Выявлен целевой для алкоголя участок мозга

Ощущение опьянения знакомо многим. Однако воздействие алкоголя на мозг на молекулярном уровне остается тайной. Новое исследование ученых из института биологических исследований Солк приближает нас к пониманию того, как именно алкоголь изменяет работу клеток мозга.

Результаты исследования демонстрируют восприимчивый к алкоголю участок мозга, который расположен в пределах белка ионного канала. Открытие может привести к разработке новых методов лечения алкоголизма, наркомании и эпилепсии.

Этанол, алкоголь в опьяняющих напитках, как известно, меняет связь между клетками мозга. «Ученых и медиков давно интересовало то, как алкоголь действует в клетках мозга», сообщил доктор философии Пол Слесингер, адъюнкт-профессор лаборатории Биологии пептида института Солк, который и провел исследование. «Насчет деятельности этанола в пределах ионного канала определенные соображения были, но не было проведено ни одного исследования, в ходе которого был бы визуализирован участок этой связи».

Слесингер с коллегами показали, что алкоголь непосредственно взаимодействует с определенным скрытым участком, содержащимся в пределах белка ионного канала. Этот ионный канал играет ключевую роль в некоторых функциях мозга, связанных со злоупотреблением лекарственными средствами и наркотическими веществами.

Предыдущее исследование Слесингера было сосредоточено на нервной функции ионных каналов, названных каналами GIRK. Эти каналы открываются во время химической коммуникации между нейронами и амортизируют сигнал, создавая подобие короткого замыкания.

«Когда каналы GIRK открываются в ответ на активацию медиатора, ионы калия вытекают из нейронов, снижая активность последних», сообщила аспирантка Прафулла Ариал. Алкоголь, как было известно и ранее, открыл каналы GIRK, однако не было известно точно, в результате прямого ли воздействия это происходит, или явление — побочный продукт других молекулярных изменений в клетках мозга.

Идентификация конкретного связанного с алкоголем участка мозга, необходимого для активации GIRK, может помочь развить новые методы анализа заболеваний мозга. С использованием структуры белка, возможно, удастся разработать лекарство, которое будет противодействовать алкоголю.

Кроме того, открытие делает возможным создание способа лечения эпилепсии. те лекарственные препараты, что есть сейчас, обладают мощными побочными эффектами, а потому ученые всего мира занимаются поиском альтернативы.

Чтобы лучше понять действие алкоголя, Слесингер и Ариал скооперировались с коллегами по институту Солк — профессорами Сеньон Шу и Сен Двир. Вместе они намеревались определить, являются ли крошечные карманы в трехмерной структуре калиевых каналов GIRK участками действия алкоголя. Ученым удалось зафиксировать подобие этих участков тем, что уже были найдены ранее в двух других белках: в дегидрогеназе — ферменте, который расщепляет алкоголь в организме, и в белке дрозофил LUSH, с которым алкоголь определяется в окружающей среде.

Когда Ариал систематически подменяла аминокислоты, которые ограничивали доступ молекул алкоголя к потенциальному участку взаимодействия, канал не активизировался, что свидетельствовало об идентификации важного регулирующего участка. «Мы полагаем, что алкоголь взламывает обычный механизм активации каналов GIRK и стабилизирует открытие канала», заключила Ариал. «И удается это ему за счет смазывания активационных механизмов».

29.06.2009