли от простой модели, основанной на уровнях нейротрансмиттеров, предпочтя ей более сложную сетевую систему. Она включает в себя сложную взаимозависимость между активностью нейронов и целым рядом других факторов. В их число входят стресс, продукция нейротрансмиттеров, их воздействие на экспрессию генов и долгосрочное влияние на нейроны, равно как и взаимодействие всех этих факторов между собой. Пока эта система находится в равновесии, мозг работает нормально. Если система выходит из равновесия, эта сложнейшая сеть начинает распадаться, вследствие чего в мозге происходит сбой биохимических и функциональных процессов, вызывая расстройства и болезни.