Ирина Бодэ
Жизнь под дождем
Как гены влияют на эмоциональное развитие и почему некоторые люди становятся аутистами

В 1998 году невероятно авторитетный и известный медицинский журнал The Lancet опубликовал радикальное исследование доктора Эндрю Уэйкфилда, которое связывало аутизм и прививки. Публикация возымела эффект взорвавшейся грязной бомбы. 

Ученое сообщество заметило в исследовании доктора Уэйкфилда существенные недостатки: не было приведено достаточно статистических данных, а в конце автор делал вообще какие-то туманные выводы, основанные на воспоминаниях людей. В это же время журналисты начали замечать неточности в статье, в основном связанные с несостыковками между словами доктора и словами родителей детей, участвовавших в исследовании. Последовавшие за этим разбирательства выявили, что пациентов набирали по знакомству, а их родители преимущественно были из противников вакцинации.

После этого редакция журнала отозвала статью, а сам ученый был лишен права заниматься медицинской деятельностью. При этом, надо отметить, большая часть обвинителей не считала, что Уэйкфилд совершил такие ошибки дилетанта специально, по злому умыслу, а не из-за небрежности подхода.

Для того, чтобы не показаться голословным, ученое сообщество решило реабилитироваться и провело кучу исследований с большими выборками, размеры которых доходили до 14 миллионов детей. Никакой связи между прививками и развитием аутизма ни в одном исследовании выявлено не было. Все результаты, которые были получены, или не отличались от результатов контрольной группы, или были настолько незначительны, что скорее походили на статистическую погрешность.

***

На вопрос о причинах развития аутизма как заболевания точно до сих пор ответить не может никто. Однако попытки раскрыть тайну “людей дождя” активно предпринимаются: раскрытие механизма формирования патологии позволит понять, как же лечить одно из самых распространенных психических нарушений.

В нашем мозге происходит столько реакций, в него вмещается столько наших мыслей, при этом он ещё и умудряется руководить нашей физической активностью, всеми внутренними органами и мышцами. То, что мы думаем и как мы относимся к объекту, которым заняты наши мысли, влияет на биохимию нашего главнейшего органа; в то же время биохимия головного мозга может влиять на наши мысли, наш склад ума, проявления характера, а реакции, ответственные за тот или иной порыв души, как ни странно, могут зависеть от нашего генетического набора. И все было замечательно, если бы не одно «но»: иногда что-то может пойти не так.

В наш современный век толерантности говорить «аутизм» среди приличных людей как-то даже некультурно. Теперь все чаще можно услышать более нейтральное «расстройство аутистического спектра» (РАС) — под этим подразумевают как аутизм (аутистическое расстройство), так и синдром Аспергера, детское дезинтегративное расстройство и первазивное нарушение развития.

В настоящее время ученые чаще связывают развитие расстройства с генетическими изменениями, которые влияют на созревание синапсов в нашем головном мозге, однако генетика аутизма не так однозначна. На данный момент остается неясным, что именно влияет на возникновение аутизма: мутационные процессы или взаимодействие множества генов. У пациентов наблюдаются изменения в различных участках мозга, но как они связаны между собой и как именно развиваются пока остается загадкой.

Генетическая мутация

Чтобы разобраться подробнее в причинах, необходимо сначала определиться с симптоматикой. Надо отметить, что по наличию одного симптома аутизм не диагностируется, для постановки диагноза необходимо наличие так называемой «триады», в которую входит стереотипность поведения и ограниченность увлечений, проблемы в построении взаимоотношений и недостаток взаимодействий с людьми, социумом.

Раньше считалось, что вся триада вызывается одной и той же причиной, будь то генетическая или социальная. Но все больше и больше исследователей приходят к выводу, что аутизм представляет собой довольно сложное расстройство, так что, скорее всего, симптомы порождаются отдельными факторами, которые, тем не менее, действуют одновременно. На данный момент у ученых нет представления о едином четком механизме, нарушающем работу на клеточном, молекулярном и системной уровнях.

image04

Перевод с сайта Emaze.com

В заключениях самых первых близнецовых исследованиях ученые зачастую приходили к выводу, что в 90% случаев аутизм носит наследственный характер, однако в последние годы процент немного снизился, продолжая, тем не менее, быть довольно высоким: теперь прогноз начинается от «оптимистичных» 60%.

