Как кофеин влияет на развитие нервной системы?

Полностью развитый мозг должен регулярно организовывать бесчисленные соединения, образованные нейронами, из которых он состоит.

Хотя мы еще не знали, как осуществляется эта сортировка, исследователи идентифицировали белок, необходимый для этого процесса: рецептор А2А.

Было высказано предположение, что он также может быть вовлечен в генез когнитивных расстройств.

В процессе развития мозга есть интенсивный период, в течение которого нейроны образуют множество связей друг с другом: это так называемый период синаптогенеза.

Связи между нейронами называются синапсами.

В этот период они размножаются, после чего их количество необходимо уменьшить, чтобы мозг функционировал более эффективно.

Уже известно, что это явление зависит от нейронной активности — неиспользуемые синапсы со временем разрушаются, но этот процесс до сих пор не изучен.

Кристоф Бернар и Сабина Леви изучали синапсы, связанные с гамма-аминомасляной кислотой — ГАМК.

Эти связи, в которых молекула ГАМК служит нейротрансмиттером, особенно важны: они формируются одними из первых, и их активность необходима для построения остальной части нервной цепи.

Как сортируются синапсы?

Работа, проведенная двумя исследователями на лабораторных моделях, подчеркивает ключевую роль A2A, рецептора аденозина, в процессе сортировки.

Рецептор расположен в синапсе и позволяет поддерживать связь, когда он активируется аденозином, который затем действует как нейротрансмиттер.

С другой стороны, если рецептор не активируется более 20 минут, начинается процесс элиминации.

Экспериментальная блокада рецептора также приводит к разрушению синапса.

Следовательно, рецептор A2A будет действовать как ключевой элемент в расположении центральной нервной системы во время развития.

Мы можем сравнить развитие мозга со строящейся страной, в которой каждый город изначально связан со всеми другими прямыми дорогами.

A2A действует как детектор активности: пока дорога используется автомобилями, детектор посылает красный свет рабочим, ответственным за демонтаж дорог.

«Если в течение 20 минут не проезжает ни одна машина, им подается зеленый свет, и дорога освобождается», — объясняет Кристоф Бернар.

У людей период синаптогенеза, вероятно, приходится на конец внутриутробной жизни или очень рано после рождения — фаза, во время которой экспрессия A2A, как известно, особенно сильна.

Белок под влиянием кофеина

Нам нужно определить, удаляются ли таким же образом синапсы, которые работают с другими нейротрансмиттерами, такими как глутамат или ацетилхолин.

Мы также знаем, что А2А активируется аденозином, но механизм, стимулирующий или ингибирующий его выработку в зависимости от синаптической активности, еще предстоит определить, продолжает исследователь.

Была рассмотрена роль аденозина, поскольку ранее было обнаружено, что высокое потребление кофеина во время синаптогенеза мешает естественному функционированию белка А2А.

Это приводит к последующим когнитивным нарушениям.

Поэтому этот феномен следует изучить, так как у беременных снижена выработка фермента, расщепляющего кофеин.

Может ли внутриутробное воздействие большого количества кофеина вызвать когнитивные нарушения у плода?

Нам известна благотворная роль кофеина в когнитивных функциях взрослых, но это вызывает вопросы.

Исследование, финансируемое Национальным исследовательским агентством и Фондом Альцгеймера, направлено на объяснение этого эффекта, известного как «эффект Януса», который делает кофеин полезным или вредным в зависимости от возраста.

Это может быть связано с активацией различных молекулярных механизмов в зависимости от возраста, через который происходит взаимодействие между кофеином и А2А.

Это исследование, несомненно, позволит нам лучше понять механизмы, участвующие в разрушении или сохранении синапсов, — объясняет Кристоф Бернар.

Эта работа может также предоставить важные элементы для определения новых целей в лечении когнитивных нарушений или болезни Альцгеймера.

Источники:

https://www.futura-sciences.com/sante/actualites/cerveau-effectue-tri-synapses-lors-developpement-cerebral-96319/

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk2055

Перейти в источник