Риск шизофрении коррелирует с низким уровнем витамина D у матерей
Исследователи использовали технологию молекулярной визуализации, чтобы подтвердить роль, которую оказывает витамин D в организме матери на развитие клеток мозга, вырабатывающих дофамин. Это открытие обеспечивает лучшее понимание механизмов, лежащих в основе заболеваний нервной системы, таких как шизофрения.
Исследователи использовали технологию молекулярной визуализации, чтобы подтвердить роль витамина D в раннем развитии клеток головного мозга.
Считается, что шизофрения развивается в результате сочетания факторов генетики и внешней среды. Доподлинный механизм, отвечающий за этот процесс, неизвестен, но есть убедительные теории о том, что причина в неконтролируемом росте уровня дофамина в организме.
Считается, что факторы риска развития шизофрении определяются во время эмбрионального развития. Как раз в процессе того, как в мозгу формируются дофаминовые цепи. Предыдущие исследования показали, что низкий уровень витамина D у матери — фактор риска того, что дофаминергические нейроны не дифференцируются в свою зрелую, специализированную форму. Хотя, не витаминами единымы, тот же магний тоже весьма важен для работы ЦНС.
Группа исследователей из Института мозга Университета Квинсленда опиралась на прошлые исследования, чтобы более тщательно изучить связь между витамином D, дофаминергическими нейронами и шизофренией с помощью технологии молекулярной визуализации.
Ученые создали дофаминоподобные нейроны, чтобы воспроизвести процесс дифференцировки, который происходит во время развития эмбриона. Нейроны культивировали в двух выборках: с гормоном кальцитриолом и без него. Поступивший с пищей витамин D неактивен до тех пор, пока он не подвергнется двум ферментативным реакциям в организме, вторая из которых происходит в почках, где он превращается в кальцитриол, активную форму витамина D. Кальцитриол связывается с рецептором витамина D и активирует его. Исследователи обнаружили, что витамин D влияет не только на дифференцировку клеток, но и на структуру нейронов.
Мы обнаружили, что измененный процесс дифференцировки в присутствии витамина D не только заставляет клетки расти по-другому, но и по-разному задействует механизмы для высвобождения дофамина.
Дэррил Эйлс, автор исследования.
«Механизмы» — это нейриты, отростки, вырастающие из тела клетки нейрона. Нейриты необходимы для отправки и получения сигналов от других частей нервной системы. Исследователи обнаружили, что количество нейритов заметно увеличилось, а внутри их изменилось распределение белков, ответственных за высвобождение дофамина.
Используя новый инструмент визуализации, называемый ложными флуоресцентными нейротрансмиттерами (FFN), исследователи смогли проанализировать, как изменялось поглощение и высвобождение дофамина в присутствии или в отсутствие кальцитриола. FFN представляют собой низкомолекулярные красители, которые точно имитируют действие нейромедиатора, такого как дофамин. Они позволяют визуализировать как хранение, так и высвобождение дофамина в нервных окончаниях, с точностью до одиночных молекул.
Ученые обнаружили, что по сравнению с контрольной группой, выброс дофамина был усилен в нейронах, выращенных в присутствии кальцитриола.
Это убедительное доказательство того, что витамин D влияет на структурную дифференциацию дофаминергических нейронов.
Дэррил Эйлс, автор исследования.
Использование FFN для нацеливания и наблюдения за отдельными молекулами дофамина — причина того, что исследователи смогли подтвердить давнее мнение о том, что уровни витамина D во время развития плода влияют на формирование нейронов, продуцирующих дофамин. Они считают, что ранние изменения в дифференцировке и функции дофаминовых нейронов могут привести к дисфункции в синтезе дофамина, наблюдаемой при шизофрении у взрослых.
Исследователи планируют выяснить, как на риски развития шизофрении влияет низкий уровень кислорода или инфекционная болезнь во время беременности. Больше про мозг рассказываю в Телеграм канале. Подписывайтесь, чтобы первыми получать новые материалы!