Первыми генами, которые ученые еще в начале 90-х годов прошлого века связали с аутизмом, находились на Х-хромосоме. Как минимум, 20% мальчиков с поломкой в гене FMR1, отвечающем за нормальное когнитивное развитие, имели расстройства аутистического спектра (мутации в этом же гене часто связывают с болезнью Паркинсона, задержкой развития, умственной отсталостью и другими когнитивными нарушениями). Мутации, инактивирующие другой ген, MЕCP2, отвечающий за нормальную функциональность нервных клеток, связывают с развитием синдрома Ретта (наследственное когнитивное заболевание, встречающееся почти только среди девочек), ассоциирующимся с аутистическим поведением у девочек, а у мальчиков эта мутация приводит к летальному исходу или, в редких случаях, также к синдрому Ретта. Согласно новым данным, мутация в третьей хромосоме (рекуррентная делеция 3q29) может повлечь за собой задержку развития, повышенный риск развития нервно-психических расстройств (включая в себя тревожное расстройство, психоз, шизофрению и расстройства аутистического спектра).

image05

Предположительной причиной развития заболевания также могут быть так называемые дозозависимые гены. Разное количество копий сегментов хромосомы размерами от одной тысячи пар нуклеотидов может повлечь за собой увеличение или уменьшений количества копий определенного гена, вызывая нарушения в его экспрессии, как следствие может измениться функциональность кодируемого белка.

Ранее такие исследования чаще проводились на дрозофилах, модельных биологических организмах, ввиду меньшего объема информации для обработки. В настоящее время с развитием технологий стало возможным исследовать множество человеческих геномов. Изменение числа копий связывают не только с расстройствами аутистического спектра, но и с другими трудностями в социальном взаимодействии, обучаемостью и даже с предрасположенностью к шизофрении.

С другой стороны, все больше ученых сосредотачивается на эпигенетике (то есть изменениях, которые не являются следствием непосредственного изменения последовательности ДНК) расстройства, так как ее механизмы могут увеличивать риск развития аутизма. Сканирования выявили предположительную связь с участками ДНК, расположенными на семи разных хромосомах, однако наибольший интерес из них представляют 7 и 15 хромосомы.

Одним из первых регионов, который связали с аутизмом, охватывает большую часть длинного плеча 7 хромосомы, а последующие анализы показали, что влияние, вероятно, оказывается из-за связи генов двух или более участков хромосомы. При этом экспрессия генов зависит от того, от кого он был наследован: от матери или от отца (такие гены называются импринтированными).

Так ген PPP1R9A, унаследованный от матери, может привести к комплексному нарушению, вызванному изменением в поверхностной экспрессии рецепторов глутамата в нейронах гиппокампа, который является частью лимбической системы и отвечает за формирование эмоций, память и эмпатии.

Интересно также, что с аутизмом связывают участок седьмой хромосомы, изменения в котором приводят к развитию синдрома Вильямса, когда пациенты наоборот проявляют себя крайне общительными и словоохотливыми. Исследователи из Йельского Университета, которые проводили исследование, отметили, что при аутизме наблюдалось увеличение количества хромосомного материала, а при синдроме Вильямса – уменьшение, что дает основания расценивать данный участок генома как чрезвычайно важный для понимания механизмов развития социальных навыков человека на генетическом уровне.

image01

Структура белка PPP1R9А

На 15 хромосоме расположено сразу несколько генов, нарушения в работе которых связывают с развитием аутизма. Там, например, расположен кластер генетически импринтированных генов, ответственных за нормальное развитие нервных клеток. Регуляция экспрессии в этом регионе довольно сложная и включает в себя множество механизмов, таких как метилирование ДНК, нарушения в которых влекут за собой серьезные последствия.

 

Возраст и не только

С возрастом поломки в ДНК матери накапливаются, а так как у женщин яйцеклетки не производятся во взрослой жизни, на генетический материал матери может подействовать любой внешний фактор, начиная от перенесенных в детстве заболеваний до вредных привычек.

