А самоконтроль завязан на гены, регулирующие обмен дофамина. И по количеству "проблемных" генетических вариантов можно неплохо предсказать, насколько хорошо будет учиться ребенок. В ходе масштабного национального исследования здоровья американских подростков AddHealth ученые смотрели, есть ли связь между успеваемостью и "вредными" аллелями генов дофаминовых рецепторов DRD2 и DRD4 и гена DAT1, кодирующего белок-транспортер, который затаскивает нейромедиатор из синаптической щели обратно в дофаминергические нейроны. Авторы изучали оценки школьников по математике, английскому языку, истории и естественным наукам. И выяснилось, что даже одна "неправильная" версия любого из трех генов заметно снижает средний балл. По сравнению с носителями "удачных" вариантов у девочек с тремя "плохими" генами средняя оценка была ниже на 14 %, а у мальчиков – на 11 % [73].
"Вредные" аллели генов дофаминовой системы радикально увеличивают шансы человека набрать лишний вес
Одна из причин пониженной плотности дофаминовых рецепторов – вездесущий вариант DRD2/ANKK1 A1. У людей с выраженным ожирением (индекс массы тела больше 3530) он встречается в среднем с частотой 45 % [74], причем чем позже у человека проявляется нездоровая тяга к еде, тем выше шанс, что в его генах обнаружится DRD2/ANKK1 A1. Ученые полагают, что носители этого аллеля набирают вес не из-за проблем с усвоением жиров или сахара, а именно из-за болезненной тяги к еде, которая превращается в зависимость. Проблемы с метаболизмом питательных веществ проявляются еще в детстве, и тот факт, что обладатели одной или двух копий DRD2/ANKK1 A1 начинают толстеть во взрослом возрасте, указывает, что причина именно в неисправной системе поощрения. Освободившись от родительского контроля, такие люди срываются и начинают есть все подряд, чтобы получить долгожданное чувство удовольствия. Что характерно, носители варианта A1 больше остальных людей любят углеводы и фастфуд – вероятно из-за того, что подобная еда быстрее дает организму глюкозу, которая "удовлетворяет" систему поощрения. В среднем среди носителей аллеля A1 любителей булочек и ход-догов примерно 64 %. Среди людей с другими версиями гена таких всего 21 % [74].
Вариант DRD2/ANKK1 A1 – не какая-то экзотика, в разных регионах мира он встречается с частотой от 15–20 % до 70 % и больше. Есть данные, что у пациентов с диабетом его частота повышена [75]. Это, скорее всего, связано с тем, что именно неумеренность в еде чаще всего приводит к диабету второго типа, поэтому у больных частота опасного аллеля выше. Среди азиатов "нехороший" вариант, в среднем, обнаруживается чаще, чем у белых и темнокожих. Например, в Малайзии его несет каждый второй, а у некоторых народностей Тайваня опасный вариант присутствует в 60 % случаев [76]. Ученые, исследовавшие генотипы китайцев, нашли аллель A1 у 70 % [77]. Это не означает, что все носители одного, а тем более двух аллелей DRD2/ANKK1 A1 рано или поздно наберут лишний вес: как минимум у части из них могут оказаться "удачные" варианты генов, управляющих метаболизмом жиров и углеводов, которые компенсируют умеренное или даже значительное переедание. Кроме того, не все обладателиDRD2/ANKK1 A1 "западают" именно на еду – как мы обсуждали в предыдущих главах, у курильщиков, алкоголиков и наркоманов его частота также заметно выше, чем в среднем по популяции.
К нездоровым пищевым привычкам оказался причастен и уже знакомый нам ген DRD4, кодирующий рецепторы к дофамину. Напомню, он содержит участок с повторяющимися кусочками ДНК, и в зависимости от числа этих повторов рецептор работает хуже или лучше. Самый неудачный вариант включает семь повторов, и его носители любят покурить, выпить в компании, заняться сексом на стороне – и поесть вредной еды. Исследование канадских малышей показало, что обладатели этой версии гена DRD4 уже в четыре года предпочитают более жирную пищу и за раз съедают больше мороженого, чем носители других вариантов. В целом такие дети едят меньше овощей, орехов и цельнозернового хлеба. В более старшем возрасте подобные пищевые привычки с высокой вероятностью приводят к проблемам с весом [78]. Когда носители этого варианта DRD4 видят еду, они хотят съесть ее гораздо сильнее, чем обладатели других версий гена [79].
