Публикация авторского материала: «Влияние фермента СОМТ на поведение человека» на педагогическом портале для педагогов и учащихся

Студентка 1-го курса

Медицинской академии имени С.И.Георгиевского

ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И.Вернандского»

Ганичкина Дарья Андреевна

Влияние фермента СОМТ на поведение человека

Вы когда-нибудь задумывались, что регулирует ваше поведение или реакцию в стрессовых ситуациях?

Оказывается, что наше поведение, умение радоваться, реакция на стресс – все это зависит от одного гена, расположенного на хромосомном участке 22q11.1-q11.2. Фермент COMT был выделен из ткани печени доктором Julius Axelrond и его коллегами в 1957 г. Этот ген кодирует Катехол-О-метилтрансферазу или сокращенно – СОМТ, который кодирует белок – цитозольный фермент, катализирующий присоединение метильной группы к различным катехоламинам таким как адреналин, норадреналин, дофамин, таким образом участвуя в регуляции вашего настроения, ответной реакции на стресс, а так же ваше познание, функцию сердечно-сосудистой системы и формирование болевого ощущения. Все высшие формы поведения человека связаны с жизнедеятельностью нервных клеток, синтезирующих катехоламины. Нейроны используют катехоламины в качестве нейромедиаторов (посредников), осуществляющих передачу нервного импульса. При физической нагрузке, сильном стрессе и других воздействиях на организм катехоламины выделяются в кровь. Это приспособительная реакция, в результате которой организм отвечает на воздействие извне. Например, если человек испытывает сильный страх, начинает интенсивно синтезироваться адреналин, который помогает организму повысить выносливость и мобилизовать силы. Синтезируется в мозге, печени, лёгких и других тканях. В дополнение к своей функции в метаболизме катехоламинов, COMT играет важную роль в разрушении лекарственных средств, используемых для лечения гипертензии, астмы и болезни Паркинсона.

Как вы уже могли догадаться, COMT исследуется для выявления наследственной предрасположенности к поведенческим расстройствам таким как шизофрения, шизоаффективное расстройство, биполярный синдром, обсессивно-компульсивное расстройство. Так же этот ген связан с развитием психических нарушений у пациентов с велокардиофациальным синдромом (- наследственное заболевание, характеризующееся расщелиной неба, пороками сердца, характерной внешностью, незначительными трудностями с учебой, речью и потреблением пищи).

Полиморфизм

Активность COMT находится под влиянием ряда факторов, включая генетический полиморфизм фермента. Полиморфизм в генетике — это длительное существование в популяции нескольких генетически различных форм особей, при котором распространенность самой редкой формы превосходит уровень спонтанного возникновения повторных мутаций.

Полиморфизмы гена СОМТ могут нарушать работу дофаминергической системы мозга, особенно в префронтальной коре, что приводит к когнитивной дисфункции и рассматривается как одна из причин развития шизофрении, биполярного расстройства, обсессивно-компульсивного расстройства, а также повышается риск развития алкоголизма, болезней зависимости, рака молочной железы и эндометрии у женщин.

Участок ДНК в составе гена СОМТ, в котором происходит замена гуанина (G) на аденин (А) в позиции 472, называется генетическим маркером G472A. Если в данной позиции находится гуанин (G), такой вариант гена обозначается как G-аллель, а если аденин (А) – A-аллель. В результате данной замены в позиции 158 аминокислотной последовательности белка аминокислота валин замещается на метионин (Val158Met), в результате чего снижается ферментативная активность. Таким образом, у носителей аллели A активность фермента в 4 раза ниже, чем у носителей G-аллели.

Вариации генотипа

Вариации генотипа могут быть следующими:

G/G - нормальная ферментативная активность СОМТ.

G/A - сниженная ферментативная активность СОМТ.

A/A - значительно сниженная ферментативная активность СОМТ, в 3-4 раза, по сравнению с G/G генотипом.

Таким образом, если у вас генотип А/А, то у вас будет самый высокий уровень дофамина, а у G/G - самый низкий уровень дофамина, G/A где-то посередине. Слишком много или слишком мало дофамина может снизить когнитивные способности.

Характеристики генотипов

Аллель GG дает человеку характер воина: высокую стрессоустойчивость (адреналин и норадреналин быстро расщепляются и стресс уходит), хорошую память, стабильность поведения, стойкость, а еще – склонность к депрессиям. Но при этом именно о таких людях говорят «за ним, как за каменной стеной». Они не впадают в панику, всегда собраны и не теряют головы в экстремальных обстоятельствах. Они спасут утопающего и выведут людей из зоны бедствия. Окружающие не подозревают, что GG-люди получают очень мало удовольствия от жизни (дофамин разрушается так же быстро, как адреналин) и по этой причине могут впасть в депрессию.

Аллель АА дает сниженную активность гена. Люди с таким вариантом гена – «психи» в хорошем смысле этого слова. Их радуют любые мелочи. Они вспыхивают как спичка, плачут и смеются, увлекаются и впадают в панику по любому поводу и очень чувствительны к боли. У АА-людей после ссоры еще два часа трясутся руки. Они творческие и изобретательные, но теряются в стрессовой ситуации.

Аллель АG – гетерозиготная золотая середина. Большинство людей – носители этого варианта гена СОМТ, они вполне способны противостоять стрессу и получать достаточное удовольствие от жизни.

