Кто бы мог подумать! Как мозг заставляет нас делать глупости
В научной книге обязательно должны быть рисунки молекул. Это молекула этилового спирта.
Долгое время вообще считалось, что алкоголь отравляет мозг совершенно неспецифически – просто за счет того, что он растворяется в мембранах нервных клеток, вследствие чего они все начинают хуже работать. Мембраны состоят из фосфолипидов, то есть из жиров, и алкоголь с ними и в самом деле прекрасно взаимодействует – не случайно его используют для обезжиривания поверхностей. Но по мере совершенствования методов исследования стало понятно, что дело не только в этом, – на всевозможные нейронные рецепторы алкоголь тоже воздействует, и куча нейромедиаторов в мозге подвержена его влиянию.
Самая главная мишень для этанола в головном мозге – это рецепторы к гамма-аминомасляной кислоте, она же ГАМК, самый главный в мозге тормозной медиатор, подавляющий всяческую излишнюю активность. На рецепторах, с которыми связывается ГАМК, есть бензодиазепиновый сайт связывания, названный так потому, что он взаимодействует с транквилизаторами бензодиазепинового ряда – важным классом снотворных, седативных и анксиолитических психоактивных препаратов. Собственно, они работают как раз потому, что связываются с этим рецептором, и он становится более чувствительным к самой гамма-аминомасляной кислоте. На тот же самый участок рецептора, что и бензодиазепины, действует алкоголь[71]. С этим связаны все эффекты, которые можно наблюдать при приеме большой дозы алкоголя: заторможенность, успокаивающее и снотворное действие.
Основная загадка – это воздействие алкоголя в низких дозах. Если он вообще‐то подавляет активность нервной системы, активируя самый главный тормозной нейромедиатор, то с какой стати он будет сначала вызывать эйфорию, радость, веселье и двигательную активность? Версий несколько. Как это обычно бывает в биологии, скорее всего, они все правильные. Во-первых, кроме рецепторов к ГАМК алкоголь немножко влияет и на рецепторы к остальным нейромедиаторам – и в малых дозах он может начинать с дофамина. Действительно, после приема алкоголя уровень дофамина в мозге растет[72], а это прямой выход на систему вознаграждения, которая так или иначе вовлечена во все наши зависимости. Во-вторых, само подавляющее действие алкоголя развивается постепенно по мере нарастания его концентрации. По-видимому, первыми сдаются высшие центры контроля в коре – те самые, которые заставляют нас беспокоиться о приличиях и не танцевать голыми на столе в присутствии учителей и начальства. В-третьих, рецептор к ГАМК – это большой белковый комплекс, который выдается вверх из мембраны нейрона, и над бензодиазепино-вым сайтом связывания есть еще целый кустарник белковых нитей, с которыми в принципе этиловый спирт тоже может взаимодействовать. А в этом случае он будет, наоборот, мешать рецепторам к ГАМК нормально работать, то есть его действие на мозг будет возбуждающим, а не подавляющим – до тех пор пока алкоголя мало и он не добрался до самой поверхности мембраны, к своему специфическому сайту связывания. Мне не удалось найти никаких авторитетных источников, которые бы прямо подтверждали эту версию, но зато она красивая.
Как бы там ни было, картина алкогольного опьянения в общих чертах понятна: каждый мог ее многократно наблюдать у себя и у других. В процессе задействовано много разных молекул, но происходит он всегда одинаково: сначала мы переживаем трудности с рациональным мышлением и самоконтролем (как правило, субъективно приятные), а потом начинаем вести себя заторможенно, и нас клонит в сон. Но, естественно, существует множество индивидуальных генетических особенностей. Самые очевидные из них связаны с процессом переработки алкоголя в печени человека.
Нейтрализация алкоголя происходит в две стадии. На первой из них фермент алкогольдегидрогеназа превращает этиловый спирт в уксусный альдегид. На второй стадии следующий фермент, альдегиддегидрогеназа, перерабатывает альдегид в уксусную кислоту. Дальше ничего интересного уже не происходит – относительно безопасная для организма уксусная кислота вступает еще в пару реакций и в конце концов окисляется до углекислого газа и воды.