Конечно, не все носители одной и даже двух копий злокозненных аллелей непременно закончат в клинике по коррекции нарушений питания или вытрезвителе. Любое из "сложных" расстройств силы воли – всегда компот из различных генетических и социальных факторов. Например, у склонного к неконтролируемому перееданию человека может быть "быстрый" метаболизм, который сжигает все запихиваемые внутрь горы продуктов. Или такой человек живет в нищей стране и при всем желании не может реализовать свою страсть. Или, наоборот, он очень богат и компенсирует восьмиразовое питание спортзалом и косметологическими операциями. Но при прочих равных "неправильные" аллели генов дофаминовой системы существенно повышают шансы тяжелых расстройств самоконтроля.
Курение
Знаменитый писатель как жертва вредной привычки
"Нет ничего проще, чем бросить курить. Я точно знаю – я делал это тысячи раз", – говаривал Сэмюэл Лэнгхорн Клеменс, он же Марк Твен. Писатель начал курить в восемь лет и не прекращал до самой смерти. В день Твен выкуривал больше 20 сигар: по воспоминаниям друзей, он зажигал первую еще до того, как встать с постели, и нередко засыпал с сигарой во рту. Писатель знал, что курение вредит здоровью, хотя в те времена у врачей еще не было такой исчерпывающей статистики по болезням, которые провоцируются сигаретами. Он обожал курить и не мог жить без никотина. Твен курил все, даже окурки. Вот как он описывает подобный эпизод в автобиографии: "Я не курил уже целых три месяца, и невозможно описать словами, насколько сильно я жаждал вдохнуть дым… Я курил и был совершенно счастлив… Не знаю, что за бренд это был. Наверно, это была не самая хорошая сигара, иначе бы тот, кто курил ее до меня не выбросил ее так быстро. Но для меня это была лучшая сигара, когда-либо сделанная в мире. Куривший ее до меня счел бы точно так же, если бы перед этим был три месяца лишен табака. Я смолил окурок, не ощущая никакого стыда – в те времена я был куда менее благородным, чем нынче. Но и сегодня я выкурил бы его точно так же" [80].
По данным ВОЗ на 2015 год, в мире насчитывается 1,1 млрд курильщиков, 6 млн из которых ежегодно расплачиваются за свою привычку жизнью. Несмотря на то что многие начинают курить под давлением социума – например, тот же Марк Твен вырос в городке Ганнибал, где производство сигар было одной из важнейших отраслей промышленности, а их курение – главным способом проводить досуг, исследования показывают, что риск заработать зависимость от никотина определяется генами минимум на 50 % [81].
Никотин приятен потому, что стимулирует дофаминовую систему
Непреодолимая тяга курильщиков к сигаретам обусловлена тем, что никотин возбуждает дофаминовую систему. Так случилось, что его молекулы очень похожи на нейромедиатор ацетилхолин, поэтому они замечательно обманывают ацетилхолиновые рецепторы в мозгу. Таких рецепторов особенно много в мезолимбическом тракте – дофаминергическом нервном пути, который, в частности, "обслуживает" систему поощрения (мы подробно говорили о нем в главе 3). Когда вы затягиваетесь сигаретой, никотин из дыма проникает в кровеносные сосуды в легких и оттуда поступает в мозг, где связывается с ацетилхолиновыми рецепторами и стимулирует выброс дофамина. Никотин присоединяется к рецепторам в мозгу у любого, кто вдохнул табачный дым, но вот мощность дофаминового ответа и его эффект определяются генами конкретного человека – в первую очередь теми, которые контролируют дофаминовую систему. В итоге кто-то, пару раз покурив за компанию в школьном туалете, бросает это дело, удивляясь, что такого находят в сигаретах другие, а у кого-то формируется зависимость.
