И паразит очень вредный

Группа ученых под руководством д‑ра Макконки из университета в Лидсе (Великобритания) выявила удивительный механизм, который дает крохотному паразиту возможность самым странным образом влиять на психику людей и животных, порой вызывая у них тяжелые психические заболевания, а куда чаще – меняя их поведение, привычки и даже иногда врожденные особенности.

Этот крохотный паразит называется «токсоплазма гонди» (или попросту «токса») и давно известен как причина особой болезни – токсоплазмоза. В энциклопедии об этой болезни говорится, что токсоплазмоз встречается у всех теплокровных животных, включая человека. Хотя токса передается людям в основном при общении с кошками, которые являются главными носителями паразита, но есть еще три частые причины заражения: свиное мясо, плохо вымытые после туалета руки и плохо вымытые овощи. По оценкам специалистов, около трети людей на Земле являются латентными носителями токсы, но токсоплазмозом заболевают, как правило, лишь люди с ослабленной («скомпрометированной», как говорят врачи) иммунной системой – прежде всего больные СПИДом, а также (довольно часто) беременные женщины. Паразит этот действует преимущественно на нервную систему, вызывая порой энцефалит и различные нейрологические нарушения. Но он способен вдобавок подавлять иммунную систему и влиять на работу печени, сердца и внутреннего уха, а также глаз (само изучение токсоплазмоза началось с исследований особого, легко опознаваемого врачами воспаления глаз – хориоретинита, часто вызываемого этим паразитом).

При всей своей кажущейся простоте одноклеточная токсоплазма является сегодня предметом интенсивного изучения. Интерес ученых к этому паразиту подогревается его уникальными странностями. К примеру, он (каким‑то непонятным науке способом) влияет на механизм репродукции. Зараженные женщины рожают больше мальчиков, чем девочек. Если обычно соотношение при рождении 104 мальчика на 100 девочек, то в группе женщин, латентных носителей токсы (что определяется по наличию в их крови антител к паразиту), это соотношение резко сдвинуто в сторону мальчиков: 160 на 100 у женщин, слабо зараженных токсой, и 280 на 100 (!) у зараженных сильно. Это обнаружили в 2007 году чешские ученые, обследовав около двух тысяч детей, родившихся у зараженных женщин в период между 1996 и 2004 годом. Проведенная теми же учеными специальная проверка на мышах, намеренно зараженных паразитом, подтвердила эти цифры. Чешские исследователи объясняют свои результаты тем, что паразит подавляет иммунную систему беременных женщин, а это уменьшает вероятность абортирования мужских эмбрионов. (Дело в том, что на 5–7‑й неделе беременности соотношение мужских и женских эмбрионов составляет 177 на 100, но затем значительная часть мужских эмбрионов отторгается иммунной системой, когда она распознает белок H‑Y, производимый мужской хромосомой этих эмбрионов, как чужеродный организму матери, поскольку у нее такой хромосомы нет.)

Однако странности токсы на этом не кончаются. По некоторым данным, заражение влияет также на поведение и личность человека. Во многих работах были найдены указания на то, что токса увеличивает подозрительность и осторожность, притупляет поиск новизны, понижает интерес и внимание, увеличивает антисоциальные тенденции у мужчин и, напротив, повышает общительность женщин. Занятный вариант такой половой избирательности паразита был отмечен в работе австралийского ученого Бултера, который обнаружил, что латентные носители‑мужчины более ревнивы, тогда как латентные носители‑женщины, напротив, становятся менее разборчивы в своих сексуальных связях.

Вообще говоря, разное действие паразитов на хозяев разного пола известно (малярийный плазмодиум, бактерия Вольбахия и др.). В данном случае исследователи считают, что все связано с открытым в 2008 году влиянием токсы на выработку тестостерона в организме (она несколько увеличивает концентрацию этого гормона у женщин и уменьшает у мужчин). Другую любопытную корреляцию обнаружили, изучая скорость реакции у людей, зараженных токсой, и людей, ею не зараженных. У первых она оказалась заметно ниже, и на этом основании утверждается, что латентные носители токсы, медленнее реагируя на опасность, чаще становятся жертвами дорожных аварий.

Но самая неприятная – и долгое время остававшаяся самой загадочной – особенность паразита состоит в том, что, судя по многим данным, он зачастую является причиной (или дополнительным фактором) весьма серьезных психиатрических нарушений вроде депрессии или так называемого «тревожного невроза». В ряде исследований отмечены также случаи, когда заражение токсой вызывало симптомы психического расстройства, сходные с некоторыми признаками шизофрении.

Каким же образом крохотный паразит может влиять на нервную систему человека, вызывая изменения личности и серьезные психические отклонения? Возникло предположение, что, проникая в мозг, он находит там союзника в виде какого‑нибудь нейротрансмиттера. Когда нервный сигнал приходит в какой‑нибудь нейрон и достигает его конца, оттуда выбрасываются молекулы того или иного нейротрансмиттера, которые проходят через промежуток между этим нейроном и соседним и, достигнув кончика этого соседнего нейрона, возбуждают его, то есть порождают в нем нервный сигнал.

