stringtranslate.com

Долгосрочное воздействие алкоголя на мозг

Долгосрочное воздействие алкоголя на мозг стало растущей областью исследований. В то время как исследователи обнаружили, что умеренное потребление алкоголя у пожилых людей связано с лучшим познанием и благополучием, чем воздержание, [1] чрезмерное потребление алкоголя связано с широко распространенными и значительными поражениями мозга . Другие данные, включая исследованные сканирования мозга 36 678 участников UK Biobank , предполагают, что даже «легкое» или «умеренное» потребление алкоголя само по себе вредит мозгу, например, за счет уменьшения объема серого вещества мозга . Это может означать, что альтернативы и общая цель минимально возможного потребления обычно могут быть рекомендуемым подходом.

Несмотря на эти физиологические эффекты в принципе, в некоторых случаях периодическое умеренное потребление может иметь дополнительные преимущества для мозга из-за социальных и психологических преимуществ по сравнению с воздержанием от алкоголя и трезвостью. [2]

Хотя степень причинно-следственной связи трудно доказать, употребление алкоголя – даже в количествах, которые часто считаются низкими – «отрицательно связано с глобальными показателями объема мозга, региональными объемами серого вещества и микроструктурой белого вещества», и эти связи усиливаются по мере увеличения потребления алкоголя. [3] [4] [5] [6]

Эффект может проявиться гораздо позже — было обнаружено, что алкогольное расстройство в среднем возрасте коррелирует с повышенным риском серьезных когнитивных нарушений и дефицита памяти в более позднем возрасте. [7] [8] Повреждение мозга, связанное с алкоголем, обусловлено не только прямым токсическим воздействием алкоголя; считается, что алкогольная абстиненция, дефицит питания, нарушения электролитного баланса и повреждение печени также способствуют повреждению мозга, связанному с алкоголем. [9]

Развитие мозга у подростков

Употребление большого количества алкоголя в течение определенного периода времени может нарушить нормальное развитие мозга у людей. [10] [ неопределенно ] У молодых людей, имевших историю злоупотребления алкоголем в раннем и среднем подростковом возрасте, были выявлены нарушения в извлечении вербальной и невербальной информации и в визуально-пространственном функционировании. [11] [12]

В подростковом возрасте происходят критические стадии развития нервной системы, включая ремоделирование и функциональные изменения в синаптической пластичности и нейронных связях в различных областях мозга. Эти изменения могут сделать подростков особенно восприимчивыми к вредному воздействию алкоголя. По сравнению со взрослыми, подростки, подвергающиеся воздействию алкоголя, с большей вероятностью демонстрируют когнитивные нарушения (включая дисфункцию обучения и памяти). Некоторые из этих когнитивных эффектов, такие как нарушения обучения, могут сохраняться и во взрослой жизни. [13]

Механизмы действия

Нейровоспаление

Этанол может вызвать активацию астроглиальных клеток , что может вызвать провоспалительную реакцию в мозге. Этанол взаимодействует с рецепторами TLR4 и IL-1RI на этих клетках, активируя внутриклеточные пути передачи сигнала. В частности, этанол индуцирует фосфорилирование IL-1R-ассоциированной киназы (IRAK), ERK1/2 , стресс-активируемой протеинкиназы (SAPK)/ JNK и митоген-активируемой протеинкиназы p38 (p38 MAPK) . Активация пути IRAK/MAPK приводит к стимуляции факторов транскрипции NF-kappaB и AP-1 . Эти факторы транскрипции вызывают повышение экспрессии индуцируемой синтазы оксида азота (iNOS) и циклооксигеназы-2 (COX-2) . [14] Повышение уровня этих воспалительных медиаторов под действием этанола также связано с повышением активности каспазы 3 и соответствующим повышением апоптоза клеток . [14] [15] Точный механизм, посредством которого различные концентрации этанола активируют или ингибируют сигнализацию TLR4/IL-1RI, в настоящее время неизвестен, хотя он может включать изменения в кластеризации липидных рафтов [16] или комплексах адгезии клеток и организации актинового цитоскелета . [17]

Изменения в дофаминергических и глутаматергических сигнальных путях

Периодическое лечение этанолом вызывает снижение экспрессии дофаминового рецептора типа 2 (D2R) и снижение фосфорилирования субъединицы 2B рецептора NMDA (NMDAR2B) в префронтальной коре , гиппокампе , прилежащем ядре и только для D2R в полосатом теле . Оно также вызывает изменения в ацетилировании гистонов H3 и H4 в префронтальной коре, прилежащем ядре и полосатом теле, что предполагает изменения ремоделирования хроматина , которые могут опосредовать долгосрочные изменения. Кроме того, у крыс-подростков, предварительно подвергшихся воздействию этанола, наблюдаются более высокие базальные уровни дофамина в прилежащем ядре, а также более продолжительная реакция дофамина в этой области в ответ на дозу этанола. В совокупности эти результаты свидетельствуют о том, что воздействие алкоголя в подростковом возрасте может сенсибилизировать мезолимбические и мезокортикальные дофаминовые пути, вызывая изменения в дофаминергической и глутаматергической сигнализации, что может повлиять на ремоделирование и функции мозга подростка. [18] Эти изменения значительны, поскольку воздействие алкоголя на NMDA-рецепторы может способствовать нарушению обучения и памяти ( см. Влияние алкоголя на память ).

