Фогель, Мотульски - Генетика человека - 3 (947313), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Еще более существенно то, что вызываемая алкоголем модификация структуры ЭЭГ сохраняется относительно долго и поддерживается после того, как метаболизм в основном завершен. Очевидно, генетически контролируемые различия характерны для реакцни самого мозга. лица, ЭЭГ которых в состоянии покоя характеризовалась менее развитыми а-волнами, обнаруживали более сильные реакции после приема алкоголя: их а-волны становились более выраженными и стабильными, чем в ЭЭГ покоя (рис.
8.27). Этн реакции у МЗ близнецов имели высоко конкорлантный характер, но ДЗ близнецы по атому признаку иногда бывали дискордантны. Некоторые близнецы демонстрировали качественно иные реакции, например р-волн. Индивиды с низкоамплитудной ЭЭГ, доминантно наследуемым вариантом ЭЭГ (разд. 36.1), не реагировали на алкоголь увеличением генерапии а-волн. Вероятно, существуют сильные, генетически определяемые различия между людьми в реакпиях мозга на алкоголь Эгн различия не связаны с соответствующей изменчивостью метаболизма алкоголя Корреляция меясду Могут ли нейрофизиологические механизмы ЭЭГ обьяснить различные реакции на алкоголь? Механизмы генерации ЭЭГ, которые были разобраны в разд.
8 2.3.4, помогают понять, как алкоголь изменяет работу мозга У лиц с хорошо развитым а-ритмом его водитель ритма довольно слабо реагирует на воздействие. С другой стороны, у лнц„ спонтанный а-ритм которых в норме склонен к десинхронизации, синхронизирующая функция водителя улучшается Тенденция к 120 8. Генетика и поведение человека десинхронизацнн может быть вызвана более сильным влиянием ретикулярной системы. Как связать эти факты? Уже говорилось о том, что у некоторых алкоголиков а-ритм выражен плохо ~216Ц.
Точнее. их а-ритм часто характеризовался параметрами, сходными с параметрамн а-ритма близнецов, демонстрирующих сильные реакции на алкоголь (рнс. 8.27). Не вполне ясно, была ли эта структура ЭЭГ причиной алкоголюма илн следствием действия алкоголя на мозг-прямого или опосредованного повреждением печени. Известно, что приемы медитации типа трансцедентальной медитации облегчают а-активность. Субьективным слелствием медитации является чувство расслабленности и умиротворенности. Такого же результата можно иногда добиться путем увеличения а-активности через биологическую обратную связь.
Можно соединить ЭЭГ с устройством, которое будет издавать звук до тех пор, пока генерируются а-волны. Пробанду предлагают удерживать этот звук как можно дольше. Таким способом можно на ограниченное время усилить а-активность. Пробанды часто описывают свои ощущения при этом как расслабление, граничащее со счастьем; это состояние, по-видимому похоже на то, которое дсстигается при медитации Г!61.
Полученные результаты позволшот сформулировать предположение о нейрофизиологических и генетических основах некоторых случаев алкоголизма. Склонность к алкоголизму высока у лиц, обладающих в норме высоким уровнем тонической активации или слабой устойчивостью таламического водителя ритма. Уровень активации снижается под действием алкоголя, и человек чувствует себя лучше. Таким образом, потребление алкоголя сопровождается положительным подкреплением, что может приводить к алкоголизму.
Это предположение было подтверждено в исследованиях ЭЭГ членов семей алкоголиков, которые не страдали алкоголизмом )2167; 2158]. Некоторые из вих продемонстрировали сходную структуру ЭЭГ; отсюда следует, что ЭЭГ не могла быть результатом хронического злоупотребления алкоголем. В одной работе, однако, снижение среднего уровня а-активности было выявлено только у женшин и отсутствовало у мужчин, страдающих алкоголизмом. Согласно психиатрическим данным, алкоголизм этих женщнн по большей части не связан с внешними обстоятельствами, в то время как большинство мужчин стало алкоголиками в результате социального давления и других внешних факторов Г21672.
Этот пример показывает, как в зависимости от социокультурных условий окружающей среды генетически контролируемая восприимчивость может иметь разные фенотипические проявления. В западном обществе, где алкоголь считается обязательным фоном для общения, генетически восприимчивый инднвид рискует стать алкоголиком.
В буддистском окружении тот же человек, вероятно, целиком посвятил бы себя медитации. Ослабление активации, вызываемой ретикулярной системой, не единственное следствие действия алкоголя на мозг. Исследования на близнецах говорят о том, что генетическая изменчивость может характеризовать и другие аспекты мозговой деятельности. Этот пример был описан столь подробно потому, что он представляет собой один из первых случаев, когда нейрофизиологические данные были использованы для развитие генетической пшотезы. Нейрофизиология до сих пор не испытывала серьезного влияния со стороны генетики человека.