Понятно, что сила передаваемого таким образом сигнала зависит от количества молекул нейротрансмиттера: когда их много, сигнал усиливается, когда мало – ослабляется. В здоровом мозге имеется система регуляции: лишние молекулы нейротрансмиттера втягиваются обратно в испустивший их нейрон (этот процесс называется «реаптейк»), а при их недостаче тот же нейрон испускает дополнительную порцию нейротрансмиттера. Однако в случае каких‑либо генетических изменений или некоторых заболеваний эта регуляция нарушается, и тогда концентрация того или иного нейротрансмиттера всегда остается слишком высокой или слишком низкой.

Так, например, при шизофрении в мозгу больных слишком много нейротрансмиттера допамина. Допамин и его сородичи производят множество самых разных воздействий на мозг, и, в частности, они передают в различные его участки сигналы опасности, что в итоге приводит организм в состояние возбуждения. Но допамин вдобавок выбрасывается в мозг еще и тогда, когда организм производит некое действие, которое желательно закрепить. В этом случае он играет роль химического «поощрения»: чем больше допамина, тем больше у животного или человека ощущение удовлетворения, удовольствия и даже наслаждения. (На этом, кстати, основано воздействие кокаина и некоторых других наркотиков: они подавляют процесс реаптейка этого нейротрансмиттера и тем самым создают в мозгу постоянный его избыток, то есть постоянное ощущение блаженства.)

Заметив, что при шизофрении в мозгу больных возникает избыточное количество допамина, а с другой стороны, как уже было сказано, проявления токсоплазмоза иногда напоминают симптомы шизофрении, некоторые ученые связали одно с другим и выдвинули предположение, что заражение токсой тоже может вести к избытку допамина. Первую проверку этой гипотезы произвел в 1985 году американский ученый Стиббс. Он целенаправленно заразил подопытных мышей, чтобы изучить, что происходит у них в мозгу. Надо сказать, что мыши очень любопытно реагируют на токсу – они совершенно теряют врожденный страх перед кошкой и напротив – активно лижут кошачью мочу и перестают бояться кошек. Это, кстати, помогает паразиту выживать. После того как он размножается в организме кошки, она его выбрасывает с калом и мочой; мыши, вылизывая эту мочу, заражаются токсой, а потом, когда они бесстрашно бросаются на здоровую кошку, та их пожирает, и паразит снова оказывается в тех условиях, которые нужны ему для следующего цикла размножения. Особенно активны в этом круговом процессе мышиные самцы, и некоторые ученые считают, что именно поэтому токса способствует увеличению числа самцов в помете.

Убедившись в наличии этих признаков заражения, Стиббс исследовал мозг своих подопытных и действительно обнаружил, что у носителей токсы разлажен весь комплекс катехоламиновых нейтротрансмиттеров, и в первую очередь – именно допамина. Эти исследования были продолжены Джоанной Вебстер из Окфорда, которая показала, что введение зараженным крысам галоперидола (вещества, которое подавляет допамин) ликвидирует изменения в психике, которые были вызваны токсой. Обратную связь обнаружил чешский ученый Флегр, который показал, что искусственное увеличение концентрации допамина (путем подавления его реаптейка) вызывает у здоровых мышей те же признаки, что заражение токсой.

И наконец, в 2009–2011 годах группа Гленна Макконки из университета в Лидсе, продолжая эту линию исследований, сумела разгадать главное – каким именно образом крохотный паразит ухитряется менять концентрацию допамина в мозгу и тем самым изменять поведение и психику своих жертв. С краткого упоминания об этом достижении мы начали наш рассказ – теперь некоторыми подробностями закончим. Первый успех пришел к группе Макконки в 2009 году, когда исследователи сумели расшифровать геном токсоплазмы гонди и выявить в нем два гена, тесно связанных с допамином. Оказалось, что один из этих генов позволял паразиту производить (и выделять в зараженный мозг) вещество фенилаланин гидроксилазу, которое способствует образованию тирозина, а второй – вещество тирозин гидроксилазу, которое превращает тирозин в предшественник допамина. Открытие этих двух генов позволяло думать, что именно они наделяют паразита способностью увеличивать количество допамина в мозгу жертвы.

В экспериментах 2011 года Макконки проверил и убедительно подтвердил это предположение. Детально исследовав мозг зараженных мышей, он обнаружил, что паразиты, входя в нейроны, окружают себя оболочкой, которая образует небольшую кисту. В каждом зараженном нейроне возникает множество таких кист, спрятавшись внутри которых паразит может беспрепятственно осуществлять «допаминовое отравление» мозга. Макконки нашел, что это отравление происходит в два этапа: сначала, под влиянием генов паразита, резко повышается производство допамина внутри зараженного нейрона, а затем этот дополнительный допамин энергично выходит в окружающие участки мозга. Избыток приходящего в эти участки допамина оказывает аномальное воздействие на их нейроны, причем конкретный характер такой аномалии (будет это изменение личности, или изменение поведения, или психическое заболевание), по всей видимости, зависит от того, какова функция того или иного участка.

Результаты Макконки имеют большую важность, потому что они, возможно, позволят составить «карту», показывающую, какие именно участки мозга, при их отравлении избыточным допамином, вызывают те или иные нарушения психики. А такое превращение вредного паразита в орудие исследования мозга может в конечном счете открыть путь к пониманию того, как именно те или иные участки мозга управляют психикой животных и людей.