Alkohol verändert die Funktionsweise der Gene Ihres Gehirns. Wenn Sie sie wieder ändern, kann die Sucht bekämpft werden. : Wissenschaftsalarm

By | January 23, 2024

Viele Menschen sind darauf programmiert, Belohnungen zu suchen und darauf zu reagieren. Ihr Gehirn interpretiert Essen als lohnend, wenn Sie hungrig sind, und Wasser als lohnend, wenn Sie durstig sind.

Aber Suchtmittel wie Alkohol und Drogen können die natürlichen Belohnungswege des Gehirns überfordern, was zu unerträglichen Gelüsten und einer verminderten Impulskontrolle führt.

Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass Sucht eine Folge mangelnder Willenskraft sei. Aber eine Explosion an Wissen und Technologie auf dem Gebiet der Molekulargenetik hat unser grundlegendes Verständnis von Sucht im letzten Jahrzehnt drastisch verändert. Unter Wissenschaftlern und Angehörigen der Gesundheitsberufe besteht allgemeiner Konsens darüber, dass es eine starke neurobiologische und genetische Grundlage für Sucht gibt.

Als Verhaltensneurogenetiker, der ein Team leitet, das die molekularen Mechanismen der Sucht untersucht, kombiniere ich Neurowissenschaften mit Genetik, um zu verstehen, wie Alkohol und Drogen das Gehirn beeinflussen.

Im letzten Jahrzehnt habe ich Veränderungen in unserem Verständnis der molekularen Mechanismen der Sucht beobachtet, die größtenteils auf ein besseres Verständnis darüber zurückzuführen sind, wie Gene im Gehirn dynamisch reguliert werden. Neue Denkweisen über die Entstehung von Süchten haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir an die Behandlung herangehen, zu verändern.

Alkohol und Drogen beeinflussen die genetische Aktivität des Gehirns

Der genetische Code jeder Gehirnzelle ist in langen DNA-Strängen gespeichert. Damit all diese DNA in eine Zelle passt, muss sie dicht gepackt sein. Dies wird erreicht, indem DNA um Protein-„Spulen“, sogenannte Histone, gewickelt wird. Die Bereiche, in denen die DNA abgewickelt wird, enthalten aktive Gene, die für Proteine ​​kodieren, die wichtige Funktionen innerhalb der Zelle erfüllen.

Wenn sich die Genaktivität ändert, ändern sich auch die Proteine, die Ihre Zellen herstellen. Diese Veränderungen können von einer einzelnen neuronalen Verbindung in Ihrem Gehirn bis hin zu Ihrem Verhalten reichen.

Diese genetische Choreografie legt nahe, dass Ihre Gene zwar die Entwicklung Ihres Gehirns beeinflussen, dass aber die Gene, die ein- oder ausgeschaltet werden, wenn Sie neue Dinge lernen, dynamisch sind und sich an Ihre täglichen Bedürfnisse anpassen.

Aktuelle Daten aus Tiermodellen deuten darauf hin, dass Alkohol und Drogen einen direkten Einfluss auf Veränderungen der Genexpression in Bereichen des Gehirns haben, die zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Belohnungsreaktionen beitragen.

Diagramm, das den Kern eines Neurons vergrößert und DNA-Spulen zeigt, die um Proteinbündel gewickelt sind
Wie eng die DNA in jedem Neuron des Gehirns gewickelt oder an Histone und andere Proteine ​​gebunden ist, bestimmt, welche Gene exprimiert und welche Proteine ​​produziert werden. (Karla Kaun und Vinald Francis/CC BY-ND)

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Suchtstoffe die Genexpression verändern können. Sie können verändern, welche Proteine ​​sich an die DNA binden, um Gene ein- und auszuschalten, und welche DNA-Segmente abgewickelt werden. Sie können den Prozess des Lesens und Übersetzens von DNA in Proteine ​​sowie die Proteine ​​verändern, die bestimmen, wie Zellen Energie für ihre Funktion nutzen.

Alkohol kann beispielsweise dazu führen, dass eine alternative Form eines Gens in den Gedächtnisschaltkreisen von Fliegen und Menschen exprimiert wird, was zu Veränderungen der Dopaminrezeptoren und Transkriptionsfaktoren führt, die an der Belohnungssignalisierung und der neuronalen Funktion beteiligt sind. Ebenso kann Kokain dazu führen, dass eine alternative Form eines Gens in den Belohnungszentren von Ratten exprimiert wird, was dazu führt, dass sie mehr nach Kokain suchen.

