Acetát pochádzajúci z metabolizmu alkoholu priamo ovplyvňuje epigenetickú reguláciu v mozgu

Spúšťače v každodennom živote, ako napríklad narazenie na bývalého kamaráta, ktorý pije, prechádzka kedysi známym barom, a účasť na spoločenských stretnutiach môže spôsobiť, že uzdravujúci sa alkoholici „spadnú z voza“. Asi 40 až 60 percent ľudí, ktorí absolvovali liečbu zneužívania návykových látok, zažijú nejaký druh relapsu, podľa Národného ústavu pre zneužívanie drog. Čo však poháňa biológiu za týmito túžbami, zostáva do značnej miery neznáme.

Teraz, tím vedený výskumníkmi z Perelmanovej lekárskej fakulty na University of Pennsylvania, ukázali, v modeloch myší, ako acetát-; vedľajší produkt odbúravania alkoholu produkovaný väčšinou v pečeni-; putuje do systému učenia mozgu a priamo mení proteíny, ktoré regulujú funkciu DNA. To má vplyv na to, ako sú niektoré gény vyjadrené, a v konečnom dôsledku ovplyvňuje to, ako sa myši správajú, keď dostanú environmentálne podnety na konzumáciu alkoholu. Ich zistenia boli dnes uverejnené v Príroda .

Bolo pre nás veľkým prekvapením, že metabolizovaný alkohol telo priamo používa na pridávanie chemikálií nazývaných acetylové skupiny do bielkovín, ktoré balia DNA, nazývané históny. Podľa našich vedomostí, tieto údaje poskytujú prvý empirický dôkaz naznačujúci, že časť acetátu získaného z metabolizmu alkoholu priamo ovplyvňuje epigenetickú reguláciu v mozgu. “

Shelley Bergerová, PhD., univerzitný profesor Daniel S. Och v oddeleniach bunková a vývojová biológia a biológia, riaditeľ Inštitútu epigenetiky Penn a hlavný autor štúdie

Je známe, že hlavným zdrojom acetátu v tele je rozklad alkoholu v pečeni, čo vedie k rýchlo zvýšenému acetátu krvi. V tejto štúdii, tím, spoločne vedie Philipp Mews, PhD., bývalý postgraduálny študent v Bergerovom laboratóriu, ktorý je teraz postdoktorandom na vrchu Sinaj, a Gabor Egervari, MD, PhD., postdoktorand v Bergerovom laboratóriu, snažil sa zistiť, či acetát z rozkladu alkoholu prispieva k rýchlej acetylácii histónu v mozgu. Urobili to pomocou označenia alkoholu stabilnými izotopmi, aby ukázali, že metabolizmus alkoholu áno, v skutočnosti, prispieť k tomuto procesu priamym ukladaním acetylových skupín na históny prostredníctvom enzýmu nazývaného ACSS2.

Autori uviedli, že „ACSS2, „poháňa“ celú mašinériu regulátorov génov „na mieste“ v jadre nervových buniek, aby zapla kľúčové pamäťové gény, ktoré sú dôležité pre učenie. V skutočnosti, Berger a kolegovia publikovali zistenia o ACSS2 v roku 2017 Príroda papier. V tomto dokumente a predchádzajúcej práci vedci zistili, že ACSS2 je potrebný na vytváranie priestorových spomienok.

V súčasnej štúdii lepšie porozumieť tomu, ako zmeny v génovej expresii vyvolané alkoholom v konečnom dôsledku ovplyvňujú správanie, Berger a jej tím použili test správania. Myši boli vystavené „neutrálnym“ podnetom a odmene za alkohol v oddelených oddeleniach, sa vyznačuje environmentálnymi podnetmi. Po tomto kondičnom období vedci zmerali preferenciu myší tým, že im umožnili voľný prístup do oboch oddelení, a zaznamenávanie času stráveného v neutrálnej aj v alkoholovej dvojici. Zistili, že podľa očakávania, myši s normálnou aktivitou ACSS2 strávili po tréningovom období viac času v alkoholovom oddelení.

Aby sme otestovali dôležitosť ACSS2 v tomto správaní, vedci znížili hladinu bielkovín ACSS2 v oblasti mozgu dôležitej pre učenie a pamäť, a zistil, so zníženým ACSS2, nebola ukázaná žiadna preferencia pre oddelenie spárované s alkoholom.

„To nám naznačuje, že formovanie pamäte súvisiace s alkoholom vyžaduje ACSS2, „Povedal Egervari.“ Naše molekulárne a behaviorálne údaje, keď sa dajú dohromady, stanoviť ACSS2 ako možný intervenčný cieľ pri poruche užívania alkoholu; v ktorom je spomienka na environmentálne podnety súvisiace s alkoholom hlavným hnacím motorom túžby a relapsu aj po dlhých obdobiach abstinencie. “

Dôležité je, tieto zistenia naznačujú, že iné vonkajšie alebo periférne zdroje fyziologického acetátu - predovšetkým črevný mikrobióm - môžu podobne ovplyvniť centrálnu acetyláciu histónu a funkciu mozgu, ktoré môžu kontrolovať alebo podporovať iné metabolické syndrómy.

Okrem skúmania vplyvu konzumácie alkoholu na zmeny mozgu u dospelých, tím sa tiež zaoberal účinkami konzumácie u gravidných myší a teda vplyvom alkoholu na mozgové bunky u vyvíjajúcich sa myší. V maternici , alkohol spôsobuje poruchu expresie génov neurového vývinu a môže vyvolať mnoho postnatálnych chorôb spojených s alkoholom, ako je malá veľkosť hlavy, nízka telesná hmotnosť, a hyperaktivita. A hoci počet osôb postihnutých poruchami fetálneho alkoholového spektra (FASD)-; ktorý zahŕňa fetálny alkoholový syndróm-nie je známy, Centrá pre kontrolu a prevenciu chorôb naznačujú, že celý rad FASD v USA a niektorých západoeurópskych krajinách by mohol dosahovať až jedno až päť percent populácie.

V tejto časti štúdie vedci zistili, po požití alkoholu, acetát sa dodáva cez placentu a do vyvíjajúceho sa plodu. Fetálne mozgy týchto myší ukázali, že expozícia alkoholu na úrovni „nárazového pitia“ u gravidnej samice mala za následok depozíciu acetylových skupín pochádzajúcich z alkoholu na históny v mozgoch plodu v ranom nervovom vývoji u myší.

Podobne ako sú primárne výsledky štúdie užitočné pri potenciálnej liečbe poruchy užívania alkoholu, tieto výsledky by mohli mať dôsledky pre pochopenie fetálneho alkoholového syndrómu a pre boj proti nemu.

• Vyššie hladiny chemikálií v systéme matiek počas tehotenstva súvisia s nižším IQ u detí
• Superbug E. coli šíriaca sa zlou hygienou toalety,