Viin ja vein keeravad aju geenid tuksi – kas need muutused on pöörduvad?

Peavalu Foto: Shutterstock

Sõltuvust ei peeta enam vähese tahtejõu tagajärjeks. Tehnoloogia ja molekulaargeneetika plahvatuslik areng on muutnud teadmisi sõltuvusest viimase kümnendi jooksul oluliselt. Teadlaste ja tervishoiutöötajate seas valitseb konsensus, et sõltuvusel on tugev neurobioloogiline ja geneetiline alus, vahendab The Conversation.

Sõltuvuse mehhanisme uuriv neurogeneetik Karla Kaun Browni ülikoolist kirjutab, et viimase kümnendi jooksul on pilt selginenud suuresti tänu paremale arusaamisele, kuidas ajus geene dünaamiliselt reguleeritakse. Uued mõtteviisid sõltuvuste kujunemise kohta võivad muuta seda, kuidas lähenetakse ravile.

Alkohol ja narkootikumid mõjutavad aju geenide aktiivsust

Igal ajurakul on teie geneetiline kood, mis on salvestatud pikkadesse DNA ahelatesse. Et kogu see DNA rakku mahuks, tuleb see tihedalt kokku pakkida. See saavutatakse DNA kerimisega «valgupoolide» ümber, mida nimetatakse histoonideks. Alad, kus DNA on lahti keeratud, sisaldavad aktiivseid geene, mis kodeerivad valke, mis täidavad rakus olulisi funktsioone.

Kui geenide aktiivsus muutub, muutuvad ka rakkude toodetavad valgud. Sellised muutused võivad mõjutada üht neuronaalset ühendust ajus, aga võivad olla ka nii ulatuslikud, et mõjutavad käitumist. See geneetiline koreograafia viitab sellele, et uute asjade õppimisel sisse või välja lülitatavad geenid on dünaamilised ja kohanduvad igapäevaste vajadustega.

Hiljutised uuringud loommudelitega on näidanud, et alkohol ja narkootikumid mõjutavad otseselt muutusi geenide avaldumises ajupiirkondades, mis aitavad juhtida mälu ja enese premeerimisega seotud käitumist.

See, kui tihedalt DNA on histoonide ja muude valkude ümber keritud või nendega seotud, määrab igas aju neuronis, milliseid geene ekspresseeritakse ehk millised geenid on aktiivsed ja milliseid valke toodetakse.

Sõltuvust tekitavad ained võivad geeniekspressiooni muuta mitmel viisil. Need võivad muuta seda, millised valgud seostuvad DNAga, et lülitada geenid sisse ja välja, ning millised DNA segmendid keritakse lahti. Need võivad muuta DNA lugemise ja valkudeks tõlkimise protsessi, samuti muuta valke, mis määravad, kuidas rakud toimimiseks energiat kasutavad.

Näiteks võib alkohol põhjustada kärbeste ja inimeste mäluahelates geeni alternatiivse vormi aktivatsiooni, mille tulemuseks on muutused dopamiiniretseptorites ja transkriptsioonifaktorites, mis on seotud tasusignaalide ja neuronite funktsiooniga. Samamoodi võib kokaiin põhjustada geeni alternatiivse vormi avaldumist hiirte «preemiakeskustes», mis paneb nad otsima rohkem kokaiini.

Kuidas need ained geeniregulatsiooni muutusi põhjustavad, pole täpselt teada. Otsene seos alkoholitarbimise ja hiirte geeniekspressiooni muutuste vahel annab aga vihje. Alkoholi lagundamisel maksas tekkiv kõrvalsaadus, mida nimetatakse atsetaadiks, võib ületada aju-verebarjääri ja vabastada hiire mäluahelates DNA histoonidest.

Alkohol, nikotiin, kokaiin ja opioidid aktiveerivad samuti olulisi signaalradasid, mis on ainevahetuse kesksed regulaatorid. See viitab sellele, et need võivad mõjutada ka paljusid neuronaalse funktsiooni aspekte ja järelikult mõjutada seda, milliseid geene aktiveeritakse.

Aju geenide aktiivsuse muutmine elustiiliga

Protsessid, kuidas sõltuvust tekitavad ained raku funktsiooni muudavad, on keerulised. Sündides kaasa antud geenikomplekti on seega võimalik mõjutada keskkonna stiimulitega. See viitab aga ka sellele, et muutused aju geeniekspressioonis ei ole püsivad. Neid saab muuta ka ravimite ja elustiilivalikutega.

Paljud vaimse tervise häirete puhul välja kirjutatavad ravimid mõjutavad ka geeniekspressiooni. Antidepressandid ja meeleolu stabilisaatorid võivad muuta seda, milliseid geene ekspresseeritakse.

Lisaks võivad mRNA-põhised ravimeetodid spetsiifiliselt muuta, milliseid geene ekspresseeritakse selliste haiguste raviks, nagu vähk. On võimalik, et tulevikus avastatakse sarnased ravimeetodid ka alkoholi ja narkootikumide tarvitamise häirete vastu. Need ravimeetodid võivad potentsiaalselt olla suunatud sõltuvusega seotud olulistele aju signaalradadele, muutes ajuahelate toimimist ja seda, kuidas alkohol ja narkootikumid neid mõjutavad.

Elustiilivalikud võivad mõjutada samuti aju geeniekspressiooni, kuigi teadlased ei tea veel, kas need võivad tagasi pöörata sõltuvust tekitavate ainete põhjustatud muutusi.

Nagu alkohol ja narkootikumid, võivad muutused toitumises mõjutada geenide avaldumist mitmel viisil. Kärbestel võib näiteks kõrge suhkrusisaldusega dieet ümber programmeerida võime maitsta magusust.

Intensiivne meditatsioon, isegi pärast ühe päeva möödumist, võib sarnaste mehhanismide kaudu mõjutada samuti aju geeniregulatsiooni. Kuu meditatsioonilaagris vähendab põletikku soodustavate geenide aktiivsust ja kogenud mediteerijad saavad nii-öelda põletikugeene pärssida juba pärast ühepäevast intensiivset mediteerimist. 

Loommudelitega tehtud töö on samuti näidanud, et treening muudab geeniekspressiooni, muutes nii histoone kui ka otseselt DNAga seotud molekulaarseid märgiseid. See suurendab neuronite aktiivsuse ja plastilisuse jaoks oluliste geenide aktiivsust, toetades ideed, et treening parandab õppimist ja mälu ning võib vähendada dementsusriski.

Kui olla kuu aeg alkoholita, võib see ajubioloogiat oluliselt mõjutada. Igasugused sammud alkoholi ja narkootikumide tarbimise vähendamiseks ning tervislike eluviiside järgimine võivad aidata probleemi üha paremini hallata ja tuua pikaajalist kasu füüsilisele ja vaimsele tervisele.