Здесь важно, что уксусный альдегид – это ужасный яд. Даже в небольших концентрациях он вызывает тошноту, слабость, головокружение, аритмию, сухость во рту, головные боли и прочие неприятные эффекты, которые мы испытываем утром, если выпили накануне слишком много. Ко всем прочим радостям, уксусный альдегид – это еще и канцероген. Именно с этим обстоятельством связана повышенная частота онкологических заболеваний, в первую очередь рака печени, при злоупотреблении алкоголем.
Две стадии переработки этилового спирта. Алкогольдегидрогеназа превращает спирт в токсичный уксусный альдегид, вызывающий симптомы похмелья. Альдегиддегидрогеназа обезвреживает молекулы уксусного альдегида, переводя их в безвредную уксусную кислоту. Это помогает от головной боли и тошноты, но с чувством стыда за вчерашнее придется смириться.
Когда мы пьем, алкоголь постепенно перерабатывается в уксусный альдегид, а он, к счастью, превращается в уксусную кислоту. Но при этом последствия приема алкоголя зависят от активности двух ферментов, участвующих в этом процессе.
Если активность обоих ферментов одинаково высокая, то человек может выпить очень много, почти не испытывая ни алкогольного опьянения, ни похмелья. Если активность первого звена низкая, то человек долго испытывает приятное опьянение от небольшой дозы алкоголя и при этом практически не испытывает страданий, связанных со злоупотреблением, потому что весь образующийся альдегид оперативно перерабатывается в уксусную кислоту. На самом деле ничего хорошего в этих вариантах нет, потому что если человек не страдает из‐за приема больших доз алкоголя, то он с большей вероятностью начнет им злоупотреблять. В долгосрочной перспективе наиболее безопасен третий вариант, когда алкогольдегидрогеназа вырабатывает альдегид быстро, а альдегиддегидрогеназа перерабатывает его в уксусную кислоту медленно. Да, в этой ситуации человек практически не испытывает приятного опьянения, а вместо этого быстро чувствует неприятные симптомы похмелья – но зато такой человек вряд ли сможет заставить себя стать алкоголиком. Именно этот эффект воспроизводится при “зашивании”: человеку, желающему отказаться от приема алкоголя, имплантируют под кожу капсулу с дисульфирамом. Этот препарат подавляет активность альдегиддегидрогеназы, так что употреблять алкоголь становится опасно и очень неприятно: он превращается в ядовитый уксусный альдегид, и на этом процесс останавливается.
Естественно, активность ферментов зависит от генов. Самая активная форма алкогольдегидрогеназы называется ADH2*2 – она перерабатывает этиловый спирт в ядовитый уксусный альдегид очень быстро, так что люди, унаследовавшие такой вариант гена хотя бы от одного из родителей, становятся алкоголиками вдвое реже, чем люди с другими вариантами фермента. Второй фермент, альдегиддегидрогеназа, работает хуже всего у носителей аллели ALDH2*2 – накопленный альдегид у них практически не переводится в уксусную кислоту, и пить им тоже не нравится. В книге О. Н. Тиходеева “Основы психогенетики” говорится, что во всем мире обнаружилось только три человека, которые все же смогли заставить себя стать алкоголиками, несмотря на то что унаследовали от обоих родителей гены неработающей альдегиддегидрогеназы. Никогда еще фраза “мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус” не получала настолько наглядного подтверждения.
