Паразит, який маніпулює нами Мозок; Психо
Токсоплазмоз сьогодні є майже тривіальним фактом. Але ви уявляли, що ця хвороба може змінити вашу особистість? У деяких тварин паразит Toxoplasma gondii навіть викликає суїцидальну поведінку.
Найпростіша Toxoplasma gondii (зеленого кольору) розмножилася в клітинах печінки і утворила кісту, яка дозволить їй вижити роками. А можливо, змінити свою поведінку.
Уявіть собі світ без страху. Яке полегшення мати можливість жити з розумом, вільним від усіх побоювань! Ми могли ходити по переповнених вулицях без найменшого тремтіння, переживати захоплюючі пригоди та бачити всі види фільмів жахів, не здригаючись. Але при детальному розгляді така перспектива видається досить тривожною, не кажучи вже смертоносною. Бо очевидно, що наші страхи значною мірою захищають нас. Не дивлячись ліворуч та праворуч перед переходом значно зменшить тривалість вашого життя. Повна відсутність страху перед висотою або швидкістю призводить до тих самих жахливих результатів.
Візьміть мишей: ось деякі, яких щохвилини життя захищає їх інстинктивний страх перед котами. Однак насправді їм загрожує саме невидимий ворог, який забирає їх здоровий страх: одноклітинний паразит Toxoplasma gondii. Цей найпростіший дивним чином змінює нервову систему гризунів: замість того, щоб втекти при вигляді кота, вони мають до нього небезпечний потяг.
Вплив Toxoplasma gondii не обмежується лише на гризунах. Він також заражає мозок мільярдів інших тварин на суші, у воді та в повітрі. Людина не є винятком. Вчені підрахували, що на поверхні Землі три мільярди людей є носіями цього найпростішого. У Франції він втручався в нервові ланцюги одного жителя з двох; в інших країнах рівень забруднення сягає 95%. Для більшості людей зараження паразитом не викликає помітних симптомів, але останні результати досліджень показали, що токсоплазма активно реконструює клітини мозку ссавців у молекулярному масштабі. Зараз деякі дослідники вважають, що цей мікроскопічний організм спричинює підступні зміни в роботі мозку, які заходять так далеко, що змінюють особистість.
Toxoplasma gondii була виявлена в 1908 році. Через століття дослідники мали досить точну картину того, як вона заражає людей. Все починається, як правило, з кота. З незрозумілих досі причин кішка є кінцевим господарем цього мікроба: лише в кишечнику одноклітинні можуть розмножуватися статевим шляхом. Найпростіші виганяються з фекаліями, але коти так добре доглядають шерсть, що від токсоплазми практично не залишається сліду. Набагато більше шансів потрапити на сміття або, в деяких країнах, питну воду, забруднену екскрементами, навіть у дуже малих кількостях .
У людини, миші чи інших тварин паразит безстатево розмножується шляхом поділу клітин і поширюється по всьому тілу. Під час цієї першої фази зараження у деяких людей з ослабленою імунною системою може спричинити захворювання, токсоплазмоз, спричиняючи помітне пошкодження тканин. Особливо ризикують вагітні жінки. Toxoplasma gondii поширюється в плоді від клітини до клітини під час свого розвитку, що призводить до викиднів або деформацій.
Знак паразита незмивний
У інших здорових людей інфекція проявляється короткочасно із симптомами застуди, лихоманки та тремору або навіть грипоподібного болю. Через кілька днів імунна система бере на себе обов'язок. Симптоми зникають, але інфекція ні. Це переходить у латентну фазу, під час якої токсоплазми утворюють цисти всередині клітин хазяїна. І якщо в цьому випадку імунна система ослаблена - наприклад, під час зараження вірусом СНІДу, трансплантації органів або хіміотерапії - з’являються перші ускладнення. Тому що паразит знову активізується і безконтрольно розмножується.
Коли ти заражений, ти залишаєшся таким. На все життя. Здається, що ні наш організм, ні наявні препарати не мають сили викорінити цей мікроорганізм. Ця інфекція здавна вважалася нешкідливою, оскільки багато людей несуть мікроб без видимих наслідків. Але вже деякий час вчені ставлять під сумнів такий спосіб бачення речей.
