В мозге человека присутствует множество разных рецепторов серотонина, каждый из которых отвечает за разные типы реакций на этот гормон. Поэтому стандартные антидепрессанты часто дают непредсказуемый эффект и помогают только части пациентов с депрессией. Об этом в беседе с RT рассказала кандидат биологических наук, доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н. И. Лобачевского Елена Митрошина в рамках мероприятия, проходившего в Десятилетие науки и технологий при поддержке нацпроекта «Наука и университеты». По её словам, изучение особенностей функционирования серотониновых рецепторов поможет в дальнейшем персонифицировать терапию депрессии. Кроме того, Елена Митрошина рассказала о роли серотонина в организме как нейромедиатора и как гормона.
— Почти год ваш коллектив изучает причины депрессии и её связь с рецепторами «гормона счастья» — серотонина. Всего проект рассчитан на три года. Каковы задачи исследования?
— Да, проект рассчитан на три года, но может быть продлён в общей сложности до пяти лет. В рамках проекта мы ищем молекулярные механизмы, которые лежат в основе развития депрессии. Существуют различные подходы для исследования этого расстройства — например, часто в первую очередь изучаются поведенческие проявления депрессии. Мы же сконцентрировались на изучении того, как меняются нервные клетки при моделировании состояния, похожего на депрессию, у лабораторных мышей.
Хотя мы не можем сказать, что у животных есть истинное депрессивное расстройство, но у них наблюдается ангедонистическое поведение (широкий спектр нарушений гедонической функции, включая снижение мотивации или способности испытывать удовольствие. — RT), похожее по некоторым признакам на депрессию.
Животные утрачивают интерес к движению, еде и прочим существенным аспектам их жизни. Они перестают проявлять интерес к новому, их социальное поведение становится менее выраженным. Именно на этом комплексе симптомов основывается модель депрессии, благодаря которой изучаются изменения, происходящие в нейронах.
— Ест ли понимание того, как влияют рецепторы серотонина на нервные клетки, получившие повреждения при тяжёлых формах депрессии?
—Серотониновая система устроена очень интересно, она образована нейронами, тела которых лежат в ядрах шва продолговатого мозга и их отростки расходятся в другие структуры мозга, например в разные области коры больших полушарий. Серотонин может регулировать работу других нейронов, тормозить возбуждающие нейроны. Другими словами, основной эффект серотониновой системы — тормозящий, успокаивающий.
Отдельное внимание мы уделяем изучению серотониновых рецепторов. Рецептор — молекула в составе клетки, способная меняться и передавать специфический сигнал клетке при присоединении к ней другой определённой химической молекулы — в данном случае, молекулы серотонина. Рецепторы серотонина больше всего распространены в коре головного мозга, особенно в вентромедиальной префронтальной коре, а также в области гиппокампа. Они взаимодействуют с серотонином и выполняют множество функций, например, эти рецепторы регулируют развитие нейронов, когда наш мозг находится только на стадии формирования и участвуют в регуляции процесса создания связей между нервными клетками — синапсов. Некоторые типы рецепторов серотонина не только участвуют в регуляции процессов центральной нервной системы, но и функции ЖКТ, а также контролируют эндокринные и метаболические процессы в организме.
Мы пытаемся понять, как уровень экспрессии рецепторов и их функциональное состояние влияет на ультраструктуру нейронов — их организацию, и как при этом меняются синапсы и другие нейронные структуры при моделировании депрессии у мышей.
— Ранее российские специалисты изучили действие серотонина на формирование надпочечников у грызунов. Оказалось, что при повышении его уровня в определённый период беременности мышей у детёнышей в надпочечниках формируется меньше клеток, вырабатывающих адреналин и норадреналин. Благодаря этому изменению они стали более дружелюбными и любознательными. Проводились ли такие исследования на людях? Почему происходит сбой нормальной выработки и регуляции серотонина, что как раз вызывает депрессию?
— Серотонин в организме может выполнять две функции. В качестве нейромедиатора он регулирует передачу нервных импульсов между нейронами, а как гормон — воздействует на различные органы и ткани и участвует в их формировании.
В статье, о которой вы говорили, рассматривается гормональная роль серотонина, его влияние на формирование надпочечников. В исследовании показано, что повышенный уровень серотонина у мышей способствует изменению размеров надпочечников и снижению количества клеток, синтезирующих адреналин. Гормон образуется в коре надпочечников и регулирует реакцию на стресс в организме, воздействуя на уровень артериального давления, обмен белков, жиров и углеводов. Это, в свою очередь, помогает детёнышам животных легче адаптироваться и становиться менее восприимчивыми к стрессу. На людях такие исследования пока не проводились, однако это новое и очень интересное направление, в котором стоит работать.
