Ученые нашли самое уязвимое для алкоголя место мозга

Ощущение опьянения знакомо многим. Однако воздействие алкоголя на мозг на молекулярном уровне остается тайной. Новое исследование ученых из института биологических исследований Солк приближает нас к пониманию того, как именно алкоголь изменяет работу клеток мозга.

Результаты исследования демонстрируют восприимчивый к алкоголю участок мозга, который расположен в пределах белка ионного канала. Открытие может привести к разработке новых методов лечения алкоголизма, наркомании и эпилепсии.

Этанол, алкоголь в опьяняющих напитках, как известно, меняет связь между клетками мозга. «Ученых и медиков давно интересовало то, как алкоголь действует в клетках мозга», сообщил доктор философии Пол Слесингер, адъюнкт-профессор лаборатории Биологии пептида института Солк, который и провел исследование. «Насчет деятельности этанола в пределах ионного канала определенные соображения были, но не было проведено ни одного исследования, в ходе которого был бы визуализирован участок этой связи».

Слесингер с коллегами показали, что алкоголь непосредственно взаимодействует с определенным скрытым участком, содержащимся в пределах белка ионного канала. Этот ионный канал играет ключевую роль в некоторых функциях мозга, связанных со злоупотреблением лекарственными средствами и наркотическими веществами.

Предыдущее исследование Слесингера было сосредоточено на нервной функции ионных каналов, названных каналами GIRK. Эти каналы открываются во время химической коммуникации между нейронами и амортизируют сигнал, создавая подобие короткого замыкания.

«Когда каналы GIRK открываются в ответ на активацию медиатора, ионы калия вытекают из нейронов, снижая активность последних», сообщила аспирантка Прафулла Ариал.

Алкоголь, как было известно и ранее, открыл каналы GIRK, однако не было известно точно, в результате прямого ли воздействия это происходит, или явление — побочный продукт других молекулярных изменений в клетках мозга.

Идентификация конкретного связанного с алкоголем участка мозга, необходимого для активации GIRK, может помочь развить новые методы анализа заболеваний мозга. С использованием структуры белка, возможно, удастся разработать лекарство, которое будет противодействовать алкоголю.

Кроме того, открытие делает возможным создание способа лечения эпилепсии. те лекарственные препараты, что есть сейчас, обладают мощными побочными эффектами, а потому ученые всего мира занимаются поиском альтернативы.

Чтобы лучше понять действие алкоголя, Слесингер и Ариал скооперировались с коллегами по институту Солк — профессорами Сеньон Шу и Сен Двир. Вместе они намеревались определить, являются ли крошечные карманы в трехмерной структуре калиевых каналов GIRK участками действия алкоголя. Ученым удалось зафиксировать подобие этих участков тем, что уже были найдены ранее в двух других белках: в дегидрогеназе — ферменте, который расщепляет алкоголь в организме, и в белке дрозофил LUSH, с которым алкоголь определяется в окружающей среде.

Когда Ариал систематически подменяла аминокислоты, которые ограничивали доступ молекул алкоголя к потенциальному участку взаимодействия, канал не активизировался, что свидетельствовало об идентификации важного регулирующего участка. «Мы полагаем, что алкоголь взламывает обычный механизм активации каналов GIRK и стабилизирует открытие канала», заключила Ариал. «И удается это ему за счет смазывания активационных механизмов».