У 1980-х роках дослідники спостерігали дивну поведінку мишей, заражених токсоплазмою. Гризуни ставали дедалі гіперактивнішими і нехтували своїм туалетом. У 1994 році саме епідеміолог Джоанн Вебстер, яка тоді працювала в Оксфордському університеті, показала, що щури з кістою токсоплазми замість того, щоб тікати від котів, наближаються до них. Зазвичай вони жили недовго ...
Синдром котячого тяжіння
Вебстер припустив, що ця «фатальна котяча привабливість», як вона її назвала, був розумним способом потрапляння паразита в утробу кота, де він завершував ключовий етап у своєму репродуктивному циклі. Ця ідея поступово закріпилася, і сьогодні більшість досліджень встановлюють, що паразит справді змінює поведінку гризунів, маніпулюючи їхньою мозковою діяльністю та експресією їх генів.
Численні ретельно контрольовані експерименти показали, що, хоча неінфіковані гризуни уникають місць, змочених котячою сечею, тварини, які несуть паразита, здається, нітрохи не турбують. Ще більш химерним було те, що в 2011 році нейроендокринолог Роберт Сапольський зі Стенфордського університету, молекулярний біолог Аджай Вяс з Технологічного університету Наньян, Сінгапур, та їх колеги виявили, що, принаймні з точки зору нейрональної активності, заражені щури, здавалося, сексуально приваблювали запахом.
У мозку ссавців паралельно організовані нервові ланцюги, що лежать в основі оборонної поведінки, і ті, що пов'язані з розмноженням. Вони виходять із нюхової цибулини, яка піклується про виявлення запахів, і потрапляють у лімбічну систему, критичну область для певних реакцій, таких як страх та збудження. Їх близькість може частково пояснити, як паразит бере під контроль поведінку гризуна.
Виконуючи експеримент на 18 інфікованих та 18 неінфікованих самцях щурів, Сапольський та його колеги вивчали їх поведінку під впливом або запаху жіночої сечі, або запаху сечі від самки кота. Потім вони приносили в жертву тварин і розтинали їх мізки. І виявив наявність паразитарних кіст у лімбічній системі заражених щурів.
Потім дослідники ідентифікували частини мозку щурів, які активувалися запахами, фарбуючи клітини розчином, який мав властивість створювати білок, званий c-Fos, який виробляється нейронами, коли вони активні. Стенфордські дослідники виявили, що заражені гризуни виявляють сильнішу активацію своїх статевих репродуктивних нервових ланцюгів у відповідь на запах жіночої сечі, а також котячої. Крім того, команда виявила, що у інфікованих щурів, які зазнали впливу котячої сечі, активація репродуктивних нейронів подібна до тієї, що спостерігається у здорових щурів, що зазнали впливу сечі самки щурів. Іншими словами: до репродуктивної системи самця щура, зараженого Toxoplasma gondii, кішка пахне самкою. Замість того, щоб відчувати небезпеку, щури відчувають любов.
Заражений щур "любить" кота майже сексуально
Вчені ще не знають напевно, як паразит викликає цю фатальну привабливість, але підказка з’явилася в 2014 році в лабораторії Вяса. Він разом зі своїми колегами показав, що токсоплазма збільшує концентрацію нейромедіатора, який бере участь у соціальній та сексуальній поведінці, вазопресину. Як він це робить? Змінюючи метилювання ДНК нещасного щура. При нормальному метилюванні гени мовчать, блокуються молекулярною кришкою, яка перешкоджає їх перетворенню мозку у корисні білки - тут, нейромедіатор вазопресин. Однак токсоплазма розкриває цілу групу генів, що стимулюють створення цього нейромедіатора. Вайас та його команда виявили цей "фокус", здійснивши зворотний процес: коли вони давали зараженим щурам хімічну сполуку, яка блокує дію цих генів, щурів перестали приваблювати коти.
Зіткнувшись із накопиченням доказів, що виявляють вплив токсоплазми на мозок господаря, інші вчені намагалися зрозуміти наслідки дії паразита у значно менших масштабах: усередині клітин. З їхніх висновків випливає, що цей мікроб особливо підступний, і зміни, які він спричиняє, можуть бути постійними.