Плюсы и минусы гомозиготных генотипов

Носители генотипа GG

Плюсы:

Лучше справляются со стрессом и болью.

Лучше в изучении языков.

Более высокая эмоциональная устойчивость / способность хорошо справляться с негативными событиями.

Повышенная беглость речи у женщин.

Может легче впасть в гипноз.

Минусы:

Меньше удовольствия от жизни.

Пониженный IQ

Хуже исполнительная функция / обработка информации, но лучше при стрессе.

Ухудшение мелкой

моторики (

AA против GG).

Носители генотипа АА

Плюсы:

Получает больше удовольствия от жизни - у носителей генотипа А/А было вдвое больше положительных эмоций к приятному событию, чем у G/G. Люди из G/G субъективно смотрели на очень приятное событие на том же уровне, что А/А рассматривало бы менее приятное событие. A/G имели эффект среднего уровня, однако он был «довольно большим».

Более творческие личности. Дофамин в префронтальной коре способствует когнитивной стабильности, будучи более устойчивым к отвлекающим факторам.

Более высокий IQ

.

Лучше рабочая память.

Обладают лучшим пониманием прочитанного.

Имеют улучшенные когнитивные функции, когда нет стресса. Лучше внимание и обработка информации (исполнительная функция).

Обладают улучшенной мелкой моторикой рук.

Больше фокусируются, когда понимают, что допустили ошибку.

Имеют меньший риск алкоголизма.

Минусы:

Хуже справляться со стрессом или болью.

Более тревожные: исследования коррелировали аллель А/А с паническим расстройством,

фобической

тревогой.

Пониженная эмоциональная устойчивость/больше негативных эмоций/меньше возможностей хорошо справляться с негативными событиями.

Более высокий риск СДВГ и тяжести СДВГ.

Повышенный риск кокаиновой зависимости.

Исследования гена COMT

Некоторые генетические исследования СОМТ показали гендер -специфические эффекты. 472А аллель показывает у мужчин связь с обсессивно-компульсивным расстройством, но не у женщин, так как повышение уровня тревожности здесь отмечается у особей женского пола (эксперименты на животных), у гетерозиготных особей мужского пола в этом случае появляется агрессивное поведение. [5]

Российские ученые проанализировали последовательность гена СОМТ у 114 молодых москвичек семнадцати-двадцати лет. Все девушки добровольно предоставили свою ДНК для исследований и прошли психологическое тестирование, позволяющее выявить предрасположенность к агрессивности: физической, косвенной и словесной, а также уровень раздражительности, негативизма, обиды, подозрительности и чувства вины. Распределение валиновых и метиониновых вариантов среди московских девушек оказалось примерно таким же, как в Европе. Каждый ген в наших клетках существует в двух экземплярах: от отца и матери. Так вот, согласно результатам психологического тестирования, девушки с двумя валинами более склонны с физической агрессии, чем их подруги с валином и метионином, а девушки с двумя метионинами - самые мирные.

У носителей валинового варианта фермент более активно расщепляет дофамин, поэтому нейромедиатора меньше. Эти люди менее тревожны и чувствительны к боли, чем носители метионинового варианта, что, безусловно, может способствовать повышению физической агрессивности. Женщины с метиониновой, малоактивной формой фермента обладают повышенной возбудимостью, более чувствительны, склонны избегать конфликтов. Они страшатся опасности и неизвестности, тревожны и застенчивы. Совокупность этих качеств можно рассматривать как противоположность агрессивному поведению с применением физической силы. [6]

Интересно

Метиониновая мутация отсутствует у больших обезьян. Очевидно, эта мутация впервые возникла у человека и, судя по большой доле мутантов, оказалась полезной. Помимо низкой агрессивности, носители метионинового варианта обладают лучшей памятью и лучше обучаются. Эволюция человека шла преимущественно в направлении развития мыслительных способностей и усложнения организации головного мозга, а не развития физической силы и агрессивности - самой примитивной формы агрессии. Поэтому закрепление мутации, которая способствует совершенствованию познавательной функции и снижению физической агрессивности, как эволюционно устаревшей формы защиты, вполне оправдано. [6]

Заключение

Для данного гена не существует понятия «норма» и «патология», т. к. исследуется его полиморфизм. Существуют лишь различия между вариантами полиморфизма, в соответствии с которыми и определяется ваше поведение и ответ вашего организма на стресс, а так же определяются риски развития алкоголизма, наркомании, аффективных расстройств, шизофрении и умственной отсталости.

Список литературы

https://kdlmed.ru/doctors/analyzes/katehol-o-metiltransferaza-comt-vyiyavlen/

https://dnkom.ru/analizy-i-tseny/molekulyarno-geneticheskie-issledovaniya-bez-zaklyucheniya-genetika/katekhol-o-metiltransferaza-comt-val158met/

http://www.rugenome.ru/articles/gen_somt_stressoustoychivost_i_cherty_lichnosti/

http://tradomoskva.ru/o-produktsii/video-o-produktsii/460-gen-stressa-chast-1

https://minutkoclinic.com/blog-doktora-minutko/gen-somt-katehol-o-metil-transferaza

http://www.all-tests.ru/vyjavlen-genotip-s-povyshennoj-fizicheskoj.htm

https://rz.com.ua/ru/content/genetiki-obyasnili-kak-odin-gen-kardinalno-menyaet-harakter-cheloveka