Торможение нейрогенеза гиппокампа

Чрезмерное употребление алкоголя ( запойное употребление алкоголя ) вызывает снижение нейрогенеза гиппокампа за счет снижения пролиферации нейральных стволовых клеток и выживаемости новорожденных клеток. [19] [20] Алкоголь уменьшает количество клеток в S-фазе клеточного цикла и может останавливать клетки в фазе G1, тем самым подавляя их пролиферацию. [19] Этанол по-разному влияет на разные типы активно делящихся предшественников гиппокампа во время их начальных фаз развития нейронов. Хроническое воздействие алкоголя уменьшает количество пролиферирующих клеток, которые являются радиальными глиальными , пренейрональными и промежуточными типами, не влияя при этом на клетки раннего нейронального типа; предполагая, что лечение этанолом изменяет пул клеток-предшественников. Кроме того, наблюдается большее снижение дифференциации и незрелых нейронов, чем в пролиферирующих предшественниках, предполагая, что аномальное снижение процента активно делящихся пренейрональных предшественников приводит к большему снижению созревания и выживания постмитотических клеток. [20]

Кроме того, воздействие алкоголя увеличило несколько маркеров клеточной смерти. В этих исследованиях нейронная дегенерация, по-видимому, опосредована неапоптотическими путями. [19] [20] Одним из предполагаемых механизмов нейротоксичности алкоголя является выработка оксида азота (NO), хотя другие исследования показали, что выработка NO под воздействием алкоголя приводит к апоптозу ( см. раздел Нейровоспаление ).

Временные и стабильные изменения

Многие негативные физиологические последствия алкоголизма обратимы во время воздержания . Например, хронические алкоголики со стажем страдают от различных когнитивных нарушений. [21] Однако многолетнее воздержание устраняет большинство нейрокогнитивных нарушений, за исключением некоторых сохраняющихся нарушений пространственной обработки. [22] Тем не менее, существуют некоторые частые долгосрочные последствия, которые необратимы во время воздержания. Тяга к алкоголю (компульсивная потребность употреблять алкоголь) часто присутствует в течение длительного времени среди алкоголиков . [23] Среди 461 человека, обратившихся за помощью по поводу проблем с алкоголем, последующее наблюдение осуществлялось в течение 16 лет. [24] К 16 годам 54% тех, кто пытался воздержаться без профессиональной помощи, сорвались, а 39% тех, кто пытался воздержаться с помощью, сорвались.

Употребление алкоголя может существенно ухудшить нейробиологически полезные и сложные упражнения. [25]

Долгосрочные, устойчивые последствия хронического опасного употребления алкоголя, как полагают, обусловлены устойчивыми изменениями экспрессии генов , возникающими в результате эпигенетических изменений в определенных областях мозга. [26] [27] [28] Например, у крыс, подвергавшихся воздействию алкоголя в течение 5 дней, наблюдалось увеличение ацетилирования гистона 3 лизина 9 в промоторе проноцицептина в комплексе миндалевидного тела мозга. Это ацетилирование является активирующей меткой для проноцицептина. Система ноцицептин/опиоидных рецепторов ноцицептина участвует в подкрепляющем или кондиционирующем эффекте алкоголя. [29]

Результаты уровней потребления алкоголя [4]