Для розмноження токсоплазма повинна потрапити в клітину. Паразитолог Джон Бутройд назвав цей процес "поцілунком-ін'єкцією". Паразит спочатку прикріплюється до клітини-хазяїна (поцілунок), потім вивільняє арсенал чужорідних білків всередині клітини (ін’єкція). Потім токсоплазма потрапляє в клітину, а введені білки допомагають їй "прикрасити свій новий будинок".
Перше, що робить паразит, - це створити захисну бульбашку, всередині якої він може спокійно ділитися, захищений від нападів на нього білками клітини-господаря (пізніше, на стадії спокою від інфекції, ці бульбашки потовщуються, перетворюючись на цисти). Потім паразит переміщує мітохондрії, енергетичну одиницю клітини, і наближає її до захисного міхура. Він також діє на ДНК клітини, блокуючи експресію певних генів і стимулюючи інші. Нарешті, він модифікує білки-господарі, щоб приспати імунну систему.
У сукупності ці модифікації щадять клітину-хазяїна, примушуючи її виробляти енергію для паразита, і не дозволяючи їй попереджати імунну систему про всі ці операції злому. Незважаючи на те, що ці відкриття були зроблені на гризунах, дослідження на культурах клітин людини свідчать про те, що ті самі зміни, ймовірно, діють і в організмі людини. У наших лабораторіях ми вивчаємо, як токсоплазма розмножується та взаємодіє з господарем, з метою розробки нових препаратів для лікування інфекції.
У зв’язку з цим повідомляється дивовижний факт: у 2012 році дослідження команди Бутройда показало, що токсоплазма не тільки впорскує свої білки в клітини, які колонізує, але і в інші, яких вона не заразить. Така поведінка є новим фактом у світі мікробів. Наслідком цього є те, що клітини, які не містять токсоплазми, тим не менше містять паразитичні білки, які можуть їх перепрограмувати. У мозку мишей клітини, які інфіковані, але не інвазовані, навіть більше, ніж ті, що містять паразита. Це повне розповсюдження білків означає, що токсоплазма здатна впливати на свого господаря на дуже глобальному рівні, що в кінцевому підсумку може пояснити його здатність маніпулювати всією діяльністю тварини.
У 2013 році біолог Майкл Айзен з Каліфорнійського університету в Берклі та його колеги виявили, що дивна привабливість гризунів до запахів котів може бути постійною, навіть за відсутності інших ознак інфекції. В одному зі своїх досліджень Айзен піддав мишей мутантному штаму паразита, який не утворює цист у клітинах. Через чотири місяці кісти в мозку заражених мишей вже не виявляли, але їх продовжували приваблювати котячі запахи, замість того, щоб відштовхуватися. Отже, навіть коли паразит виводиться з організму, поведінкові зміни можуть зберігатися. Інфекція залишає слід, як незмивна татуювання паразита.
Наша особистість, модифікована найпростішим ?
Той факт, що люди не стрибають у клітку левів у зоопарку, є вагомим аргументом на користь того, що токсоплазма не впливає на людину так само, як і на мишей. Однак зовсім недавній досвід Клеменса Пуаротте та її колег із CNRS та Університету Монпельє показує, що заражених шимпанзе приваблюють леопарди, наслідки яких є для них настільки ж катастрофічними, але так позитивні для паразита, який таким чином завершує свій репродуктивний цикл . Насправді паразиту мало що виграє, в еволюційному плані, від адаптації для управління людським мозком. Ми є глухим кутом, оскільки паразити, потрапивши в наше тіло, не повертаються до нутрощів диких котячих, оскільки наші біотопи були занадто довго відокремлені. Тим не менше, кісти, що перебувають у нашому мозку, могли б маніпулювати нами більш тонкими способами, як це показує кілька експериментів.
Велика кількість досліджень, в основному накопичених чеським паразитологом Ярославом Флегром у Празькому університеті, підтримує ідею про те, що токсоплазма може просто змінити поведінку людини. Використовуючи анкети оцінки особистості, проведені приблизно на 2500 людях протягом десятиліття, Флегр та його колеги виявили, що певні риси часто збігаються з наявністю токсоплазмової інфекції. Наприклад, інфіковані чоловіки більш замкнуті в собі, підозрілі та непокірні, ніж ті, хто не несе паразита, тоді як інфіковані жінки більш вихідні, впевнені в собі і «покірні», ніж жінки без найпростіших.
