Избыток серотонина в крови превращает мышей в аутистов

В последние годы стало известно, что у людей, больных аутизмом, часто повышен уровень серотонина в крови. Это происходит за счет присутствия у больных редкого варианта гена серотонинового транспортера, который отвечает за обратный захват серотонина клетками. Американские ученые исследовали поведение мышей, имеющих тот же самый редкий аллель. Оказалось, что мыши демонстрируют поведение, сходное по некоторым параметрам с поведением аутистов, в частности — сниженный уровень коммуникации и повторяющиеся движения.

Аутизм представляет собой нарушение развития нервной системы, для которого свойственны многообразные проявления, отмечаемые впервые в младенческом и детском возрасте до трех лет. Среди частых симптомов аутизма отмечаются повторяющиеся бесцельные движения (раскачивание туловища, вращение головы) и компульсивное поведение, выражающееся в намеренном следовании неким правилам, например раскладывание объектов определенным образом или соблюдение ритуалов (навязчивое мытье рук, строгое соблюдение распорядка дня и т. д.). Аутичные дети реже и меньше лепечут, у них беднее словарный запас, они редко улыбаются, избегают смотреть в глаза, часто не понимают социальную обстановку, не склонны спонтанно приближаться к другим людям и реагировать на проявление ими эмоций. Для них характерно нарушение сенсорной чувствительности: например, ребенок может натыкаться на предметы, либо, напротив, плакать от громких звуков.

Ранняя диагностика и интенсивная коррекционная терапия приносят значительные улучшения, тем не менее результат зависит от силы тяжести аутизма. В случае легких форм ребенок в будущем может быть адаптирован к относительно нормальной социальной жизни, тогда как тяжелые формы почти не поддаются коррекции и означают полную инвалидность. Раньше, когда отсутствовали диагностика раннего аутизма и коррекционная терапия, во взрослом состоянии болезнь нередко диагностировалась как шизофрения.

Этиология болезни спорная: одни ученые придают большее значение генетическим основам болезни, тогда как другие считают, что основные причины заболевания кроются в расстройстве развития ребенка в первые годы жизни. В последние годы всё чаще высказываются мнения, что важно и то, и другое: генетические нарушения скорее могут проявиться в форме аутизма той или иной степени тяжести в случае неблагополучной психологической обстановки в семье.

В мире уже накоплена обширная литература по генетическим отклонениям у больных аутизмом (см., например, Аутизм вызывают мутации нейронно-зависимых генов, «Элементы», 16.07.2008). Уже давно было показано, что у 30% аутистов отмечается повышенный уровень серотонина в крови.Серотонин — нейромедиатор из семейства моноаминов, чрезвычайно распространенный в животном мире. Имеется сходство в строении клеточных рецепторов к серотонину и норадреналину, хотя эффекты действия этих веществ различаются у млекопитающих. В крови серотонин содержится почти исключительно в тромбоцитах, накапливающих его с помощью серотонинового транспортера, или SERT, который осуществляет обратный захват серотонина в клетку. У аутистов часто присутствуют редкие варианты гена SLC6A4, в частности аллель Ala56 (отличие от обычного варианта всего в одной аминокислоте: вместо глицина — аланин). В этом случае усилен захват серотонина тромбоцитами. В ряде случаев отмечали корреляцию между этим аллелем и такими проявлениями аутизма как компульсивное поведение и неприятие сенсорных стимулов.

Чтобы прояснить функцию аллеля Ala56, медики, биологи и психологи из разных американских университетов (Университета Вандербильта, Центра изучения здоровья Техасского университета, Национального института психического здоровья) исследовали социальное поведение у молодых и взрослых трансгенных мышей. Для этого они вызвали экспрессию аллеля Ala56 у мышей, у которых в норме работает аллель Gly56. В первую очередь была исследована вокализация мышат на седьмой день отлучения от матери. Оказалось, что трансгенные мышата пищали в два раза меньше, чем контрольные мышата (те, у которых присутствует нормальный аллель Gly56) (рис. 1А).

На взрослых мышах провели несколько экспериментов. Во-первых, в нескольких задачах исследовали их социальную активность. В одной серии экспериментов в одну из трех камер помещали новый неодушевленный объект, в другую камеру — новую мышь, а третья, центральная камера была пустой. В каждом эксперименте регистрировали, в какой из трех камер дольше находится мышь. Оказалось, что мыши с аллелем Ala56 одинаково часто заходили в центральную камеру и камеру с новой мышью, тогда как контрольные мыши предпочитали камеру с новой мышью (рис. 1В).

 

В другой серии экспериментов мышей тестировали в особой трубе, через которую они должны были возвращаться в гнездо. Предварительно их тренировали выбирать именно этот путь к гнезду. После того как в эту трубу помещали незнакомую мышь, экспериментальные мыши почти в два раза чаще уходили из трубы и выбирали другой путь, чем контрольные (рис. 1С).

Наконец, исследователи провели наблюдения за различным поведением мышей в клетке и сравнили относительную длительность различных поведенческих актов у контрольных и экспериментальных особей. Для большинства поведенческих актов (прием пищи, чистка, хождение, потягивание и т. д.) длительность оказалась схожей. Однако такой акт, как периодическое зависание на проволочной стенке клетки, отмечали достоверно больше у мышей с аллелем Ala56, чем у контрольных особей (рис. 1D).

Итак, аутисты и мыши с аллелем Ala56 имеют ряд сходных черт в поведении. Аутичные дети меньше лепечут и меньше произносят согласных звуков; экспериментальные мышата также меньше пищали. Аутисты меньше склонны к социальным взаимодействиям; экспериментальные мыши тоже избегали контактов с новыми мышами. Аутисты склонны к повторяющимся, стереотипным действиям; экспериментальные мыши любили периодически зависать на проволочной стенке.

На сегодняшний день получено всего несколько моделей мышей, имитирующих аутистическое поведение человека. Да это и понятно, учитывая многочисленные этологические различия между мышью и человеком. Тем более удивительно, что американские ученые обнаружили несколько характерных сходных черт в поведении мышей с аллелем Ala56 и аутистов. Учитывая то, что механизм работы варианта Ala56 серотонинового транспортера относительно изучен, есть надежда, что модельные мыши помогут в разработке медицинских препаратов для лечения одного из самых загадочных на сегодняшний день заболеваний.

Источник: http://elementy.ru/news/431818