Vědci z Massachusettského technologického institutu objevili fyziologický mechanismus, který může vysvětlit rozdíly v postojích různých lidí k alkoholu. Práce je založena na pokusech na myších a její použitelnost na lidi musí být ještě prokázána, ale předběžné důkazy naznačují, že to může mít něco společného se strukturou mozku. A to v tom, jak jsou její rozhodovací oblasti propojeny s útvary systému trestů. Pokud je toto spojení příliš slabé, stává se pití problémem. Nová práce neodpovídá na všechny otázky o vlivu alkoholu na mozek, ale osvětluje jeden z mechanismů vzniku závislosti.
Myším byl podáván hořký alkohol, aby se zjistilo, kdo pijí více než přiměřené množství
Hlavním úkolem, který si autoři nového díla dali, bylo vysvětlit rozdíl v reakcích lidí na alkohol. I přesto, že se s tím během života tak či onak setká asi 80 % lidí (údaje z USA), jen malá část – asi 30 procent – začne alkohol zneužívat.
Pod pojmem „zneužívání“ mají biologové na mysli velmi specifickou věc, která nemá nic společného s objemem nebo frekvencí spotřeby etanolu. V návaznosti na lékaře, kteří vyvinuli Diagnostický manuál duševních poruch (DSM-5), se vědci rozhodli zvážit situaci, kdy člověk pokračuje v pití navzdory dobře známým škodlivým důsledkům, za zneužívání.
Vzhledem k tomu, že studie nebyla provedena na lidech, ale na myších, museli autoři přijít s neobvyklým experimentálním designem, aby simulovali tento „vnímaný“ efekt. Myši pily nejen roztok ethylalkoholu, ale i roztok s přídavkem hořce chutnajícího chininu.
Stručně řečeno, experiment vypadal takto. Nejprve byly myši vycvičeny, aby reagovaly na zvukový signál, a poté jim byl brčkem podán roztok sladkého cukru. Poté, po stejném signálu, myši dostávaly 15procentní roztok ethanolu místo cukru po dobu pěti dnů. Následovalo období „nárazového pití“, kdy byl bez jakéhokoli signálu ethanol volně dostupný hlodavcům zvyklým na alkohol po dobu dvou týdnů v neomezeném množství.
Hlavní část experimentu však začala hned po těchto přípravných fázích. Alkohol myším byl opět podáván pouze na znamení, tentokrát byl ale zředěný etanol smíchán s chininem, hořkou látkou, která měla sloužit jako bezpodmínečný negativní stimul a odradit myši od dalšího pití alkoholu.
Mimochodem, když vědci nahradili chinin jinými negativními podněty – například slabým elektrickým výbojem – výsledky experimentu to neovlivnilo. Můžeme se tedy domnívat, že chinin pro myši byl zcela adekvátní náhradou za kocovinu či jiné negativní důsledky alkoholismu známé lidem.
Různá zvířata reagovala na alkohol různými způsoby. Některé myši přestaly užívat alkoholový roztok dokonce ve fázi „přejížďky“ (výzkumníci je klasifikovali jako „nepijící“) – prostě je nezajímal. Jiní („pijáci“) ještě nějakou dobu alkohol pili, ale jakmile byla do roztoku přidána hořká látka, myši jej rychle přestaly pít. Řadu zvířat („závislých“ či nutkavých pijáků – v původní terminologii autorů) však k zkumavce s etanolem přitahovala i tehdy, když byla smíchána s chininem nebo její použití provázel elektrický šok.
Vědci byli schopni identifikovat myši náchylné k závislosti již v přípravné fázi experimentu – podle struktury mozku
Nejneočekávanějším výsledkem nové práce (a hlavním úspěchem autorů) je, že dokázali předpovědět, do jaké skupiny konkrétní myš spadne, již v první fázi experimentu – před zavedením negativních podnětů. A předpověď byla založena na tom, jak jsou dvě specifické oblasti mozku vzájemně propojeny: prefrontální kůra, která se obvykle nazývá oblast situační analýzy a rozhodování, a jedna ze subkortikálních oblastí středního mozku, která je z jiných experimentů známo, že souvisí se vznikem bolesti a zpracováním negativních podnětů.
