Ученые Сколтеха и их коллеги из России, Германии и США провели исследование на обезьянах, в ходе которого было установлено, что у молодых макак, получавших антидепрессант прозак в течение двух лет, уровень липидов в мозге был ниже, чем у контрольной группы животных, которые этот препарат не получали. Хотя ни одно из животных в исследуемой группе не страдало депрессией, полученные результаты позволяют предположить, какие биохимические процессы в головном мозге могут быть ответственны за появление побочных эффектов препарата у людей, особенно в юном возрасте. Результаты исследования опубликованы в научном издании International Journal of Molecular Sciences.
Прозак — наиболее часто назначаемый антидепрессант в мире. Например, в США его использование одобрено даже для лечения тяжелых форм депрессии у детей, начиная с восьмилетнего возраста, а также обсессивно-компульсивного расстройства — с семи лет. Однако сохраняются некоторые опасения относительно этой практики: согласно ряду исследований, при приеме препарата может возрастать риск появления суицидальных мыслей и поведения, причем дети и подростки могут быть особенно подвержены. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение биохимических механизмов воздействия главного активного вещества прозака — флуоксетина — на головной мозг, особенно у юных пациентов.
Ранее другая группа ученых, работающих в сотрудничестве с авторами статьи, провела на той же группе животных цикл исследований, изучив влияние флуоксетина на импульсивность, качество сна, социальное взаимодействие и уровень метаболитов в крови молодых макак, получавших прозак в течение двух лет. В своем новом исследовании авторы статьи проверили, как флуоксетин влияет на экспрессию генов и содержание метаболитов, в первую очередь липидов, в мозге животных.
«Тот факт, что липиды служат строительным материалом для клеточных мембран и хранилищем энергии в жировой ткани организма, известен уже давно, а вот важность липидов для нормальной работы мозга стала очевидна совсем недавно. Липиды присутствуют в головном мозге в огромных количествах: они не только являются основным компонентом клеточных мембран нейронов, от которого зависят свойства мембраны, но и образуют основу миелиновых оболочек аксонов. Как это ни удивительно, головной мозг почти на 60% состоит из жира!», — рассказывает первый автор статьи, научный сотрудник Центра нейробиологии и нейрореабилитации (CNBR) Сколтеха Анна Ткачева.
Недавние биохимические исследования головного мозга установили связь между уровнем липидов в крови человека и течением таких заболеваний, как шизофрения, депрессия и болезнь Альцгеймера. Таким образом, липиды могут служить важным маркером патологий головного мозга.
В ходе исследования, представленного в статье, были обнаружены лишь незначительные вариации в экспрессии генов и несущественные изменения в содержании метаболитов, не связанных с липидным обменом. Зато постмортальный анализ головного мозга макак методом масс-спектрометрии выявил снижение концентрации значительной части из числа более 300 исследованных липидов: пониженная концентрация была отмечена у липидов, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) либо представляющих собой свободные ПНЖК, встречающиеся самостоятельно, а не в составе более сложных липидных молекул. Именно у свободных ПНЖК отмечалось наиболее резкое снижение концентрации. Из всех ПНЖК наиболее широко известны жирные кислоты омега-3, которые содержатся в морской рыбе и некоторых других продуктах питания. Их потребление оказывает положительное влияние как на физическое, так и на психическое здоровье человека.
Иллюстрация. В исследовании рассматривается уровень экспрессии генов и содержания продуктов обмена веществ в мозге макак по итогам двухлетнего получения ими распространенного антидепрессанта флуоксетина, также известного под маркой «Прозак». Концентрация некоторых метаболитов оказалась сниженной по сравнению с контрольной группой животных. Наибольшее влияние выявлено на так называемые свободные полиненасыщенные жирные кислоты. Источник: Анна Ткачева и др./International Journal of Molecular Sciences, переработано Николаем Посунько/PR-служба Сколтеха
«Известно, что чем меньше возраст ребенка, тем быстрее в его мозге происходят естественные изменения. Именно этот факт и может быть одной из причин более выраженного проявления побочных эффектов антидепрессанта у детей. В течение первых двух лет жизни в мозге ребенка стремительно растет уровень ПНЖК. В том числе поэтому полезно грудное вскармливание: материнское молоко богато жирами и способно обеспечить детский мозг ценным строительным материалом для синтеза липидов. Хотя со временем процесс накопления липидов у ребенка замедляется, его заключительная стадия может охватывать и ранний подростковый период, которому приблизительно соответствовал возраст макак в нашем исследовании», — отмечает Анна Ткачева.
Исследуя содержание метаболитов в крови животных, ученые выявили ряд косвенных признаков, указывающих на снижение содержания ПНЖК в организме в целом, однако снижение было куда сильнее выражено в прелимбической коре головного мозга — главном объекте исследования.
«Существенное отличие между рационами питания человека и обезьяны состоит в том, что человек получает ПНЖК с пищей, употребляя рыбу, мясо и другие богатые ПНЖК продукты, которые в рационе макак практически отсутствуют — у них вся нагрузка по выработке этих кислот ложится на печень. Если в ходе дальнейших исследований подтвердится, что выявленный нами дисбаланс в содержании липидов обусловлен именно нарушением синтеза этих молекул, то можно будет говорить о возможности снижения неблагоприятных побочных эффектов у пациентов путем подбора правильной схемы питания», — поясняет Ткачева.
«Этот механизм может подтвердиться за счет исследования крови человека: поскольку у макак дисбаланс в уровне липидов мозга отразился и на составе крови, можно надеяться на получение аналогичных результатов для человека, и препарировать ничей мозг не потребуется, — продолжает Анна. — Если же анализ крови ничего не покажет, это может говорить о том, что липидный дисбаланс обусловлен не нарушениями синтеза, а другими факторами. Например, затруднением проникновения липидов в мозг или их перераспределением между участками мозга. Такой альтернативный вариант можно было бы проверить при помощи исследования на животных вроде нашего, но с акцентом на другие участки мозга».
Исследование проводилось с участием специалистов Сколковского института науки и технологий, МГУ им. М. В. Ломоносова, Института психиатрии им. Макса Планка, Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Германия) и Калифорнийского университета в Дэвисе (США).
*****
Сколтех — негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетов: наука о данных и искусственный интеллект, науки о жизни и здоровье, современные методы проектирования и перспективные материалы, энергоэффективность, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования. Усилия Сколтеха призваны способствовать укреплению технологического превосходства России в приоритетных направлениях.