Обладатели неправильных дофаминовых рецепторов все время пытаются получить порцию нейромедиатора – и сигареты им в этом помогают
Один из генов, виновных в повышенной тяге к никотину, – ген дофаминового рецептора DRD3. Кодируемые этим геном рецепторы типа D3 в большом количестве синтезируются в разных частях системы поощрения, и в первую очередь в прилежащем ядре. Никотин стимулирует ацетилхолиновые рецепторы, сидящие на нервных клетках в вентральной области покрышки – средоточии дофаминергических нейронов. Возбудившись от стимуляции ацетилхолиновых рецепторов, они выбрасывают нейромедиатор. Как вы помните, дофамин выделяется из кончиков длинных отростков под названием "аксоны", которые тянутся по всему мезолимбическому тракту. В итоге пара затяжек – и дофамин буквально заливает прилежащее ядро, главный "центральный процессор" системы поощрения. Здесь молекулы дофамина связываются с рецепторами типов D3и D1. Рецепторы D3, которые кодируются одним из "минорных" вариантов гена DRD3, сильнее удерживают нейромедиатор, то ли продлевая приятный эффект от затяжки, то ли стимулируя человека затянуться вновь (если вспомнить гипотезу, что дофамин сам по себе не дает чувства удовольствия)31. У белых обладателей таких рецепторов быстрее формируется зависимость, и им сложнее отказаться от сигарет. Для афроамериканцев с двумя "нехорошими" вариантами риск никотиновой зависимости не отличался от среднего по популяции [82]. Почему полиморфизмы DRD3 по-разному проявляют себя у белых и темнокожих, неясно. Одной из возможных причин может быть "генетический фон", который модулирует работу "неправильного" аллеля и отличается у представителей разных групп. Кроме того, разные условия для проявления "неудачного" варианта могут создавать культурные различия. Это не означает, что темнокожие курят меньше белых – во многих странах со смешанным населением ситуация ровно обратная [83]. Никотиновая зависимость – сложная черта, которая может сформироваться из-за разных биохимических сбоев. С другой стороны, риск начать и особенно риск продолжить курить сильно зависит от среды [81] – подробнее о том, как она может модулировать значимость генетического вклада, мы поговорим в главе 5.
Тот же эффект, что и "опасные" версии DRD3, дают два "плохих" варианта рецептора DRD1: их носители в среднем выкуривают на шесть сигарет больше, чем носители "безобидных" аллелей [84]. По до конца неясным причинам с проблемных версий считывается меньше молекул мРНК – рабочих "копий" нужных генов, которые ферменты, синтезирующие новые белки, используют в качестве источника информации. Соответственно в центре поощрения носителей таких версий оказывается меньше дофаминовых рецепторов. Стремясь получить хронически недостающие ощущения приятного, люди, которым не повезло с аллелями DRD1 и DRD3, добирают упущенное сигаретами.
Подсаженные на никотин крысы, которым вводили вещество-антагонист дофаминовых рецепторов, переставали нажимать на рычаг, чтобы получить дозу наркотика [85]. Молекулы антагониста очень похожи на молекулы, которые в норме возбуждают рецепторы, легко связываются с ними, но не активируют. После того как антагонист занял большую часть дофаминовых рецепторов, молекулам нейромедиатора, выброшенным после очередной затяжки, попросту некуда присоединиться. В будущем на основе таких антагонистов дофаминовых рецепторов можно будет создать лекарства, которые избавят людей от всевозможных зависимостей или, по крайней мере, сделают их менее тяжелыми.
Неправильным дофаминовым рецепторам могут помогать неканонические варианты других генов
Еще один ген, "неправильные" версии которого мешают человеку бросить курить, кодирует белок под названием нейротрофический фактор мозга, он же BDNF. Нейротрофические факторы необходимы для правильного развития нейронов, но помимо этого BDNF контролирует, насколько хорошо "подшефные" ему нервные клетки будут воспринимать дофамин. Минорная версия нейротрофического фактора "подкручивает" чувствительность нервных клеток к нейромедиатору, регулируя количество рецепторов типа D3 на их поверхности. Сигналом для выброса BDNF служит активация рецепторов D1 (как видите, в мозгу все взаимосвязано). Когда никотин регулярно поступает в мозг, рецепторы DRD3 и DRD1 в прилежащем ядре все время возбуждаются, в мезолимбическом тракте синтезируется больше BDNF – а значит, на поверхности нейронов "вылезает" больше рецепторов D3. Кроме того, много BDNF синтезируется в миндалине – главном отделе мозга, ответственном за эмоции. Никотин стимулирует миндалину, она впрыскивает BDNF в мезолимбический тракт, это активирует синтез рецепторов, они "просят" новую порцию дофамина, человек закуривает очередную сигарету – все повторяется. Несколько итераций, и зависимость сформирована [86]. А если у человека неканоническая версия BDNF, риск пристраститься к никотину и выкуривать больше сигарет, чем средний курильщик, заметно возрастает.
ebooksa