Воздействие алкоголя на мозг, конечно же, тоже зависит от индивидуальных генетических особенностей. Пока что данные в основном статистические: среди десятков вариантов генов, кодирующих разные субъединицы рецептора к гамма-аминомасляной кислоте, встречаются гены, ассоциированные с алкоголизмом. Некоторые гены, вовлеченные в контроль дофаминовой, серотониновой и эндорфиновой системы, тоже демонстрируют статистическую связь с зависимостью от алкоголя. Всех этих генов очень много[73], эффекты их крайне разнообразны, на каждый из них существенно влияют и другие гены, и внешняя среда, поэтому абсолютно точного генетического теста на предрасположенность к алкоголизму, скорее всего, не будет никогда. Даже проанализировав полсотни ваших генов, ни один врач не решится сказать: “Одна бутылка вина в неделю совершенно точно не приведет вас к зависимости!” – ведь всегда остается риск, что ген № 42 из этого набора изменит свою активность после того, как вы попадете под дождь, подействует на ген № 38 и на неучтенный ген № 61, и следующая за этим бутылка вина все‐таки окажется для вас роковой.
Приблизительные генетические тесты тем не менее уже существуют и широко применяются. Как правило, лаборатории анализируют в первую очередь активность ферментов и иногда произвольно выбирают еще три-четыре гена, связанных с действием алкоголя в головном мозге. Например, московский Центр молекулярной генетики[74] исследует гены DAT1 и ANKK1, связанные с активностью дофамина, и ген OPRM1, кодирующий мю-рецептор к опиатам. Это вполне логично: патологическая зависимость действительно развивается тогда, когда алкоголь плотно встраивается в работу системы вознаграждения, которая работает на дофамине и эндогенных опиатах. Частная американская компания 23andMe[75], первой в мире внедрившая дешевый генетический скрининг для выявления предрасположенностей к десяткам болезней одновременно, тоже анализирует гены рецепторов и транспортеров дофамина, DAT1 и DRD2, а еще обращает внимание на участок rs7590720 на длинном плече второй хромосомы; для чего он нужен, пока не очень понятно, но зато исследование 3792 человек показало, что нуклеотидная замена в этом месте повышает риск развития алкоголизма на 35 %.
Адская белка
Вероятность стать алкоголиком не настолько мала, как кажется социально благополучным посетителям модных московских баров. Согласно эпидемиологическому исследованию[76], проведенному в Соединенных Штатах, за первый год с начала употребления алкоголя зависимость формируется у каждого пятидесятого, а через десять лет в нее влипают уже 11 %. В целом за все время жизни, включающей в себя эпизодическое употребление алкоголя, вероятность развития зависимости составляет 22,7 % – это намного меньше, чем у никотина (67,5 % употребляющих), но даже немного превосходит вероятность развития зависимости от кокаина (20,9 %). Впрочем, это совершенно не повод считать кокаин относительно безопасным: зависимость от него развивается быстрее, а настолько же низкий процент подсевших связан, скорее всего, с тем, что кокаин сложнее найти, а значит, формулировка “эпизодическое употребление” может означать более редкие контакты с наркотиком, чем в случае легального и широко распространенного алкоголя.
Критерии алкоголизма размыты и отличаются в разных источниках и в разных странах. Авторитетное американское руководство по диагностике и статистике психических расстройств, DSM – IV, выделяет две проблемных ситуации: злоупотребление алкоголем и зависимость от него[77]. О злоупотреблении говорят в контексте социальных проблем: этот диагноз ставят, если человек время от времени пренебрегает своими рабочими обязанностями из‐за пьянства, или попадает в опасные ситуации (например, садится за руль в нетрезвом виде), или у него возникают из‐за алкоголя проблемы с законом, или же он продолжает пить, несмотря на ухудшение отношений с друзьями, семьей или коллегами. Алкогольная зависимость определяется по семи критериям, общим для всех психоактивных веществ: толерантность, синдром отмены, неконтролируемое употребление, неудачные попытки сократить количество алкоголя, большое количество времени, затраченного на поиск и употребление алкоголя, ущерб семье, работе или отдыху и продолжение употребления без поправки на проблемы со здоровьем, вызванные алкоголем. Набирать все семь критериев не обязательно, достаточно трех.
