Сибирские ученые вывели специальных крыс для исследования шизофрении
О причинах шизофрении до сих пор спорят медики, а специалисты ИЦиГ СО РАН пытаются найти закономерности развития болезни, моделируя ее на крысах. Основоположником исследования доктором биологических наук Виктором Георгиевичем Колпаковым была создана оригинальная линия крыс «генетической кататонии», склонных к спонтанному застыванию и непроизвольному возбуждению.
Надо отметить, кататонические реакции имеют два полюса: обездвиженность и непроизвольная возбудимость. Оба есть и у крыс выведенной линии: с одной стороны, они склонны к застыванию, с другой — «нервные».
— Виктор Георгиевич Колпаков, по образованию врач-психиатр, наблюдал людей, больных шизофренией, и видел, что они замирают в неудобных позах. Поэтому он начал селекцию с «висящих» крыс (тех, что могли застыть, цепляясь за прутья потолка клетки). Он отобрал три пары таких зверьков и стал их размножать. Потом животные перестали висеть, Колпаков попробовал поднять их палочкой и увидел: они тоже замирают, но в вертикальной стойке. В 20-х, 30-х поколениях мы регистрировали крыс, застывающих на крестце. Их можно было брать голыми руками и придавать им такую позу. В последних поколениях грызун также замирает, но вокализирует, пищит — то есть проявляется нервная реакция, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Татьяна Алексеевна Алехина.
Генетическая линия крыс с каталепсией, возможно, позволит выяснить, какие биохимические и гормональные изменения характерны для шизофрении. Выведение этой линии заняло более сорока лет, и, что любопытно, в 20-м поколении почти все животные были «застывающими», причем замирали они на несколько минут, что не характерно для этих быстрых и юрких зверьков. Начиная с 40-го поколения, среди них в этой же генетической линии появились отдельные «нервные» особи, к 70-му поколению «нервных» крыс стало намного больше.
— Явление кататонии характерно не только для шизофрении, но и для аддитивных психозов типа неврозов, биполярных расстройств, депрессий, а также возникает после посттравматических стрессовых состояний. Мы отбирали крыс, застывающих на длительный период, и в итоге получили животных со сниженным содержанием медиаторов, гормонов (в том числе и половых), с повышенным уровнем беспокойства и страха, с лысинами на шерсти и с более низким весом. Так что на сегодняшний день в линии ГК мы имеем модель шизофрении, депрессии и невроза, —добавляет Татьяна Алехина.
Чем хороша «животная» модель: она позволяет найти взаимосвязь между внешними проявлениями болезни — застыванием или повышенной возбудимостью — и изменением биохимических и эндокринологических параметров.
— Чтобы изучить фазу каталепсии на человеке, нужно его ввести в это состояние, либо подождать, пока он туда войдет, что, в общем-то, недоступно для медиков. У крыс нашей каталептической селекционной линии фазу застывания можно вызвать по желанию и исследовать всевозможные биохимические, гормональные показатели, которые ее сопровождают, — описывает достоинства модели доктор биологических наук Дмитрий Клочков, исследовавший крыс линии «генетическая кататония» вплоть до сегодняшнего дня.
Перенести результаты исследования, полученные на животных, напрямую на человека невозможно, но есть шанс, что они позволят лучше понимать течение болезни, предполагать, что будет происходить с пациентом.
— В частности, мы исследуем происходящее в мозге во время эпизодов застывания, можем разделить его на структуры и посмотреть состояние медиаторов — норадреналина, дофамина и серотонина. Наблюдая за несколькими поколениями селекции, мы выяснили, что медиаторы снижены во всех структурах мозга, и что особенно важно, в лобной коре, где также снижены все моноамины мозга, ответственные за нарушение сложных форм поведения, например, обучения. — рассказывает Татьяна Алехина.
Медиаторы (нейромедиаторы) — биологически активные химические вещества для передачи электрохимического импульса между нервными клетками и от нейронов к другим клеткам. Лобная область коры головного мозга достигает у человека наибольшего развития. При поражении лобных областей у людей нарушаются сложные двигательные функции, обеспечивающие трудовую деятельность и речь, а также приспособительные, поведенческие реакции организма.
Еще одно наблюдение исследователей, которое может быть полезно для улучшения качества жизни больных — компенсаторная реакция крыс на снижение половой функции. У людей шизофрения часто сопровождается ухудшением репродуктивных показателей, и для исследования взаимосвязи болезни с этой сферой, крыса удобна тем, что у нее ускоренная циклика — через четыре дня можно наблюдать определенные фазы половой функции.
— Мы обнаружили увеличение уровня прогестерона (гормона зачатия) у самок, несмотря на общее снижение половой функции, — поясняет Дмитрий Клочков.
Сложно сказать, когда медики полностью поймут механизмы развития шизофрении, но то, что результаты ученых из Института цитологии и генетики СО РАН используются в учебных курсах Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова в Санкт-Петербурге и в Новосибирской психиатрической клинике, говорит о безусловной пользе модели. +
— Путь получения результата и внедрения в практику очень тернист и труден. В данном случае, когда речь идет о сложном заболевании, непросто предположить, что может пригодиться из этих исследований в медицине. Однако уже опубликованные в 100 научных статьях и 4-х монографиях результаты — это достижение, — добавляет Дмитрий Клочков.
— В любом случае — выведенная линия крыс уникальна, она единственная в мире, и эти животные похожи на больных шизофренией людей и по своему виду, и по уровню гормонов, и по уровню медиаторов стресса в мозгу, — подчеркивает Татьяна Алехина.
