酒精會改變大腦基因的工作方式。把它們改回來可能會對抗成癮。

許多人被連接到尋求和回應(yīng)獎勵.當你餓了時,你的大腦會把食物解釋為獎勵,當你口渴時,你的大腦會把水解釋為有回報。

但酒精和濫用藥物等成癮物質(zhì)可以壓倒自然獎勵途徑在你的大腦中,導(dǎo)致無法忍受的渴望和沖動控制能力下降。

一個普遍的誤解是成癮是意志力低下的結(jié)果。但是在以下領(lǐng)域,知識和技術(shù)的爆炸式增長分子遺傳學(xué)在過去的十年中,徹底改變了我們對成癮的基本理解??茖W(xué)家和醫(yī)療保健專業(yè)人員的普遍共識是,有一個強大的神經(jīng)生物學(xué)和遺傳學(xué)基礎(chǔ)成癮。

作為行為神經(jīng)遺傳學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)團隊在研究成癮的分子機制時,我將神經(jīng)科學(xué)與遺傳學(xué)相結(jié)合,以了解酒精和藥物如何影響大腦。

在過去的十年中,我看到我們對成癮分子機制的理解發(fā)生了變化,這主要是由于對基因如何在大腦中動態(tài)調(diào)節(jié)的理解有了更好的理解。思考成癮如何形成的新方法有可能改變我們的治療方式。

酒精和藥物影響大腦基因活動

每個腦細胞的遺傳密碼都存儲在長鏈 DNA 中。為了使所有DNA都適合細胞,它需要緊密包裝。這是通過將DNA纏繞在蛋白質(zhì)的“線軸”上來實現(xiàn)的稱為組蛋白.DNA展開的區(qū)域包含編碼在細胞內(nèi)發(fā)揮重要功能的蛋白質(zhì)的活性基因。

當基因活性發(fā)生變化時,細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)也會發(fā)生變化。這種變化的范圍可以從大腦中的單個神經(jīng)元連接到您的行為方式。

這種遺傳編排表明,雖然你的基因會影響你的大腦發(fā)育,哪些基因被打開或關(guān)閉當您學(xué)習(xí)新事物時,它是動態(tài)的,并會適應(yīng)您的日常需求。

來自動物模型的最新數(shù)據(jù)表明,酒精和濫用藥物直接影響基因表達的變化在大腦中有助于驅(qū)動記憶和獎勵反應(yīng)的區(qū)域。

在大腦的每個神經(jīng)元中,DNA纏繞或與組蛋白和其他蛋白質(zhì)結(jié)合的緊密程度決定了哪些基因被表達以及哪些蛋白質(zhì)被產(chǎn)生。(卡拉·考恩和維納德·弗朗西斯/CC BY-ND的)

多種方式成癮物質(zhì)可以改變基因表達。它們可以改變哪些蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合以打開和關(guān)閉基因,以及哪些DNA片段被解開。它們可以改變DNA被讀取和翻譯成蛋白質(zhì)的過程,以及改變決定細胞如何使用能量發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)。

例如,酒精可以導(dǎo)致基因的另一種形式在記憶回路中表達在蒼蠅中和人,導(dǎo)致參與獎勵信號傳導(dǎo)和神經(jīng)元功能的多巴胺受體和轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生變化。同樣,可卡因可以導(dǎo)致基因的替代形式在獎勵中心小鼠數(shù)量,導(dǎo)致他們尋找更多的可卡因。

這些藥物究竟是如何引起基因調(diào)控變化的,目前尚不清楚。然而,飲酒與小鼠基因表達變化之間的直接聯(lián)系提供了線索。

酒精在肝臟中被分解的副產(chǎn)物稱為乙酸鹽,可以穿過血腦屏障和從組蛋白中解開DNA在鼠標記憶電路中。

酒精、尼古丁、可卡因和阿片類藥物也都會激活重要的信號通路,這些通路是新陳代謝的中樞調(diào)節(jié)劑.這表明它們還可以影響神經(jīng)元功能的許多方面,從而影響表達哪些基因。

隨著生活方式改變大腦基因活動

成癮物質(zhì)如何改變細胞功能是復(fù)雜的。在它成為功能性蛋白質(zhì)之前,你出生的基因版本可以通過多種方式進行修改,包括接觸酒精和藥物。

這種復(fù)雜性并沒有讓研究人員氣餒,反而賦予了他們力量,因為它提供了證據(jù),證明大腦中基因表達的變化不是永久性的。它們也可以通過藥物和生活方式的選擇來改變。

許多治療精神疾病的常用處方藥也會影響基因表達。抗抑郁藥和情緒穩(wěn)定劑可以改變DNA的修飾方式和表達的基因。例如,一種常用的處方藥抑郁癥稱為艾司西酞普蘭會影響DNA纏繞的緊密程度,并可以改變對大腦可塑性很重要的基因的表達。

此外基于mRNA的療法可以特異性地改變哪些基因被表達以治療疾病,如癌癥.將來,我們可能會發(fā)現(xiàn)類似的酒精和物質(zhì)使用障礙療法。

這些治療可能針對重要的與成癮相關(guān)的信號通路,改變大腦回路的功能以及酒精和藥物如何影響它們。

生活方式的選擇也會影響大腦中的基因表達,盡管研究人員還不知道它們是否可以改變成癮物質(zhì)引起的變化。

就像酒精和毒品一樣,飲食改變可以通過多種方式影響基因表達。在蒼蠅中,高糖飲食可以重新編程品嘗甜味的能力通過利用參與開發(fā)的基因表達網(wǎng)絡(luò)。

密集冥想,即使僅在有一天,也可以通過類似的機制影響大腦中的基因調(diào)控。參加為期一個月的禪修靜修減少影響炎癥的基因的表達,有經(jīng)驗的冥想者可以在一天的密集調(diào)解.

動物模型的研究還表明,運動通過改變兩者來改變基因表達組蛋白分子標簽直接附著在DNA上。

這增加了對神經(jīng)元的活性和可塑性很重要的基因的活性,支持了以下觀點:運動可以改善學(xué)習(xí)和記憶力并且可以降低癡呆的風(fēng)險。

干燥的一月除此之外,許多因素會對您的大腦生物學(xué)產(chǎn)生深遠的影響。采取措施減少飲酒和吸毒,養(yǎng)成健康的生活方式,有助于穩(wěn)定身心健康,并帶來持久的益處。

卡拉·考恩,神經(jīng)科學(xué)副教授,布朗大學(xué)

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