Ссылки

  1. ^ Lang I, Wallace RB, Huppert FA, Melzer D (2007). «Умеренное потребление алкоголя у пожилых людей связано с лучшим познанием и благополучием, чем воздержание». Возраст и старение . 36 (3): 256–61. doi : 10.1093/ageing/afm001 . PMID  17353234. Значок открытого доступа
  2. ^ Данбар RI, Лоней Дж, Влодарски Р, Робертсон К, Пирс Э, Карни Дж, Маккаррон П (1 июня 2017 г.). «Функциональные преимущества (умеренного) потребления алкоголя». Адаптивное поведение человека и физиология . 3 (2): 118–133. doi :10.1007/s40750-016-0058-4. ISSN  2198-7335. PMC 7010365. PMID 32104646  . 
  3. ^ Рамирес Э. «Исследование: никакое количество алкоголя не безопасно для здоровья мозга». Forbes . Получено 13 июня 2021 г.
  4. ^ ab Topiwala A, Ebmeier KP, Maullin-Sapey T, Nichols TE (2021-05-12). «Безопасного уровня потребления алкоголя для здоровья мозга не существует: обсервационное когортное исследование 25 378 участников UK Biobank». medRxiv 10.1101/2021.05.10.21256931v1 .  Доступно по лицензии CC BY 4.0.
  5. ^ "Извините, любители вина. Никакое количество алкоголя не полезно для вас, говорится в исследовании". Washington Post . Получено 19 апреля 2022 г. .
  6. ^ Daviet R, Aydogan G, Jagannathan K, Spilka N, Koellinger PD, Kranzler HR, Nave G, Wetherill RR (4 марта 2022 г.). «Связи между потреблением алкоголя и объемами серого и белого вещества в биобанке Великобритании». Nature Communications . 13 (1): 1175. Bibcode : 2022NatCo..13.1175D. doi : 10.1038/s41467-022-28735-5. ISSN  2041-1723. PMC 8897479. PMID 35246521  . 
  7. ^ Кэролайн Касселс (30 июля 2014 г.). «Злоупотребление алкоголем в среднем возрасте связано с серьезными нарушениями памяти». Medscape . WebMD LLC.
  8. ^ Kuźma EB, Llewellyn DJ, Langa KM, Wallace RB, Lang IA (2014). «История расстройств, связанных с употреблением алкоголя, и риск серьезных когнитивных нарушений: 19-летнее проспективное когортное исследование». Американский журнал гериатрической психиатрии . 22 (10): 1047–1054. doi : 10.1016/j.jagp.2014.06.001 . PMC 4165640. PMID  25091517 . 
  9. ^ Neiman J (октябрь 1998 г.). «Алкоголь как фактор риска повреждения мозга: неврологические аспекты». Alcohol. Clin. Exp. Res . 22 (7 Suppl): 346S–351S. doi :10.1111/j.1530-0277.1998.tb04389.x. PMID  9799959.
  10. ^ Tapert SF, Brown GG, Kindermann SS, Cheung EH, Frank LR, Brown SA (февраль 2001 г.). "измерение функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) мозговой дисфункции у молодых женщин, страдающих алкогольной зависимостью". Alcohol. Clin. Exp. Res. 25 (2): 236–45. doi :10.1111/j.1530-0277.2001.tb02204.x. PMID  11236838.
  11. ^ Squeglia LM, Jacobus J, Tapert SF (январь 2009 г.). «Влияние употребления психоактивных веществ на развитие мозга у подростков». Clin EEG Neurosci . 40 (1): 31–8. doi :10.1177/155005940904000110. PMC 2827693 . PMID  19278130. 
  12. ^ Brown SA, Tapert SF, Granholm E, Delis DC (февраль 2000 г.). «Нейрокогнитивное функционирование подростков: эффекты длительного употребления алкоголя». Alcohol. Clin. Exp. Res. 24 (2): 164–71. doi :10.1111/j.1530-0277.2000.tb04586.x. PMID  10698367.
  13. ^ Guerri C, Pascual MA (2010). «Механизмы, вовлеченные в нейротоксические, когнитивные и нейроповеденческие эффекты потребления алкоголя в подростковом возрасте». Alcohol . 44 (1): 15–26. doi :10.1016/j.alcohol.2009.10.003. PMID  20113871.
  14. ^ ab Blanco Am VS, Vallés SL, Pascual M, Guerri C (2005). «Участие сигнализации рецептора TLR4/IL-1 типа I в индукции воспалительных медиаторов и клеточной смерти, вызванной этанолом в культивируемых астроцитах». Журнал иммунологии . 175 (10): 6893–6899. doi : 10.4049/jimmunol.175.10.6893 . PMID  16272348.
  15. ^ Паскуаль М., Бланко А.М., Каули О., Миньярро Дж., Герри С. (2007). «Периодическое воздействие этанола вызывает воспалительное повреждение головного мозга и вызывает долгосрочные поведенческие изменения у крыс-подростков». Европейский журнал неврологии . 25 (2): 541–550. дои : 10.1111/j.1460-9568.2006.05298.x. PMID  17284196. S2CID  26318057.
