Международная группа ученых обнаружила, что нарушения памяти при приеме марихуаны обусловлены действием каннабиноидов на рецепторы митохондрий в нейронах головного мозга.
Основные эффекты марихуаны связаны с действием ее активных веществ — каннабиноидов — на каннабиноидные рецепторы 1 типа (CB1), расположенные преимущественно в нервной системе на мембранах нейронов и их митохондрий (mtCB1). Одним из таких эффектов являются нарушения памяти. Механизм его возникновения до сих пор оставался неизвестным.
Сотрудники Нейроцентра Мажонди в Бордо с коллегами из других научных центров Франции, Канады, Испании и Италии изучили действие природных и синтетических каннабиноидов на митохондрии нейронов, выделенных из гиппокампа (структуры мозга, играющей ключевую роль в формировании памяти) мышей.
Они выяснили, что стимуляция mtCB1-рецепторов, сопряженных с Gαi-белком, подавляет активность растворимой аденилатциклазы и, как следствие, синтез вторичного мессенджера цАМФ (циклического аденозинмонофосфата). Это, в свою очередь, ингибирует фосфорилирование протеинкиназой А нескольких субъединиц митохондриальной системы транспорта электронов, что приводит к снижению интенсивности клеточного дыхания, энергообмена в целом и синаптической активности нейронов.
Манипуляции с любым компонентом этой сигнальной системы предотвращали снижение клеточного дыхания в культуре клеток и в гиппокампе живых мышей, а также нарушения памяти у животных.
Чтобы подтвердить роль mtCB1-рецепторов в действии каннабиноидов на память, ученые выключили гены этих рецепторов у мышей. Выяснилось, что у таких животных введение каннабиноидов не вызывает снижения мобильности митохондрий, синаптической активности и формирования памяти. Введение этого гена с помощью вирусного вектора восстанавливало все описанные эффекты каннабиноидов.
Таким образом, mtCB1-рецепторы регулируют процессы запоминания путем модуляции производства энергии в митохондриях нейронов гиппокампа. Также полученные данные свидетельствуют о том, что энергетические процессы в клетках являются первичными регуляторами когнитивных функций. Исследователи рассчитывают, что результаты их работы смогут помочь в разработке терапевтических каннабиноидов направленного действия без связанных с памятью побочных эффектов.
Ранее исследователи показали, что введение дельта-9-тетрагидроканнабинола (основного психоактивного компонента марихуаны) увеличивает уровень мозгового шума — случайных электрических флуктуаций в центральной нервной системе.
CB1-рецепторы на мембранах нейронов являются одними из самых распространенных рецепторов в центральной нервной системе. Они расположены пресинаптически, то есть на нейронах, передающих сигнал. В ответ на чрезмерную сигнальную активность постсинаптический нейрон, принимающий сигнал, выделяет эндогенные каннабиноиды (анандамид или 2-арахидоноилглицерин). Действуя на CB1-рецепторы, эти вещества подавляют выработку нейромедиаторов пресинаптическим нейроном, регулируя таким образом сигнальную активность в нервных сетях.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Автор: Олег Лищук