В российских учебниках по наркологии[78],[79]критерии не так четко формализованы. Обычно выделяют три стадии алкоголизма (четыре, если считать “нулевую”, при которой человек уже стремится к употреблению алкоголя, но спокойно воздерживается от него, когда ситуация не способствует выпивке). Каждая характеризуется гибким комплексом параметров, но самые заметные из них – это подавление рвотного рефлекса при злоупотреблении алкоголем на первой стадии зависимости, выраженный абстинентный синдром и потребность “опохмелиться” на второй стадии и полная невозможность приемлемо себя чувствовать вне опьянения – на третьей. Развитие каждой из них может занимать несколько лет, и еще на второй стадии человек может вполне справляться и со своей работой, и с налаживанием социальных связей, так что окружающие могут вовсе не считать его больным. Подходящий бытовой критерий для того, чтобы понять, что человек алкоголик и за него не нужно выходить замуж, – это похмелье, сопровождающееся желанием выпить еще. У здорового человека, который перепил накануне и теперь жестоко страдает от головной боли и других неприятных эффектов, идея выпить еще бутылочку пива будет вызывать отвращение, потому что ему плохо из‐за того, что алкоголь в крови превратился в ядовитый альдегид. У алкоголика такая идея вызовет энтузиазм, потому что ему плохо из‐за того, что алкоголь в крови кончился.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
Примечания
1
Pommerville J. C. Alcamo’s Fundamentals of Microbiology. 9th ed. – Jones and Bartlett Publishers, 2011.
2
Циммер К. Паразиты. Тайный мир. М.: Альпина нон-фикшн, 2011. – 368 с.
3
http://www.officialdonnasimpson.com/index.html – официальный сайт Донны Симпсон.
4
http://apps.who.int/bmi/index.jsp?introPage=intro_3.html – ВОЗ об индексе массы тела.
5
http://www.fao.org/docrep/005/AC911E/ac911e05.htm – статистика потребления пищи от Продовольственной организации ООН.
6
http://www.nature.com/news/2010/100728/full/466546a.html – оценка числа голодающих и доли еды, которая отправляется в мусор.
7
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/ru/index. html – ВОЗ о проблеме ожирения.
8
Submitting Illuminations for Review // Advances in Physiology Education. 2001. Vol. 25. P. 70–71 – пример расчета количества АТФ, производимой человеком.
9
Савельев С. В. Возникновение мозга человека. – М.: ВЕДИ, 2010. – 324 с.
10
Joranby L. et al. Addiction to Food and Brain Reward Systems // Sexual Addiction & Compulsivity. 2005. Vol. 12. P. 201–217.
11
Siepa N. et al. Hunger Is the Best Spice: An fMRI Study of the Effects of Attention, Hunger and Calorie Content on Food Reward Processing in the Amygdale and Orbitofrontal Cortex // Behavioural Brain Research. 2009. Vol. 198. P. 149–158.
12
Kola B. et al. The Orexigenic Effect of Ghrelin Is Mediated through Central Activation of the Endogenous Cannabinoid System // PLoS ONE. March 2008. 3 (3): e1797.
13
Pimentel et al. Gut-Central Nervous System Axis is a Target for Nutritional Therapies // Nutrition Journal. 2012. 11:22.
14
Wansink B., Payne C. R. Eating Behavior and Obesity at Chinese Buffets // Obesity. August 2008. Vol. 16. No. 8. P. 1957–1960.
15
Monteleone P. et al. Hedonic Eating Is Associated with Increased Peripheral Levels of Ghrelin and the Endocannabinoid 2‐Arachidonoyl-Glycerol in Healthy Humans: A Pilot Study // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 22 March 2012.
16
Bornemisza P., Suciu I. Effect of Cigarette Smoking on the Blood Glucose Level in Normals and Diabetics // Revue de Médecine Interne. October – December 1980. Vol. 18. No. 4. P. 353–356.
17
Waterland R. A., Jirtle R. L. Transposable Elements: Targets for Early Nutritional Effects on Epigenetic Gene Regulation // Molecular and Cellular Biology. August 2003. Vol. 23. No. 15. P. 5293–5300.
