本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
请欢迎首位 Scicurious 客座撰稿人,妮可·巴甘茨!
星期日。
早上 6:00。闹钟刺眼地看着我,所以我把被子拉过头顶。外面太冷了。
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上午 10:03。我从没睡这么晚。就是… 无法… 起… 床。
下午 1:12。我一整天都没吃任何东西。光是想到食物就觉得恶心。
下午 3:22。电话响了。来电显示是妈妈。对不起,妈妈,我现在真的不想说话。
下午 4:02。我用尽全身力气才把自己拖到浴室。到达离床只有 2 英尺远的房间感觉像是一场胜利。我翻遍了药柜,把体温计塞进嘴里,然后瘫倒在浴室地板上。 103.2°F。是的,我病了。
嗜睡。疲劳。食欲和动力丧失。倦怠。 别烦我。 我们都知道生病是什么感觉。 临床医生将这组症状统称为“疾病行为”。 从进化角度来看,免疫系统会产生这些症状的想法是有道理的。 感染了病原虫的生物体应该从其社会群体中撤退,以保护他人免受感染的传播。 生物体基本上会关闭,以便将每一分能量都输送到免疫系统,以对抗入侵身体细胞的病原虫。 这种疾病状态将有助于生物体的恢复,并通过限制受感染方与其整个社会群体的互动来保护社区免受感染的传播。
不仅感染者会表现出所有疾病行为的症状,被诊断患有重度抑郁症 (MDD) 的人也会表现出这些症状。 疾病行为和 MDD 可能有关联吗? 大脑中发生了什么来产生疾病行为,这些行为与抑郁症有何关联? 小鼠是科学家研究免疫系统激活对大脑功能和行为影响的良好模型(以科学名义让人类受试者接触传染性病原体,然后再探测他们大脑的研究,几乎没有自愿者)。 当实验鼠的免疫系统被激活时,它们也会表现出疾病行为。 生病的啮齿动物睡得更多,吃得更少,并且对饮用糖水(通常是小鼠的美味佳肴)失去兴趣。 它们也停止社交互动——小鼠天生是群居动物,喜欢嗅闻、梳理毛发、舔舐和依偎在室友身边。
事实上,最近一项使用小鼠的研究阐明了免疫系统如何控制特定行为特征的一个方面。 Cohn 等人 (2012) 研究了共同生活的健康和患病小鼠的行为。 研究人员表明,当两只健康的雄性小鼠一起饲养时,会形成社会等级,其中一只小鼠扮演“阿尔法雄性”的角色。 其中一只小鼠会嘲弄和攻击另一只,以展示其统治地位,这是一种啮齿动物的男子气概的表现。
(来源)
研究人员识别出这对小鼠中的优势小鼠,并向其注射了脂多糖 (LPS),这是一种细菌膜的成分,可激活免疫反应并产生疾病行为。 然后,他们观察了这对小鼠的社交行为发生了什么变化。 经过 LPS 处理后,优势小鼠不再像以前那样容易与健康小鼠区分开来,这表明社会等级已被破坏。 换句话说,优势小鼠不仅似乎对宣示对室友的优越性不感兴趣,而且似乎根本不想与他有任何瓜葛。 之前占优势的小鼠发生了什么,导致他在生病时退出社交互动?
社交退缩既是啮齿动物疾病行为的症状,也是人类抑郁症的主要征兆。 由于抑郁症长期以来与血清素 (5-HT) 有关,血清素是一种神经递质或信号分子,在脑细胞之间传递信息,因此 5-HT 是第一个被怀疑的目标。 大脑中 5-HT 的水平受到血清素转运蛋白 (SERT) 的严格控制,血清素转运蛋白是一种存在于 5-HT 神经元膜中的蛋白质。
SERT 回收从神经元释放的 5-HT,基本上充当 5-HT 吸尘器。 因此,SERT 主要控制 5-HT 信号持续的时间。 像百忧解这样的药物,一种选择性血清素再摄取抑制剂 (SSRI),会阻断 SERT,因此 5-HT 信号持续时间更长,使其能够更多地与其他细胞“对话”。 由于 SSRI 已被证明可以缓解某些患者的抑郁症状,因此 5-HT 和 SERT 是大量抑郁症研究的明星。 最近的研究表明,免疫反应期间释放的化学物质也会影响 SERT 和 5-HT。 用 LPS 激活免疫系统会增加 SERT 活性,使其成为 5-HT 的超级吸尘器。 SERT 变得非常高效,在任何 5-HT 信号与其他细胞通信之前,迅速将其从突触中吸走。 因此,免疫激活对 SERT 的影响与百忧解的“相反”——我们甚至可以说它是“促抑郁”的,产生看起来像动物抑郁症的行为,并减少 5-HT 信号。 如果免疫系统激活产生的疾病行为与超强 SERT 有关,那么通过 SSRI 阻断 SERT 来“关闭” SERT 能否防止社交退缩? 在同一项关于雄性小鼠社会等级的研究中,Cohn 等人表明,当优势小鼠首先接受 SSRI 治疗时,LPS 破坏社会等级的能力丧失了。 换句话说,阻断 SERT 阻止了免疫系统使小鼠变得不合群。
5-HT 只是抑郁症发展中的众多参与者之一,免疫系统与其他脑化学物质之间的联系无疑更加复杂。 5-HT 只是冰山一角。 这些研究免疫系统与大脑 5-HT 系统之间关系的研究可能有助于数百万抑郁症患者,他们可能正在与潜在的免疫系统劫持的大脑作斗争。 抑郁症是美国生产力损失和误工的主要原因。 在抑郁症和疾病中,人们都会失去上班或做任何事情的动力(包括在妈妈打电话时接电话)。 在感染的情况下,疾病行为是阻止病原虫传播并帮助生物体康复的正常反应。 然而,在没有感染的情况下,抑郁症状可能由不适当的免疫系统激活引起。 最终,这些研究可以阐明抑郁症患者的大脑中发生了什么,并开始消除与精神疾病相关的污名。
Cohn DW, Kinoshita D, & Palermo-Neto J (2012)。 抗抑郁药可预防脂多糖给药在小鼠中引起的等级结构不稳定:抑郁症的神经生物学方法。《纽约科学院年鉴》,1262, 67-73 PMID: 22823437
妮可·巴甘茨是范德比尔特大学 Randy Blakely 实验室的神经科学家。 她在德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心获得博士学位,目前研究压力和免疫系统激活如何影响大脑血清素和情绪。 她还热爱瑜伽,并正在尝试找到一种方法,以便在进行实验的同时摆出一种新的笑脸小鼠姿势。
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