Es ist nicht genau bekannt, wie diese Medikamente Veränderungen in der genetischen Regulation bewirken. Ein direkter Zusammenhang zwischen Alkoholkonsum und Veränderungen der Genexpression bei Mäusen gibt jedoch einen Hinweis.

Ein Nebenprodukt des Alkoholabbaus in der Leber, Acetat genannt, kann die Blut-Hirn-Schranke überwinden und Histon-DNA in den Gedächtnisschaltkreisen der Maus abwickeln.

Auch Alkohol, Nikotin, Kokain und Opioide aktivieren wichtige Signalwege, die zentrale Regulatoren des Stoffwechsels sind. Dies legt nahe, dass sie auch viele Aspekte der neuronalen Funktion beeinflussen können und folglich beeinflussen, welche Gene exprimiert werden.

Veränderung der genetischen Aktivität des Gehirns mit dem Lebensstil

Die Art und Weise, wie Suchtstoffe die Zellfunktion verändern, ist komplex. Die Version eines Gens, mit der Sie geboren wurden, kann auf verschiedene Weise verändert werden, bevor es zu einem funktionellen Protein wird, einschließlich der Einwirkung von Alkohol und Drogen.

Anstatt Forscher zu entmutigen, ist diese Komplexität ermutigend, denn sie liefert Beweise dafür, dass Veränderungen in der Genexpression im Gehirn nicht dauerhaft sind. Sie können auch durch Medikamente und Lebensstiländerungen verändert werden.

Viele Medikamente, die üblicherweise bei psychischen Störungen verschrieben werden, beeinflussen auch die Genexpression. Antidepressiva und Stimmungsstabilisatoren können die Art und Weise verändern, wie DNA verändert wird und welche Gene exprimiert werden. Beispielsweise beeinflusst ein häufig verschriebenes Medikament gegen Depressionen namens Escitalopram die Art und Weise, wie die DNA gewunden ist, und kann die Expression von Genen verändern, die für die Plastizität des Gehirns wichtig sind.

Darüber hinaus können mRNA-basierte Therapien gezielt verändern, welche Gene zur Behandlung von Krankheiten wie Krebs exprimiert werden. In Zukunft könnten wir ähnliche Therapien für Alkohol- und Substanzstörungen entdecken.

Diese Behandlungen könnten möglicherweise auf wichtige Signalwege im Zusammenhang mit Sucht abzielen und die Funktionsweise der Gehirnschaltkreise sowie die Auswirkungen von Alkohol und Drogen verändern.

Lebensstilentscheidungen können auch die Genexpression im Gehirn beeinflussen, obwohl Forscher noch nicht wissen, ob sie die durch Suchtstoffe hervorgerufenen Veränderungen verändern können.

Genau wie Alkohol und Drogen können Ernährungsumstellungen die Genexpression auf verschiedene Weise beeinflussen. Bei Fliegen kann eine zuckerreiche Ernährung die Fähigkeit, süß zu schmecken, neu programmieren, indem sie ein an der Entwicklung beteiligtes Genexpressionsnetzwerk nutzt.

Auch intensive Meditation, bereits nach einem Tag, kann über ähnliche Mechanismen die Genregulation im Gehirn beeinflussen. Die Teilnahme an einem einmonatigen Meditationsretreat reduziert die Expression von Genen, die Entzündungen beeinflussen, und erfahrene Meditierende können Entzündungsgene bereits nach einem Tag intensiver Meditation reduzieren.

Arbeiten an Tiermodellen haben auch gezeigt, dass sportliche Betätigung die genetische Expression verändert und sowohl Histone als auch molekulare Markierungen verändert, die direkt mit der DNA verbunden sind.

Dies erhöht die Aktivität von Genen, die für die Aktivität und Plastizität von Neuronen wichtig sind, was die Annahme stützt, dass Bewegung das Lernen und das Gedächtnis verbessert und das Demenzrisiko senken kann.

Ab dem trockenen Januar und darüber hinaus können viele Faktoren tiefgreifende Auswirkungen auf die Biologie Ihres Gehirns haben. Maßnahmen zur Reduzierung des Alkohol- und Drogenkonsums und eine gesunde Lebensweise können dazu beitragen, Ihre körperliche und geistige Gesundheit zu stabilisieren und dauerhaft zu verbessern.Die Unterhaltung

Karla Kaun, außerordentliche Professorin für Neurowissenschaften, Brown University

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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