Крім того, за допомогою простого тесту, що вимірює час реакції, Флегр зміг помітити, що заражені люди реагують повільніше, ніж здорові суб'єкти. Ця затримка може бути пов'язана з іншою кореляцією, яку він виявив. У 2009 році в результаті аналізу 3890 призовників з чеської армії було встановлено, що чоловіки, які несли паразита і додатково мали негативну групу крові, що означало, що їм бракує білка, що називається RhD, в шість разів частіше брали участь у сутичках в машині, ніж заражені паразитом або з позитивною групою крові. Функція, яку тут виконує білок RhD, невідома, але ефективність спостережуваного ефекту свідчить про те, що RhD якимось чином захищає людей від наслідків токсоплазми, але як він це робить, залишається загадкою.
Зовсім недавно Флегр та його колеги показали, що деякі зміни на мишах також спостерігаються у людей, хоча по-різному у чоловіків та жінок. У 2011 році дослідники попросили 34 студентів, інфікованих токсоплазмою, і 134 неінфікованих понюхати зразки сечі від різних тварин і вказати, наскільки турбує їх запах. Дивно, але хоча інфіковані чоловіки вважали котячу сечу приємнішою, ніж неінфіковані чоловіки, навпаки для жінок.
Паразит, який вбиває ... на дорозі
Інший напрямок досліджень зосереджений на потенційному зв’язку між токсоплазмозом та шизофренією. У 2001 р. Психіатр Е. Фуллер Торрі з Інституту медичних досліджень Стенлі та нейровіролог Роберт Йолкен з Медичної школи Джонса Хопкінса виявили у пацієнтів більшу кількість асоційованих з токсоплазмою антитіл у перших випадках. предметів. Хоча це початкове дослідження було обмежене 38 людьми, подальші дослідження в наступні роки значною мірою підтвердили цей зв'язок.
Настільки захоплюючими, як ці дослідження, вони вимагають ряду запобіжних заходів. Розміри вибірки порівняно невеликі, і тому результати слід вважати попередніми. Вони остаточно не демонструють, що токсоплазма є причиною поведінкових змін, що спостерігаються у людей. У випадку шизофренії не можна наголосити в достатній мірі, що це захворювання є складним і включає безліч причин, що викликають. Паразит може бути одним, але також можливо, що шизофреніки поводяться таким чином, що збільшує їхні шанси заразитися. Досі не представлено жодних абсолютних доказів, які могли б з певністю викрити паразита в генезі психозів, включаючи шизофренію.
Зрештою, ці дивовижні висновки, ймовірно, відображають вплив безлічі факторів. Певні генетичні схильності, наприклад, навіть взаємодія між токсоплазмою та іншим збудником інфекції, може означати, що деякі люди є більш вразливими до "переконливої сили" паразита, тобто до способу, яким він відволікає увагу. Його перевага полягає в функціонування клітин, якими він інфікує. Тільки більш масштабні дослідження більших команд точно визначать, що цей паразит робить зі своїми жертвами.
Ви забруднені ?
Щоб з’ясувати, чи є ви носієм токсоплазми, достатньо аналізу крові. Тим часом кожен може обмежити ризик зловити його, дотримуючись належної гігієни як для себе, так і для свого кота, якщо це необхідно. Якщо у вашому районі повідомляється про бездомних котів, найкраще одягати рукавички та маску під час садівництва. Інші основні поради - добре мити фрукти та овочі, достатньо готувати м’ясо та регулярно мити руки.
Думка про те, що токсоплазма може перепрограмувати наш мозок і поведінку, викликає занепокоєння. Але, можливо, ці нові дані нагадують нам основну істину. Кожна людина насправді є екосистемою сама по собі. Для кожної людської клітини в нашому організмі існує десять бактерій, які впливають на нашу фізіологію, обмін речовин та здоров’я. Найпростіша Toxoplasma gondii - лише гість за цим великим столом, і вона заслуговує на ретельний розгляд. Зрештою, ми ніколи не будемо повністю розуміти одне одного, поки не дізнаємося більше про своїх мікробів.