В свою очередь ученые, занимающиеся проблемами генетики человека, очень редко предпринимали попытки включить в ход своих размышлений представления нейрофизиологии. Причина этого заключена в изолированности разных научных дисциплин. Основанием для особой изоляции физиологии может быть то, что она в большей мере, чем все другие биологические науки, имеет дело с объяснением работы интегрированных систем и механизмов обратной связи и редукционизм присущ ей в меньшей степени )"2671.
8.2.3.6. Физиология мозга: генетическая изменчивость нгйромедиаторов Анализ на биохимическом уровне синвнсы. Генетический анализ на уровне ЭЭГ вряц ли будет успешным, несмотря на то что концептуально он более удовлетворителен, чем анализ поведенческих фенотипов. Проблему необходимо решить на уровне ферментов и белков. Зададимся вопросом, генетическая изменчивость каких ферментов 8. Генетика и поведение человека 121 Гкомт1 Рве. 8.28. Схематическое изображение адренергического синапса с его наиболее важными органеллами Норадреналин синтезируется из тирозина, хранится в гранулах, высвобождается в синаптическую щель и связывается с рецептором эффекторной клетки на постсинаптической мембране (объяснения см. в тексте) (МАΠ— моноамииоксидаза; КОМТ вЂ” катехоламин-О-метилтрансфераза; ДБà — дофамнн+гндроксилаза.
н белков может влиять на деятельность мозга7 Известно, что основными фунхциональными компонентами нервной системы являются нейроны (55). Нейрон прелставляет собой клетку с одним ядром, одним длинным отростком, который называется нейрнтом нлн аксоном н служит эффекторным органом нейрона, и рядом сложно ветвящихся дендритов, образующих контакты с другими нервными клетками посредспюм так называемых синапсов. Рис. 8.28 демонстрирует основные органеэшы синапса. Пресинаптическое окончание н постсинаптнческая мембрана полностью изолированы друг от друга узкой сннаптнческой щелью. Когда нервный импульс достигает пресинаптического окончания, передача через сннапс осуществляется не электрическим, а химическим способом Особые вещества, служащие иередатчнкамн (медиаторами), упакованы порциями из нескольких тысяч молекул в пузырьках пресинаптнческнх окончаний.
Прибывающий импульс приводит к тому, что один нлн несколько пузырьков высвобождают молекулы передатчика (медиатора) в синаптическую щель. Таким образом, меднатор может подействовать на особые рецепторные участки постсинаптяческой мембраны Это взаимодействие приводит к диффузии ионов )Ча через мембрану, что вызывает изменение электрического потенциала. Сущеспэу- ют два типа синапсов- возбуждающие н тормозные. Когда нейрон получает достаточное количество импульсов через возбуждающие синапсы, его аксон «срабатывает», т.е.
генерирует импульс. С другой стороны, тормозные синапсы могут вызвать гиперполяризацию постсинаптической мембраны, которая не позволяет деполяризации достичь критического уровня, выше которого нейрон начинает генерировать импульсы. Таким способом возбуждающий импульс может передаваться другим возбуждающим нервным клеткам, число которых постоянно нарастает; «цепная реакция» не переходит во «взрыв», благодаря вставленным в цепочки тормозным нервным клеткам (55). Именно в этой последовательности событий возможна генетическая изменчивость.
Например, ферменты синтеза и расщепления молекул медиаторов могут обладать различной активностью, мембраны могут иметь структурные отличия, сказывающиеся на нх проницаемости для молекул нейромедиаторов илн ферментов, могут существовать различия в рецепторах н, наконец, на функции синапса могут оказывать влияние внешние регулирующие воздействия на разных уровнях. Самая простая возможность состоит в изменении количества молекул медиатора. В самом деле, некоторые результаты исследования психических заболеваний указывают на аномалии нейромедиаторной функции.
Химические шипы нейромедиаторо«(рпс. 8.29). В качестве пейромедпаторов в мозге используется несколько соединений; сппапсы специализируются па одном типе медиатора. Наиболее изученные па сегодняшний день медпаторы — порвдрепалпп (адрепергпческпе спннпсы) и ацетнлхолин (холппергическне сппапсы). Этот факт можно объяснить чисто методическими причинами: указанные медпаторы можно исследовать в клетках периферической нервной системы. Например, нейроны симпатической нервной системы являются адрепергпческпми, нейроны параспмпатпческой нервной системы— холппергпческпми.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
