Alkohol zmienia to jak organizm czyta DNA

Alkohol i narkotyki przeprogramowują Twój mózg, zmieniając działanie genów – badania nad sposobami zwalczania skutków uzależnienia.

Wiele osób ma predyspozycje do poszukiwania i reagowania na nagrody. Mózg interpretuje jedzenie jako nagrodę, gdy jesteś głodny, a wodę, gdy jesteś spragniony. Jednak uzależniające substancje takie jak alkohol i narkotyki mogą tłumić naturalne ścieżki nagrody w mózgu, co prowadzi do powstania nietypowych pragnień i zmniejszonej kontroli impulsów.

Popularny błąd polega na myśleniu, że uzależnienie wynika z braku silnej woli. Jednak rozwój wiedzy i technologii w dziedzinie genetyki molekularnej drastycznie zmieniła nasze podstawowe zrozumienie uzależnienia w ciągu ostatniej dekady. Ogólny konsensus wśród naukowców i pracowników służby zdrowia jest taki, że uzależnienie ma silne podstawy neurobiologiczne i genetyczne.

Jako behawioralny neurogenetyk prowadzący zespół badający molekularne mechanizmy uzależnienia, łączę neuronaukę z genetyką, aby zrozumieć, jak alkohol i narkotyki wpływają na mózg. W ciągu ostatniej dekady zauważyłem zmiany w naszym zrozumieniu molekularnych mechanizmów uzależnienia, głównie dzięki lepszemu zrozumieniu, jak geny są dynamicznie regulowane w mózgu. Nowe sposoby myślenia o powstawaniu uzależnień mają potencjał zmienienia podejścia do leczenia.

Alkohol i narkotyki wpływają na aktywność genów mózgu

Każda z komórek mózgowych przechowuje kod genetyczny w długich pasmach DNA. Aby całe to DNA zmieściło się w komórce, musi być ściśle zapakowane. Osiąga się to przez nawijanie DNA na „szpule” białka zwane histonami. Obszary, w których DNA jest rozwinięte, zawierają aktywne geny kodujące białka, które pełnią ważne funkcje w komórce.

Gdy aktywność genów ulega zmianie, zmieniają się także białka produkowane przez komórki. Takie zmiany mogą obejmować pojedyncze połączenia neuronalne w mózgu aż po to, jak się zachowujesz. Ta genetyczna choreografia sugeruje, że chociaż geny wpływają na rozwój mózgu, to które geny są włączane lub wyłączane, gdy uczysz się nowych rzeczy, jest dynamiczne i dostosowuje się do twoich codziennych potrzeb.

Ostatnie dane z modeli zwierzęcych sugerują, że alkohol i narkotyki bezpośrednio wpływają na zmiany ekspresji genów w obszarach mózgu, które pomagają napędzać odpowiedzi pamięciowe i nagrody.

Istnieje wiele sposobów, w jakie uzależniające substancje mogą zmieniać ekspresję genów. Mogą zmieniać, które białka wiążą się z DNA, aby włączać i wyłączać geny oraz które segmenty DNA są rozwijane. Mogą zmieniać proces, w jaki sposób DNA jest odczytywane i tłumaczone na białka, oraz zmieniać białka, które decydują o tym, jak komórki wykorzystują energię do funkcjonowania.

Na przykład alkohol może powodować wyrażanie alternatywnej formy genu w obwodach pamięci u much i ludzi, co skutkuje zmianami w receptorach dopaminy i czynnikach transkrypcyjnych zaangażowanych w sygnalizację nagrody i funkcje neuronalne. Podobnie kokaina może powodować wyrażanie alternatywnej formy genu w ośrodkach nagrody u myszy, skłaniając je do poszukiwania większej ilości kokainy.

Dokładny sposób, w jaki te narkotyki powodują zmiany w regulacji genów, jest nieznany. Jednak bezpośredni związek między spożyciem alkoholu a zmianami w ekspresji genów u myszy dostarcza wskazówki. Produkt uboczny rozkładu alkoholu w wątrobie zwany octanem może przechodzić przez barierę krew-mózg i rozwijać DNA z histonów w obwodach pamięci myszy.

