В мозге был найден «сахарный переключатель», связанный с депрессией

Ученые обнаружили неожиданный механизм, способствующий развитию депрессии, который связан с сахарами в мозге. Выяснилось, что хронический стресс нарушает процесс соединения молекул сахара с белками нервных клеток, что может приводить к состояниям депрессии.Депрессия — это ментальное нарушение со сложной биохимической природойИсточник: Freepik

Специалисты южнокорейского Института фундаментальных наук изучили медиальную префронтальную кору — область мозга, отвечающую за регуляцию настроения. Они выяснили, что длительный стресс изменяет способ «украшения» белков молекулами сиаловой кислоты — особого вида сахара, влияющего на взаимодействие нейронов и продолжительность жизни белковых молекул. Если процесс присоединения сахаров к нейронам, называемый гликозилированием, нарушается, сигналы между клетками мозга искажаются, что может привести к изменениям поведения и появлению симптомов депрессии.

Гликозилирование долгое время не связывали с психическими расстройствами. Ученые в основном исследовали его влияние на развитие рака и нейродегенеративных заболеваний. Однако теперь стало ясно, что нарушение этого молекулярного «сахарного покрытия» может изменять нормальную коммуникацию между клетками мозга.

Ключевым элементом процесса является фермент St3gal1, который отвечает за завершающий этап добавления сахара к белкам. Именно этот небольшой, но критически важный шаг определяет, как долго функционируют белки и как они взаимодействуют в синапсах — точках контакта между нейронами.

С помощью высокоэффективной масс-спектрометрии исследователи составили карту гликозилирования в девяти областях мозга здоровых мышей. Каждая область имела свою уникальную «сахарную подпись». При сравнении с мышами в условиях хронического стресса была выявлена значительная разница именно в префронтальной коре: нервное напряжение вызвало заметное снижение заключительного этапа гликозилирования и, соответственно, уменьшение уровня St3gal1.

Эксперименты продемонстрировали прямую связь между ферментом и депрессией. Когда ученые «отключили» St3gal1 у здоровых мышей, у животных проявились симптомы депрессии: снижение мотивации и повышенная тревожность. В то же время увеличение уровня фермента у мышей в состоянии стресса помогало облегчить эти симптомы.

Интересно, что у самок мышей, подвергавшихся хроническому стрессу, наблюдались изменения в поведении, однако уровень St3gal1 оставался неизменным. Это может свидетельствовать о том, что у мужского и женского организма для преодоления стресса функционируют разные молекулярные пути, что открывает новое направление для исследований.