18
Godfrey K. M. et al. Epigenetic Gene Promoter Methylation at Birth Is Associated With Child’s Later Adiposity // Diabetes. May 2011. Vol. 60. No. 5. P. 1528–1534.
19
Dhurandhar N. V. et al. Human Adenovirus Ad-36 Promotes Weight Gain in Male Rhesus and Marmoset Monkeys // The Journal of Nutrition. 1 October 2002. Vol. 132. No. 10. P. 3155–3160.
20
Pasarica M. et al. Adipogenic Human Adenovirus Ad-36 Induces Commitment, Differentiation, and Lipid Accumulation in Human Adipose-Derived Stem Cells // Stem Cells. April 2008. Vol. 26. No. 4. P. 969–978.
21
Atkinson R. L. Viruses as an Etiology of Obesity // Mayo Clinic Proceedings. October 2007. Vol. 82. No. 10. P. 1192–1198.
22
Knutson K. L. et al. The Metabolic Consequences of Sleep Deprivation // Sleep Medicine Reviews. June 2007. Vol. 11. No. 3. P. 163–178.
23
Christakis N. A., Fowler J. H. The Spread of Obesity in a Large Social Network over 32 Years // The New England Journal of Medicine. 2007. Vol. 357. P. 370–379.
24
TED (Technology, Entertainment, Design) – это частный американский фонд, который занимается популяризацией уникальных идей. Ежегодные конференции фонда – хороший источник знаний о том, в каких направлениях сегодня развивается наука, технология и общество в целом.
25
Bostrom P. Et Al.A Pgc1‐ – Dependent Myokine That Drives Brown-Fat-Like Development of White Fat and Thermogenesis // Nature. 26 January 2012. Vol. 481. P. 463–468.
26
Kopp W. et al. Low Leptin Levels Predict Amenorrhea in Underweight and Eating Disordered Females // Molecular Psychiatry. July 1997. Vol. 2. No. 4. P. 335–340.
27
Miller K. K. et al. Decreased Leptin Levels in Normal Weight Women with Hypothalamic Amenorrhea: The Effects of Body Composition and Nutritional Intake // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 1 July 1998. Vol. 83. No. 7. P. 2309–2312.
28
Welt C. K. et al. Recombinant Human Leptin in Women with Hypothalamic Amenorrhea // The New England Journal of Medicine. 2004. Vol. 351. P. 987–997.
29
Valente da Silva H. G. et al. Influence of Obesity on Bone Density in Postmenopausal Women // Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia. August. 2007. Vol. 51. No. 6.
30
Alastair J. J., Wood M. D. (еditor). Aromatase Inhibitors in Breast Cancer // The New England Journal of Medicine. 12 June 2003. Vol. 348. P. 2431–2442.
31
Hammoud A. O. et al. Obesity and Male Reproductive Potential // Journal of Andrology. September – October 2006. Vol. 27. No. 5. P. 619–626.
32
Богданов И. Дым отечества, или Краткая история табакокурения. М.: Новое литературное обозрение, 2007. – 280 с.
33
http://www.who.int/tobacco/surveillance/ru_tfi_gatsrussian_countryreport.pdf – подсчет числа курильщиков от ВОЗ.
34
West R. et al. Smoking Cessation Guidelines for Health Professionals: an Update // Thorax. 2000. Vol. 55. P. 987–999.
35
http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm6044a2. htm – статистика CDC о желании бросить.
36
http://www.who.int/substance_abuse/terminology/who_lexicon/en/index.html – словарь терминов от ВОЗ.
37
http://www.sis.indiana.edu/DSM – IV–Criteria.aspx – критерии зависимости от наркотических веществ, разработанные Американской психиатрической ассоциацией.
38
http://base.garant.ru/12112176/#1000 – официальный перечень наркотических средств в России.