Objevování spojení mezi poměrně vzdálenými oblastmi mozku a jejich použití k předpovídání budoucích tendencí různých myší bylo umožněno dvěma výkonnými technikami moderní neurovědy. Nejprve vědci použili fluorescenční proteiny, které svítí, když neurony vystřelí, a doslova vidí, které oblasti mozku reagují na etanol v těle. Za druhé, vědci použili optogenetiku – techniku, která dodáváním světla do mozku umožňuje přinutit určité neurony k použití (například ty, které byly vzrušeny na začátku experimentu – když byl na signál podán alkohol).
Kombinace těchto dvou metod umožnila nakreslit následující obrázek toho, co se děje. Mozky různých zvířat jsou z nějakého důvodu (ještě to musí být stanoveno) strukturovány odlišně, pokud jde o spojení mezi kortikálními rozhodovacími centry a subkortikálními centry bolesti a negativních podnětů. U některých zvířat působí první na druhé spíše stimulačně, zatímco u jiných naopak brzdí jejich práci.
Rozdíl mezi různými zvířaty můžete vidět již od prvního dopadu alkoholu na organismus, který je doprovázen použitím mírného negativního podnětu. A tato první reakce je docela výmluvná: umožňuje s vysokou přesností předvídat, zda se zvíře stane závislým na alkoholu nebo ne. Pokud jsou centra bolesti dostatečně vzrušená, pak s největší pravděpodobností závislost nevznikne. Důsledky (hořkost, proud atd.) pak budou příliš silnými faktory na to, abychom etanol nadále pili a nevěnovali jim pozornost. Pokud je spojení příliš slabé, pak důsledky zvířata tak dobře nepociťují, což znamená, že pravděpodobnost rozvoje závislosti je velmi vysoká.
To bylo dále ověřeno pomocí optogenetiky. Když vědci uměle (pomocí záblesků světla dodávaných do mozku) potlačili reakci „centra nelibosti“, zatímco myš pila etanol, zvíře se pak často nedokázalo zastavit a začalo se chovat jako narkoman. A naopak: stimulace tohoto centra u myší ze závislé skupiny je vyvedla z tohoto stavu.
Zajímavé je, že schopnost předvídat dlouhodobé následky na samém začátku experimentu nutně vyžaduje stejnou dobu „přejížďky“, kdy zvířata mohou přijímat neomezené množství zředěného etanolu. Zřejmě se v tuto chvíli děje něco důležitého s osou přenosu informací mezi dvěma centry mozku, což pomáhá konsolidovat stávající situaci, ale co přesně se ještě nepodařilo zjistit.
Kromě odpovědi na tuto otázku existuje mnoho dalších nejasností spojených s mechanismem závislosti na alkoholu. Předně není známo, do jaké míry lze výsledky získané v experimentu na myších aplikovat na člověka. Navíc techniku přímého pozorování neuronální aktivity nelze aplikovat na lidi.
Studie pomůže pochopit povahu závislosti na alkoholu u lidí. Ale jen částečně, s lidmi je to složitější
Kromě nalezení podobného spojení v lidském mozku se biologové zajímají o to, jak by se změnily nálezy u myší s léky používanými k léčbě závislosti na alkoholu, jako je naltrexon a akamprosát. Působí na dva různé typy receptorů a není jasné, jak by tento efekt mohl změnit fungování „inhibiční osy“, kterou autoři nejnovější studie objevili u myší.
A samozřejmě by bylo důležité vědět, jak alkohol obecně působí pozitivní posilování – bez ohledu na to, zda je doprovázeno následky nebo ne. Navzdory desetiletím poměrně intenzivního výzkumu na tuto otázku stále neexistuje jednoduchá a jasná odpověď. Nyní je známo nejméně tucet různých receptorů, na které molekula ethanolu působí (různé pro různé cíle). Z toho zatím nebylo možné odvodit žádný jasný vzorec vzniku závislosti.
V tomto smyslu je alkohol, známý člověku po mnoho tisíc let, látkou ještě záhadnější než nikotin nebo opioidy, jejichž mechanismus účinku je vědcům jasný.
Ale tady je to, co o něm víme jistě:
- Můžete míchat vodku s energetickými nápoji? Jak to, že Leonid Parfenov pije tolik vína a vypadá normálně? Odpovídáme na otázky čtenářů Meduzy o alkoholu a zdraví
- Piju už dva týdny. Jsem alkoholik?
Alexandr Ershov