Что касается связи серотонина и депрессии, то прежде всего надо напомнить, то депрессия — это сложное состояние, вызванное различными причинами. Есть разные формы депрессивных состояний: от эндогенных, связанных с внутренними особенностями нервной системы, до депрессий, вызванных внешними обстоятельствами. Большую роль играет генетическая предрасположенность — порядка 30–40% депрессивных расстройств связаны именно с ней.
— Работа некоторых современных антидепрессантов основана на ингибировании обратного захвата серотонина. Такие лекарства действительно помогают пациентам. Однако, по словам врачей, аналогичный эффект оказывают и препараты с противоположным действием, которые, напротив, усиливают обратный захват серотонина. С чем это связано?
— Очень интересный вопрос, поиском ответа на который мы и занимаемся. Как я ранее упоминала, количество серотониновых рецепторов очень велико и их роль может быть разной. Например, активация рецепторов 4-го типа оказывает антидепрессантный эффект — мы видим, что у животных, у которых они были активированы, депрессия проходит. Но активация рецепторов 2-го типа, наоборот, вызывает ухудшение состояния.
Наше исследование должно помочь химикам и медикам в создании более селективных лекарств, которые будут влиять только на конкретные подтипы серотониновых рецепторов. Это может повысить эффективность терапии и снизить побочные эффекты, которыми обладают современные препараты широкого спектра действия. Преимущественно сегодня применяются препараты, которые блокируют обратный захват серотонина — то есть, заставляют его молекулы дольше воздействовать на нейроны. Такие лекарства могут облегчать состояние 60—70% пациентов, а на остальных никак не воздействовать. Поэтому очень важно разобраться, почему так происходит, и подобрать для каждого типа расстройств индивидуальный терапевтический подход, который позволит улучшить состояние каждого пациента с депрессией.
— Известно, что серотонин регулирует тревожность, радость и отвечает за настроение. Корректно ли называть его «гормоном счастья»?
— Не совсем верно утверждать, что это «гормон счастья». Не существует таблетки с серотонином, после приёма которой сразу же станешь счастливым.
Кроме серотонина, есть ещё и другие нейромедиаторы, такие как дофамин и норадреналин, отвечающие за мотивацию и эмоциональные аспекты деятельности человека. Серотонин, например, играет важную роль в регуляции тревоги и спокойствия. При этом спокойствие часто ассоциируется со счастьем. Количество связей между нейронами, их активация и торможение также регулируется серотонином.
Мозг является очень сложной системой, работу которой учёные пока продолжают изучать. Для хорошего самочувствия, счастья, важны не отдельные нейромедиаторы, а правильное их соотношение в организме.
Например, другой нейромедиатор, дофамин, заставляет человека преодолевать трудности ради ощущения эйфории при достижении цели. Дофамин лежит в основе системы мотивации и условного биохимического поощрения. Например, когда спортсмен пробегает свою дистанцию, на финише в его организме происходит выброс дофамина, человек чувствует огромный подъём, хотя у него и болят все мышцы.
— Из-за чего возникает серотониновый синдром и каковы его симптомы? Насколько опасно отравление серотонином?
—Синдром гиперстимуляции серотонина впервые был описан в 1960 году. Он связан с лекарственной интоксикацией, возникающей при злоупотреблении антидепрессантами. Также он может возникнуть при самолечении. Такой эффект происходит при чрезмерной стимуляции серотонина, когда активируются серотониновые рецепторы и у них начинается сенсибилизация (повышенная чувствительность. —RT), нарушаются обратные связи.
Серотониновый синдром вызывает психические изменения, повышенную тревожность, гиперактивность, повышение температуры тела и напряжение в мышцах.
Обычно синдром проходит за несколько дней при отмене антидепрессантов, но его лечение должно проводиться под наблюдением и по назначению врача. При этом это довольно опасное состояние — было даже зафиксировано несколько летальных случаев.
— Что помогает поддерживать нормальный уровень серотонина в организме?
— Серотонин в организме синтезируется из аминокислоты триптофана, богатая ею пища полезна для нормализации уровня этого гормона. К таким продуктам относятся, например, орехи и шоколад — не случайно мы свои печали так часто заедаем шоколадками. Конечно, при лечении депрессивного расстройства этого недостаточно, назначаются специальные пищевые добавки.
Серотониновая система существует в мозге не изолированно. Она тесно связана с другими нейротрофическими факторами, которые регулируют развитие и формирование связей в нервных клетках.
Как показывают научные исследования, при регулярном выполнении аэробных занятий уровень нейротрофических факторов в организме растёт, что помогает противостоять стрессу и другим негативным воздействиям.