Alkohol, nikotyna, kokaina i opioidy również aktywują ważne ścieżki sygnalizacyjne, które są centralnymi regulatorami metabolizmu. To sugeruje, że mogą również wpływać na wiele aspektów funkcji neuronalnych, a co za tym idzie, na ekspresję genów.

Zmiana aktywności genów mózgu za pomocą stylu życia

Sposób, w jaki uzależniające substancje zmieniają funkcję komórek, jest skomplikowany. Wersja genu, z którym się urodziłeś, może być modyfikowana na wiele sposobów, zanim stanie się funkcjonalnym białkiem, w tym przez ekspozycję na alkohol i narkotyki. Zamiast zniechęcać badaczy, ta złożoność jest motywująca, ponieważ dostarcza dowodów na to, że zmiany ekspresji genów w mózgu nie są trwałe. Mogą być również zmieniane przez leki i wybory stylu życia.

Wiele powszechnie przepisywanych leków na zaburzenia zdrowia psychicznego również wpływa na ekspresję genów. Antydepresanty i stabilizatory nastroju mogą zmieniać sposób modyfikacji DNA i ekspresji genów. Na przykład powszechnie przepisywany lek na depresję, escitalopram, wpływa na to, jak ściśle nawinięte jest DNA, i może zmieniać ekspresję genów ważnych dla plastyczności mózgu.

Ponadto terapie oparte na mRNA mogą specyficznie zmieniać, które geny są wyrażane w celu leczenia chorób takich jak rak. W przyszłości możemy odkryć podobne terapie na uzależnienie od alkoholu i substancji. Te leczenia mogłyby potencjalnie kierować ważne ścieżki sygnalizacyjne związane z uzależnieniem, zmieniając funkcjonowanie obwodów mózgowych i wpływając na alkohol i narkotyki.

Wybory stylu życia mogą również wpływać na ekspresję genów w mózgu, choć badacze jeszcze nie wiedzą, czy mogą zmieniać zmiany wywołane przez uzależniające substancje.

Podobnie jak alkohol i narkotyki, zmiany diety mogą wpływać na ekspresję genów na wiele sposobów. U much dieta bogata w cukier może przeprogramować zdolność do odczuwania słodyczy, angażując sieć ekspresji genów zaangażowanych w rozwój.

Intensywna medytacja, nawet po jednym dniu, może również wpływać na regulację genów w mózgu poprzez podobne mechanizmy. Uczestnictwo w miesięcznym odosobnieniu medytacyjnym zmniejsza ekspresję genów, które wpływają na stany zapalne, a doświadczeni medytujący mogą zmniejszyć stany zapalne po jednym dniu intensywnej medytacji.

Prace na modelach zwierzęcych wykazały również, że ćwiczenia zmieniają ekspresję genów poprzez zmianę zarówno histonów, jak i molekularnych znaczników bezpośrednio przyłączonych do DNA. Zwiększa to aktywność genów ważnych dla aktywności i plastyczności neuronów, wspierając ideę, że ćwiczenia poprawiają naukę i pamięć oraz mogą zmniejszać ryzyko demencji.

Od stycznia i później, wiele czynników może mieć głęboki wpływ na biologię mózgu. Podejmowanie działań w celu ograniczenia spożycia alkoholu i narkotyków oraz przyjęcie zdrowych nawyków życiowych może pomóc ustabilizować i przynieść długotrwałe korzyści dla Twojego zdrowia fizycznego i psychicznego.

Źródło tekstu i grafiki poniżej:   https://theconversation.com/alcohol-and-drugs-rewire-your-brain-by-changing-how-your-genes-work-research-is-investigating-how-to-counteract-addictions-effects-220134

Grafika z drinkiem - ChatGPT dla genomik.pl