В статье, опубликованной в журнале «Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования», исследователи сообщают, что, когда подвергшиеся воздействию алкоголя самцы мышей спаривались с самками, не употреблявшими алкоголь, у потомства наблюдались значительные нарушения в развитии мозга. В частности, неокортекс, наиболее сложная часть мозга млекопитающих, отвечающая за сложные когнитивные и поведенческие функции, имела дефекты формирования паттерна, когда аномальная экспрессия генов приводила к неправильному построению связей. Хотя ни эти мыши, ни их матери никогда не подвергались воздействию алкоголя, их мозг показал изменения, согласующиеся с мышиной моделью расстройств алкогольного спектра плода, или ФАСН.
«Люди знали об опасностях материнского употребления алкоголя во время беременности в течение многих лет; однако безопасность отцовского употребления алкоголя при попытке зачать ребенка практически не рассматривалась», – сказала Келли Хаффман, доцент психологии, которая руководила исследованием и чья лаборатория произвела Модель мыши FASD. "Наше исследование показывает, что воздействие алкоголя на отца до зачатия может иметь пагубные последствия для мозга и поведенческого развития ребенка."
Во второй статье, опубликованной в Neuropharmacology, команда Хаффмана сообщает, что когда самкам мышей давали холин, важное питательное вещество, вместе с алкоголем во время беременности, негативные последствия, связанные с пренатальным воздействием алкоголя, такие как меньшая масса тела, масса мозга и аномалии в анатомии неокортекса были уменьшены у потомства. Это говорит о том, что добавление холина может предотвратить неблагоприятные исходы, связанные с пренатальным воздействием алкоголя.
«Наша работа показывает, что пренатальный прием холина во время пренатального воздействия алкоголя улучшает аномалии мозга и поведенческое развитие у потомства», – сказал Хаффман. "Он избавляет от некоторых фенотипов, связанных с ФАСН."
Грехи отца
В первом исследовании самцы мышей употребляли алкоголь в течение примерно двух-трех недель перед спариванием с самками, не употреблявшими алкоголь. Команда Хаффмана обнаружила, что это преконцептуальное отцовское воздействие алкоголя изменило экспрессию неокортикальных генов и взаимосвязь у их потомства.
Потомство также продемонстрировало нетипичные черты характера, такие как повышенная тревожность или гиперактивность и снижение двигательной функции, что согласуется с некоторыми задокументированными моделями поведения детей, рожденных от отцов-алкоголиков.
«Отцы, которые постоянно употребляют умеренное или большое количество алкоголя до зачатия, могут негативно повлиять на развитие потомства из-за воздействия отцовской спермы», – сказал Хаффман. «В нашем предыдущем исследовании мы описали, как отцовская зародышевая линия может передавать наследственные изменения нескольким поколениям после одного пренатального воздействия алкоголя. Очевидно, что отцовская среда до зачатия имеет решающее значение для развития здорового потомства."
Кроме того, группа обнаружила, что отцовское воздействие алкоголя на потомство мужского пола, как правило, более неблагоприятно, чем на потомство женского пола, с точки зрения повышенной гиперактивности, нарушения координации и нарушения краткосрочных способностей к двигательному обучению.
Это первое исследование, в котором изучается влияние предконцептуального отцовского воздействия алкоголя на общее анатомическое развитие неокортекса, включая формирование генетического паттерна и развитие цепей, в сочетании с обширным поведенческим анализом у пострадавшего потомства. Команда Хаффмана планирует расширить исследование на мышах, чтобы выяснить, передаются ли последствия потребления алкоголя отцом на потомство последующим поколениям.
К исследованию Хаффман присоединилась аспирантка Кэтлин Э. Коннер и Райли Т. Нижний.
Питательные вещества спешат на помощь
В зависимости от возраста матери до 18% беременных женщин в США сообщают о потреблении алкоголя во время беременности. Гестационное или пренатальное воздействие алкоголя может вызвать проблемный дефицит у потомства.
У мышей пренатальное воздействие алкоголя в результате употребления алкоголя матерью приводит к грубым аномалиям развития, включая снижение массы тела, веса мозга и размера мозга. Кроме того, воздействие вызывает глубокие нарушения в формировании паттерна неокортекса младенца и, в результате, схемы или связи, необходимые для точного функционирования.
Во втором исследовании группа Хаффмана подвергала беременных мышей воздействию 25% алкоголя, обычной дозы для модели FASD, а также около 640 миллиграммов на литр добавки хлорида холина на протяжении всей беременности. Целью ее команды было проверить потенциальные спасительные эффекты добавок холина на аномалии кортикального и поведенческого развития, вызванные пренатальным воздействием алкоголя.
Холин, витаминоподобное важное питательное вещество, является донором метильной группы и имеет решающее значение для правильного развития мозга, поскольку генерирует метильную группу, которая прикрепляется к ДНК и влияет на экспрессию генов.
Учитывая трансгенерационные эффекты пренатального потребления алкоголя, обнаруженные лабораторией Хаффмана, команда Хаффмана полагала, что совместное введение холина с алкоголем может смягчить пагубные последствия воздействия.
«Наши результаты показывают, что предоставление доноров метильных групп, таких как холин, женщинам-алкоголикам во время беременности может быть эффективным в уменьшении степени ущерба, который может вызвать пренатальное воздействие алкоголя», – сказал Боттом, первый автор исследовательской работы. "Это могло бы уменьшить передачу ФАСН от нескольких поколений к нашей модели пренатального воздействия алкоголя"."
Хаффман и Боттом присоединились к исследованию Чарльза В. Эбботт III, бывший аспирант лаборатории Хаффмана. Эта работа является основным компонентом диссертационного исследования Боттома.
Исследование было поддержано грантом Хаффмана из Национального института злоупотребления алкоголем и алкоголизма; и стипендия для аспирантов Национального научного фонда до дна.