С риском развития аутизма связывают взрослый возраст родителей, диабет, а также употребление медикаментов для лечения психических заболеваний матерью во время беременности.

Перенесенная вирусная инфекция во время беременности также может повлечь за собой развитие аутизма у ребенка. Например, цитомегаловирус активирует иммунный ответ матери и значительно повышает риск развития РАС. Вообще, иммунологические реакции организма матери, вызванные воздействием инфекции на ранних периодах беременности, способны повлиять на нервную систему больше, чем инфекции, перенесенные на более поздних сроках. В настоящее время с иммунной системой матери связывают предрасположенность не только к аутизму, но и к довольно большому списку расстройств развития нервной системы, в частности, шизофрении.

image03

Клетка, зараженная цитомегаловирусом

Высказывалось предположение о том, что дефицит тироксина, гормона щитовидной железы, вызванный недостатком йода в рационе матери на 2-3 месяцах беременности может привести к изменениям в головном мозге плода. В 2009 году было проведено исследование, результаты которого связали диабет матери с риском развития РАС. Во всех этих случаях факторами риска является нарушение работы гормональной системы матери.

К послеродовым факторам развития аутизма часто относят аллергии, вакцины, лекарства, отравления тяжелыми металлами, рацион питания. Однако все эти причины не были в достаточной мере исследованы, а некоторые и вовсе были опровергнуты, как в случае с вакцинами.

 

Отраженные эмоции

Что бы вы подумали, если бы вам сказали, что вы способны читать мысли? Наверное, вы бы не особо поверили. Однако отчасти это действительно так. Итальянские ученые во главе с Джакомо Риццолатти необычный вид нейронов, которые впоследствии были названы зеркальными.

В чем же суть особенности этих клеток? Дело в том, что зеркальные нейроны способны возбуждаться не только от того, что человек совершает какое-то действие, но и от того, что он видит, как кто-то другой совершает это действие, хотя сам человек в этот момент может быть неподвижен. Например, посмотрев на картинку внизу вы, несомненно, сразу же поймете, что ребенок чувствует на языке кислый вкус лайма и поэтому морщится. В этот момент у вас в мозгу активируются зеркальные нейроны.

image02
Зеркальные нейроны ответственны за эмпатию, понимание эмоционального состояния собеседника, правильного восприятия ситуации и понимание полутонов в голосе. Логично предположить, что у социально менее адаптированных людей с аутизмом с нарушенным механизмом сопереживания есть какие-то проблемы с зеркальными нейронами.

Действительно, в некоторых областях коры головного мозга у пациентов с аутизмом наблюдается пониженная активность зеркальных нейронов, как следствие – нарушенная связь между ними и отделами мозга. Изменения в связях миндалины и зрительной коры нарушают механизм запуска эмоциональной реакции, при этом могут заставлять человека испытывать дискомфорт и беспокойство, от чего пациенты не способны долго смотреть в глаза собеседника. Зачастую пациенты испытывают трудности в понимании метафор, интерпретируя их в буквальном смысле. Ученые также связывают этот феномен с дисфункцией зеркальных нейронов.

При том, что нет каких-то заметных анатомических различий между мозгом человека с аутизмом и без аутизма, на фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография, методика, способная определить активность мозга и визуализировать ее) четко видно, что нейроны лимбической системы, отвечающие за проявление сопереживания и эмоциональность, у людей с аутизмом проявляют меньшую активность.

Активность зеркальных нейронов исследовали и с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), регистрируя один из ритмов, мю-волны. Оказалось, что при выполнении простых движений ЭЭГ пациента меняется точно так же, как и ЭЭГ у контрольной группы. Однако при взгляде на другого человека зеркальные нейроны пациентов не проявляют повышенной активности, характеристики мю-волн остаются неизменными. Это опять же подтверждает тот факт, что моторная система и жизненно важные связи в мозгу пациента не нарушены, а проблема заключается в системе зеркальных нейронов.


Если вы нашли опечатку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter


Понравилась статья? Подпишитесь!

Право на смерть

Как меняется отношение людей к эвтаназии, как ее проводят и как люди выбирают добровольный уход из жизни

Плохой воздух

Почему за открытие нового метода лечения малярии дали Нобелевскую премию