  16. ^ Fernandez-Lizarbe S, Pascual M, Gascon MS, Blanco A, Guerri C (2008). «Липидные плоты регулируют вызванную этанолом активацию сигнализации TLR4 в макрофагах мышей». Молекулярная иммунология . 45 (7): 2007–2016. doi :10.1016/j.molimm.2007.10.025. PMID  18061674.
  17. ^ Guasch RM, Tomas M, Miñambres R, Valles S, Renau-Piqueras J, Guerri C (2003). «RhoA и лизофосфатидная кислота участвуют в реорганизации актинового цитоскелета астроцитов, подвергшихся воздействию этанола». Journal of Neuroscience Research . 72 (4): 487–502. doi :10.1002/jnr.10594. hdl :10550/95175. PMID  12704810. S2CID  22182633.
  18. ^ Pascual M, Boix J, Felipo V, Guerri C (2009). «Повторное употребление алкоголя в подростковом возрасте вызывает изменения в мезолимбической дофаминергической и глутаматергической системах и способствует потреблению алкоголя у взрослых крыс». Journal of Neurochemistry . 108 (4): 920–931. doi : 10.1111/j.1471-4159.2008.05835.x . PMID  19077056.
  19. ^ abc Morris SA, Eaves DW, Smith AR, Nixon K (2009). «Ингибирование нейрогенеза алкоголем: механизм нейродегенерации гиппокампа в модели злоупотребления алкоголем у подростков». Hippocampus . 20 (5): 596–607. doi :10.1002/hipo.20665. PMC 2861155 . PMID  19554644. 
  20. ^ abc Taffe MA, Kotzebue RW, Crean RD, Crawford EF, Edwards S, Mandyam CD (2010). «Длительное снижение нейрогенеза гиппокампа при употреблении алкоголя у подростков нечеловеческих приматов». Труды Национальной академии наук . 107 (24): 11104–11109. doi : 10.1073/pnas.0912810107 . PMC 2890755. PMID  20534463 . 
  21. ^ Оскар-Берман М., Валмас М.М., Сойер К.С., Руис С.М., Лухар Р.Б., Гравиц З.Р. (2014). «Профили нарушенных, сохраненных и восстановленных нейропсихологических процессов при алкоголизме». Алкоголь и нервная система . Справочник по клинической неврологии. Том 125. С. 183–210. doi :10.1016/B978-0-444-62619-6.00012-4. ISBN 9780444626196. PMC  4515358 . PMID  25307576. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  22. ^ Fein G, Torres J, Price LJ, Di Sclafani V (сентябрь 2006 г.). «Когнитивная производительность у лиц, долгое время воздерживающихся от алкоголя». Alcohol. Clin. Exp. Res . 30 (9): 1538–44. doi :10.1111/j.1530-0277.2006.00185.x. PMC 1868685 . PMID  16930216. 
  23. ^ Боттлендер М, Сойка М (2004). «Влияние тяги к алкоголю на рецидив во время и через 12 месяцев после амбулаторного лечения». Алкоголь Алкоголь . 39 (4): 357–61. doi : 10.1093/alcalc/agh073 . PMID  15208171.
  24. ^ Moos RH, Moos BS (февраль 2006 г.). «Скорость и предикторы рецидива после естественной и леченной ремиссии расстройств, связанных с употреблением алкоголя». Addiction . 101 (2): 212–22. doi :10.1111/j.1360-0443.2006.01310.x. PMC 1976118 . PMID  16445550. 
  25. ^ El-Sayed MS, Ali N, Ali ZE (1 марта 2005 г.). «Взаимодействие между алкоголем и физическими упражнениями». Спортивная медицина . 35 (3): 257–269. doi :10.2165/00007256-200535030-00005. ISSN  1179-2035. PMID  15730339. S2CID  33487248.
  26. ^ Кришнан HR, Сахаркар AJ, Теппен TL, Беркель TD, Пандей SC (2014). «Эпигенетический ландшафт алкоголизма». Int. Rev. Neurobiol . Международный обзор нейробиологии. 115 : 75–116. doi :10.1016/B978-0-12-801311-3.00003-2. ISBN 9780128013113. PMC  4337828 . PMID  25131543.
  27. ^ Джангра А, Шрирам CS, Пандей С, Чоубей П, Раджпут П, Сароха Б, Безбаруах БК, Лахкар М (октябрь 2016 г.). «Эпигенетические модификации, алкогольный мозг и потенциальные цели для наркотиков». Ann Neurosci . 23 (4): 246–260. doi :10.1159/000449486. PMC 5075742 . PMID  27780992. 
  28. ^ Berkel TD, Pandey SC (апрель 2017 г.). «Возникающая роль эпигенетических механизмов в алкогольной зависимости». Alcohol. Clin. Exp. Res . 41 (4): 666–680. doi :10.1111/acer.13338. PMC 5378655 . PMID  28111764. 
  29. ^ Д'Аддарио С, Капути ФФ, Экстрём Т.Дж., Ди Бенедетто М., Маккарроне М., Ромуальди П., Канделетти С. (февраль 2013 г.). «Этанол индуцирует эпигенетическую модуляцию экспрессии генов продинорфина и проноцицептина в комплексе миндалевидного тела крысы». Дж. Мол. Нейроски . 49 (2): 312–9. doi : 10.1007/s12031-012-9829-y. PMID  22684622. S2CID  14013417.