Вы, конечно, спросите: а дальше, Веничка, а дальше — что ты пил? Да я и сам путем не знаю, что я пил. Помню — это я отчетливо помню — на улице Чехова я выпил два стакана охотничьей. Но ведь не мог я пересечь Садовое кольцо, ничего не выпив? Не мог. Значит, я еще чего-то пил.
Виктор Ерофеев. Москва-Петушки

Уже ни для кого не является секретом, что поведение человека, его привычки и базовые черты личности как целого в определённой степени находятся под контролем наследственности. Совершенно конкретные мутации во вполне определённых белкáх (например, участвующих в метаболизме дофамина в мозгу) могут закладывать предрасположенность индивидуума к тем или иным психологическим личностным качествам (см., например, «Слово о генетике поведения» [1]).

Одними из первых таких качеств, генетические аспекты которых активно исследуются учёными, являются вредные привычки, — в частности, пристрастие к алкоголю и табакокурению. Бессмысленно и безответственно заявлять, что, раз «такая уж наследственность», ничего не поделаешь, однако для борьбы с упомянутыми пороками совершенно необходимо знать, какие их стороны всё же заданы наследственностью, а что остается на совести самих «потерпевших» (то есть, зависит больше от психологических или социальных факторов). В частности, уже описаны генетические особенности, связанные с вероятностью развития алкоголизма у людей и определяющие величину эффекта спиртных напитков на мозг [2]. Изучены также физико-химические и биохимические факторы действия алкоголя (например, идентифицирован сайт связывания молекул спирта в одном из калиевых каналов мембран клеток мозга [3]).

В беспристрастных научных исследованиях всегда есть необходимость выделять «действующие начала» в чистом виде, но если речь идёт о человеческих вредных привычках, часто почти нереально отделить наследственную предрасположенность и биохимию от психологии. В связи с этим возникает необходимость в «животных моделях» для изучения интересующих эффектов без сложной социальной и психологической подоплёки (хотя и тут всегда стоит вопрос адекватности такой модели).

Учёные из лаборатории Ульрики Хэберлейн (Ulrike Heberlein) в Университете Калифорнии (США) предложили новую модель привыкания к алкоголю на примере плодовой мушки (Drosophila melanogaster), молекулярная биология и эмбриология которой изучены «вдоль и поперёк». (Лаборатория Хэберлейн специализируется на «дрозофилиных» моделях пристрастия к наркотикам.) В экспериментах изучали «индекс предпочтения» алкоголя у мух, помещённых в пробирку, в пробке которой вертикально располагались четыре капилляра с жидкой пищей, в двух из которых было «безалкогольное» питание, а двух других — содержащее этанол [4]. Количество съеденного определяли по снижению менисков в капиллярах, а «индекс предпочтения» рассчитывали по отношению разницы поглощённой пищи с этанолом и без него к общему количеству потреблённого корма (рис. 1а).

Мухи отдавали предпочтение алкогольному питанию, причём со временем (эксперимент проводили в отрезках по пять дней) предпочтение увеличивалось, и разные особи приходили «к общему знаменателю» по этому параметру (рис. 1б, в). Наблюдение за насекомыми показало, что со временем частота кормления из «алкогольного» капилляра увеличивалась (по сравнению с простой пищей), а время питания, наоборот, сокращалось. Кроме того, на 4–5 день мухи отдавали большее предпочтение «более крепкой еде» (в диапазоне 5–25% этанола индекс предпочтения линейно рос), чего не было в начале эксперимента (дни 1–3). Кстати, у приматов-алкоголиков последней особенности не наблюдается: если начинать подносить обезьянам более крепкие напитки, они уменьшают дозу выпитого.

Измерение концентрации спирта «в мухах» показали, что они «напиваются» до уровня, при котором алкоголь имеет явные фармакологические и поведенческие эффекты, в частности — гиперактивность и потеря координации движений. Причём это предпочтение вызвано отнюдь не повышенной «питательностью» спирта (а калорий в «алкогольной» пище в четыре раза больше, чем в «здоровой» альтернативе): поведение мух не зависит от концентрации сахарозы и дрожжевого экстракта в субстратах.

Исследователям удалось обнаружить, что насекомых привлекает к алкогольной еде запах спирта: лишённые антенн мухи или мухи с генетическими дефектами, «отбивающими» нюх, хуже отличали один вид питания от другого. Что интересно, вкус спирта приходится мухам не по нраву (как и большинству млекопитающих, ранее его не пробовавших), однако это не отвращает их от алкогольной трапезы. Удовольствие или отвращение от пищи у насекомых можно оценивать по так называемому хоботковому рефлексу (proboscis extension reflex), который используется даже для идентификации взрывчатки специально обученными пчёлами. Неприятные для насекомого стимулы уменьшают частоту этих рефлексов на фоне «вкусной» пищи, что и происходит в случае этанола. Интересно, что потребление спирта сопровождается у мух противоречащими друг другу сенсорными стимулами (привлекающий запах и отталкивающий вкус), ну а кто из них выходит победителем — и так понятно.

Исследователи пока не расшифровали во всех деталях на генетическом уровне механизм формирования вредной привычки, однако на одной из линий мутантных мух, используемых в изучении различных видов пристрастий и привыканий — krasavietz — обнаружилось сниженное предпочтение этанола. «Кросавчеги» отличаются мутацией в одном из факторов инициации трансляции (exba), однако пока не ясно, какова может быть роль этого гена. Установлено лишь, что дело тут не в дефекте нейрофизиологической памяти: другие мутанты, у которых такая память нарушена, «выпивают» с не меньшим рвением, чем мухи контрольной линии. По-видимому, фенотип krasavietz связан с отличиями в чувствительности или привыкании к спирту.

Таким образом, для мушек Drosophila описана довольно классическая картина алкоголизма: это стремление к потреблению высоких доз алкоголя, несмотря на отвращающие стимулы (неприятный вкус), и выход на прежние или более высокие уровни потребления спирта (положительный эффект памяти) после периода абстиненции — как только случается очередной алкогольный «рецидив».

«Прежде мы изучали более простые эффекты алкоголя, такие как интоксикация или развитие привыкания, — говорит Хэберлейн. — В этой работе мы показали наличие значительно более сложных типов поведения, связанных с алкоголем, таких как употребление вопреки неприятным сопутствующим факторам и возникновение алкогольных рецидивов» [5].

Литература

1. Слово о генетике поведения;
2. Спасибо, дорогой Минздрав, что предупредил!;
3. Действие алкоголя на мозг: найден сайт связывания молекул спиртов;
4. Anita V. Devineni, Ulrike Heberlein. (2009). Preferential Ethanol Consumption in Drosophila Models Features of Addiction. Current Biology. 19, 2126-2132;
5. Flies offered unlimited alcohol behave a lot like human alcoholics. (2009). ScienceDaily.