В Квебеке, Канада, специалисты Университета Макгилла провели исследование, которое пересматривает устоявшиеся представления о влиянии дофамина на двигательную активность. Открытие может существенно изменить подход к пониманию болезни Паркинсона и разработке терапевтических стратегий.
Работа, опубликованная в престижном журнале Nature Neuroscience, демонстрирует, что дофамин не контролирует напрямую скорость или силу движения, как прежде считали многие эксперты. Вместо этого гормон, по-видимому, создает базовые условия, необходимые для возникновения движения в принципе.
«Наши данные позволяют по-новому взглянуть на роль дофамина в движении, – комментирует старший автор исследования Николас Тритч, доцент кафедры психиатрии Университета Макгилла и исследователь в Исследовательском центре Дугласа. – Восстановление уровня дофамина до нормы может быть достаточным для улучшения двигательных функций. Это значительно упрощает наше понимание лечения болезни Паркинсона».
Дофамин играет ключевую роль в так называемой моторной силе – способности выполнять движения с необходимой скоростью и энергией. У людей с болезнью Паркинсона нервные клетки в мозге, ответственные за производство дофамина, постепенно разрушаются. Эта прогрессирующая потеря приводит к характерным симптомам: замедленность движений, тремор и проблемы с равновесием.
Леводопа – наиболее распространенное средство для лечения болезни Паркинсона – помогает восстанавливать двигательные функции, увеличивая уровень дофамина в мозге. Однако ученые до сих пор не до конца понимали, почему этот препарат настолько эффективен. В последние годы усовершенствованные методы мониторинга активности мозга выявили кратковременные пики дофамина во время движения. Эти быстрые всплески заставили многих исследователей думать, что дофамин напрямую контролирует интенсивность движения. Новые выводы исследований Университета Макгилла ставят под сомнение это предположение.
Исследование показывает, что дофамин не выступает в роли сиюминутного регулятора движения, который тонко настраивает каждый шаг. Вместо этого он выполняет более фундаментальную функцию. Как выразился Николас Тритч, «вместо того чтобы быть дросселем, регулирующим скорость движения, дофамин скорее напоминает моторное масло. Он необходим для работы системы, но не является сигналом, определяющим, как быстро выполняется каждое действие».
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи отслеживали активность мозга мышей, когда животные нажимали на рычаг с утяжелителем. Используя высокоточный оптический метод, они могли выборочно включать или выключать дофамин-производящие клетки во время выполнения задания. Если бы быстрые всплески дофамина отвечали за энергичность движения, то изменение уровня дофамина именно в этот момент должно было бы повлиять на скорость или силу движений мышей. Однако корректировка дофаминовой активности во время движения не дала никакого ощутимого эффекта.
Когда исследователи протестировали леводопу, они обнаружили, что препарат улучшал движение, повышая общий, фоновый уровень дофамина в мозге. Он не работал путем восстановления кратковременных всплесков дофамина, которые, как считалось, происходят во время движения и управляют им.
Более 110 тысяч канадцев страдают болезнью Паркинсона, и ожидается, что к 2050 году это число увеличится более чем вдвое по мере старения населения. Согласно исследователям, лучшее понимание того, как работает леводопа, может направить разработку будущих методов лечения, которые будут сосредоточены на поддержании стабильных уровней дофамина на протяжении длительного времени, а не на воздействии на быстрые, мимолетные дофаминовые сигналы.
Полученные результаты также побуждают исследователей пересмотреть более старые стратегии лечения. Агонисты дофаминовых рецепторов ранее демонстрировали терапевтические преимущества, но часто вызывали нежелательные побочные эффекты, поскольку воздействовали на большие области мозга. Новое понимание может помочь ученым разработать более безопасные методы терапии, действующие более точно и избирательно.
Исследование под названием “Subsecond dopamine fluctuations do not specify the vigor of ongoing actions” было опубликовано Хайсином Лю и Николасом Тритчем с соавторами в журнале Nature Neuroscience. Финансирование работы осуществлялось Канадским фондом исследований «Первый в Канаде» в рамках инициативы «Здоровый мозг, здоровая жизнь» при Университете Макгилла и Фондом исследований Квебека.
