«Мы знали, что оба этих нейротрансмиттера играют важную роль в нейронах габенулы», — говорит Инес Ибанез-Таллон, доцент лаборатории молекулярной биологии, возглавляемой Джеймсом и Мэрилин Саймонс профессором Натаниэлем Хайнцем. "Мы не знали, как они могут взаимодействовать или работать вместе, чтобы усилить зависимость."
Ибанез-Таллон и его коллеги теперь сообщают, что ацетилхолин регулирует передачу сигналов глутамата в хабенуле, определяя новый механизм, важный для никотиновой зависимости. Исследование было опубликовано 1 декабря в eLife.
Контроль нейротрансмиттера
Нейротрансмиттеры, химические посланники мозга, упакованы в сферические структуры, называемые везикулами, которые находятся на концах нейронов. Получив определенные сигналы, нейроны выпускают содержимое везикул в синапс, сохраняя сигнал на следующем нейроне. Нейроны могут перерабатывать нейротрансмиттеры, реабсорбируя их посредством обратного захвата, процесс, который позволяет им точно контролировать количество нейротрансмиттеров в синапсе.
Даже небольшое нарушение баланса нейромедиаторов может привести к изменению поведения. В случае ацетилхолина он может повлиять на нашу способность справляться с зависимостью.
«Чтобы понять, как работают эти нейротрансмиттеры, мы создали модель мыши, габенулярные нейроны которой не производят ацетилхолин, потому что у мышей отсутствует ключевой ген, участвующий в процессинге ацетилхолина», — говорит Ибанез-Таллон. «В наших экспериментах мы обнаружили, что удаление ацетилхолина влияет на глутамат в этой области мозга двумя способами. Во-первых, количество глутамата, выделяемого нейронами, было уменьшено.
Во-вторых, был нарушен обратный захват глутамата в пузырьки. Оба эти механизма влияют на возбудимость нейронов, что означает нарушение нормальной передачи сигналов."
Основываясь на этих выводах, исследователи предполагают, что ацетилхолин регулирует, сколько глутамата высвобождается в синапс и с какой частотой. Это также облегчает упаковку глутамата в пузырьки.
Исследования с использованием электронной микроскопии подтвердили, что нейротрансмиттеры находятся в одном и том же месте в одно и то же время и могут влиять друг на друга.
Как это влияет на поведение?
В поведенческом отношении удаление ацетилхолина из хабенулы привело к тому, что мыши стали нечувствительны к полезным свойствам никотина, и у них не выработалась толерантность к продолжающемуся воздействию никотина. Кроме того, у этих мышей не было симптомов отмены, таких как тряска и царапины.
Эти и другие данные показывают, что без ацетилхолина никотиновая зависимость не возникла бы.
Хотя в последние годы уровень курения снизился, есть постоянная часть населения, которая продолжает курить, и потребность в исследованиях табачной зависимости сохраняется.
Это исследование помогает нам немного больше узнать о мозговых цепях, участвующих в этой зависимости, что также имеет отношение к опиоидной и каннабиноидной зависимости.
Затем группа Ибанез-Таллон заинтересована в понимании того, как взаимодействие между ацетилхолином и глутаматом может работать в других областях мозга. «Поскольку большинство нервных клеток, которые выделяют ацетилхолин, одновременно выделяют глутамат, следующая задача состоит в том, чтобы исследовать, важна ли синергия между этими двумя нейротрансмиттерами для других функций, связанных с ацетилхолином, таких как память и познание."