Бессонница, вызванная алкоголем: исследование плодовой мушки выявило ключевые мозговые пути
Расстройство, связанное с употреблением алкоголя, которым страдают более 10% американцев, может привести к постоянной и серьезной бессоннице. Трудности с засыпанием и поддержанием сна могут сохраняться даже после месяцев воздержания, что увеличивает риск рецидива. Но лечение бессонницы, связанной с отменой, является сложным, отчасти потому, что то, что происходит в мозге при этом состоянии, остается во многом загадочным.
Теперь исследования на плодовых мушках выявили специфические мозговые сигналы и группы мозговых клеток, которые участвуют в алкогольной бессоннице. Результаты опубликованы в Current Biology.
Эта работа в конечном итоге может привести к разработке целенаправленных методов лечения потери сна, связанной с употреблением алкоголя, что поможет людям восстановиться после расстройства, вызванного употреблением алкоголя .
« Влияние алкоголя на сон, по-видимому, локализовано в определенном типе клеток мозга, что ранее не было доказано», — говорит Мэгги Хвиличек, аспирант кафедры нейробиологии в Университете Юты и ведущий автор исследования.
Она добавляет, что эти клетки часто делают похожие вещи у мух и людей. «Механизм, который мы выявили, весьма вероятно может существовать и в мозге млекопитающих».
Эффект отскока
Исследователи заметили, что алкоголь влияет на плодовых мушек так же, как и на людей. Когда мухи получали большую дозу алкоголя, им требовалось больше времени, чтобы заснуть, и они чаще просыпались ночью, даже через несколько дней после того, как алкоголь выводился из организма.
Что особенно важно, исследователи обнаружили, что влияние алкоголя на сон зависит от дозы. Как у мух, так и у людей небольшое количество алкоголя действует как стимулятор, повышая чувство энергии и уровень активности , в то время как более высокие дозы замедляют мышление и время реакции и могут вызвать потерю сознания. Но меньшая доза алкоголя, которая делала мух гиперактивными, не мешала им нормально спать. Напротив, большая доза алкоголя нарушала сон на несколько дней.
Это означало, что что-то в эффекте подавления активности алкоголя мешало сну. Хвиличек подозревает, что это может быть связано с эффектом «обратного действия», при котором снижение активности мозга алкоголем заставляет нейроны становиться сверхактивными после этого.
Исследовательская группа обнаружила, что сигнал мозга под названием ацетилхолин, который играет ключевую роль в памяти и мотивации, по-видимому, является ключом к негативному влиянию алкоголя на сон. Когда они снижали сигнализацию ацетилхолина, это усиливало воздействие алкоголя на сон, так что даже небольшая доза алкоголя приводила к длительной бессоннице.
Нацеливание на определенные клетки мозга
Команда использовала генетические инструменты для изменения активности определенных клеток мозга, сузив круг нейронов, вырабатывающих ацетилхолин, которые, по-видимому, причастны к нарушению сна, вызванному алкоголем.
Снижение уровня ацетилхолиновой сигнализации в этом небольшом наборе клеток мозга снова сделало мух более чувствительными к низким дозам алкоголя, им требовалось больше времени, чтобы заснуть, и они чаще просыпались.
Плодовые мушки в лабораторной пробирке. Автор: Чарли Элерт / University of Utah Health
Нейроны находятся в области мозга мухи, которая участвует в обучении и памяти. Она функционирует многими способами, как и человеческий гиппокамп, где ацетилхолиновая сигнализация также играет важную роль.
Важное предостережение заключается в том, что отключение этой группы клеток само по себе не вызывает дефицита сна — мухи также должны подвергнуться воздействию алкоголя, чтобы у них появились симптомы сна, а это значит, что должно происходить что-то более сложное. «Это не просто черно-белая бинарность включенных или выключенных клеток», — говорит Хвиличек. «Похоже, что алкоголь играет особую роль в том, что происходит в этих клетках».
На пути к лучшему лечению
Исследователи надеются, что их работа в конечном итоге приведет к более эффективному лечению людей с абстиненцией. Большинство лекарств для сна действуют на широкий спектр клеток по всему мозгу, что увеличивает риск привыкания и нездоровых побочных эффектов.
«Выявив гораздо меньшую, более дискретную популяцию клеток, — говорит Хвиличек, — мы теоретически можем разработать гораздо более целенаправленные вмешательства, которые действительно будут сосредоточены на проблеме, которую мы пытаемся решить».
Установление того, что плодовых мушек можно использовать для изучения алкогольной бессонницы, также позволяет проводить гораздо более глубокое изучение этого состояния. «Можно почерпнуть так много механистической информации, поскольку у нас есть эта модель», — говорит Хвиличек.
Адриан Ротенфлу, доктор философии, доцент кафедры психиатрии в Университете Юты и старший автор исследования, добавляет, что в качестве следующего шага лаборатория планирует изучить, какие гены участвуют в бессоннице, вызванной алкоголем.
«Мы многократно показывали, что одни и те же консервативные гены регулируют алкоголь-индуцированное поведение у мух и людей», — объясняет он. «Теперь мы находимся в выгодном положении для выявления генетических механизмов, которые влияют на алкоголь-индуцированную бессонницу ».