39
Nutt D. et al. Development of a Rational Scale to Assess the Harm of Drugs of Potential Misuse // Lancet. 24 March 2007. Vol. 369. No. 9566. P. 1047–1053.
40
В прошлых изданиях книги была ошибка: я говорила, что никотин действует на нервно-мышечные синапсы насекомых, а на самом деле на синапсы в их центральной нервной системе (см. например: Millar N. & Denholm I., 2007). Ничем не могу это оправдать, меня просто заглючило. Мозг несовершенен, и мозг автора в особенности!
41
Graef S. et al. Cholinergic Receptor Subtypes and Their Role In Cognition, Emotion, and Vigilance Control: an Overview of Preclinical and Clinical Findings // Psychopharmacology (Berlin). May 2011. Vol. 215. No. 2. P. 205–29.
42
D’Souza M. S., Markou A. Neuronal Mechanisms Underlying Development of Nicotine Dependence: Implications for Novel Smoking-Cessation Treatments // Addiction Science & Clinical Practice. 6 July 2011. Vol. 6. No. 1. P. 4–16.
43
Olds J., Milner P. Positive Reinforcement Produced by Electrical Stimulation of Septal Area and Other Regions of Rat Brain // Journal of Comparative and Physiological Psychology. December 1954. Vol. 47. No. 6. P. 419–427.
44
Bewernick B. H. et al. Nucleus Accumbens Deep Brain Stimulation Decreases Ratings of Depression and Anxiety in Treatment-Resistant Depression // Biological Psychiatry. 15 January 2010. Vol. 67. No. 2. P. 110–116.
45
Diana M. The Dopamine Hypothesis of Drug Addiction and Its Potential Therapeutic Value // Front Psychiatry. 2011. Vol. 2. P. 64.
46
Griesar W. S. et al. Nicotine Effects on Alertness and Spatial Attention in Non-Smokers // Nicotine & Tobacco Research. May 2002. Vol. 4. No. 2. Р. 185–194.
47
Shah D. et al. Neural Effects of Acute Nicotinic Treatment on Visual Spatial Attention in Non-Smokers // Pharmacology, Biochemistry and Behavior. 2011. Vol. 100. P. 228–236.
48
Govind A. P. et al. Nicotine-Induced Upregulation of Nicotinic Receptors: Underlying Mechanisms and Relevance to Nicotine Addiction // Biochemical Pharmacology. 2009. Vol. 78. P. 756–765.
49
Ware J. J. et al. From Men to Mice: CHRNA5/CHRNA3, Smoking Behavior and Disease // Nicotine &Tobacco Research. 2012.
50
Kaur-Knudsen D. et al. CHRNA3 Genotype, Nicotine Dependence, Lung Function and Disease in the General Population // European Respiratory Journal. 2012. Vol. 40. P. 1538–1544.
51
Bierut L. J. et al. Variants in Nicotinic Receptors and Risk for Nicotine Dependence // The American Journal of Psychiatry. 2008. Vol. 165. P. 1163–1171.
52
Sherva R. et al. Association of a Single Nucleotide Polymorphism in Neuronal Acetylcholine Receptor Subunit Alpha 5 (CHRNA5) with Smoking Status and with ‘Pleasurable Buzz’ During Early Experimentation with Smoking // Addiction. September 2008. Vol. 103. No. 9. P. 1544–1552.
53
Janes A. C. et al. Association between CHRNA5 Genetic Variation at Rs16969968 and Brain Reactivity to Smoking Images in Nicotine Dependent Women // Drug and Alcohol Dependence. 1 January 2012. Vol. 120. No. 1–3. P. 7–13.
54
Li M. D. The Genetics of Nicotine Dependence // Current Psychiatry Reports. 2006. Vol. 8. P. 158–164.
55
http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5114a2. htm – оценка опасности курения от Министерства здравоохранения США.
56
Bornman M. S., du Plessis D. J. Smoking and Vascular Impotence. A Reason for Concern // South African Medical Journal. 13 September 1986. Vol. 70. No. 6. P. 329–30.
