Повесть о двух гормонах
May. 10th, 2015 03:54 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
idelsonВ 1909 г. сэр Генри Дейл обнаружил, что экстракт из гипофиза человека вызывает сокращения матки у кошек. Он назвал активное вещество окситоцином (от греческого ὀξύς (быстрый) + τόκος (роды) и предложил использовать экстракт для стимуляции родовых схваток, что вскоре и стали делать.
Еще через несколько лет обнаружили, что у окситоцина есть и еще одно действие: он стимулирует лактацию.
Еще раньше открыли, что экстракт гипофиза повышает кровяное давление у собак. И только гораздо позже научились разделять эти две активности, а к 1950-м гг узнали структуру этих двух гормонов и синтезировали их.
Вазопрессин и окситоцин оказались очень похожи: они отличаются только двумя из 9 аминокислот. Но, несмотря на сходство, рецепторы к каждому из них специфичны. Гены обоих гормонов находятся рядом на одной и той же хромосоме и, судя по всему, являются продуктом удвоения одного и того же гена. У беспозвоночных только один аналог вазопрессина/окситоцина, но у всех позвоночных это два разных гормона с разными функциями (см. картинку из [2]).
Как это нередко бывает, то же вещество, которое в теле работает гормоном - в мозгу работает нейротрансмитором. В мозгу они отвечают за более тонкие, но связанные вещи.
Недаром на иврите матка называется рехем - однокоренное слово с рахамим - милосердие. Стоит кормящей матери посмотреть на ребенка, как у нее приливает молоко. В первые дни после родов - начинает сокращаться матка. Это связано с тем, что в ответ на эмоциональный контакт с ребенком выделяется тот же самый окситоцин, вызывающий лактацию и сокращение матки. Окситоцин выделяется не только при эмоциональном контакте с ребенком. Он отвечает за эмоциональную эмпатию - между матерью и ребенком, между собакой и хозяином, между любящими людьми.
Психологи различают когнитивную и эмоциональную эмпатию. Первое - это "я смотрю на плачущего человека и понимаю, что ему плохо". А второе - это "я смотрю на плачущего человека, ставлю себя на его место, и мне плохо". Есть тесты, умеющие это различать.
Если смотрят, с чем коррелирует способность к той или другой эмпатии, то больше всего она коррелирует с полом. Женщины в массе более склонны к эмоциональной эмпатии, а мужчины - к когнитивной. Но, помимо пола, есть четкая корреляция между аллельными вариантами рецептора к окситоцину - и эмоциональной эмпатией, и наоборот, между аллельными вариантами рецептора к вазопрессину - и эмпатией когнитивной [5].
Окситоцин и вазопрессин не всасываются через кишечник, но можно их ввести в виде спрея через нос. И вот если это сделать, а потом дать человеку тест, например, насколько охотно он подаст нищему - оказывается, что есть четкая корреляция: надышавшись окситоцина, человек более склонен жалеть.
Есть два очень похожих вида полевок: желтобрюхая Microtus ochrogaster и луговая M. pennsylvanicus. Внешне они выглядят почти одинаково, но их семейная жизнь коренным образом отличается.
Луговые полевки не формируют постоянных пар, все спариваются более или менее со всеми. В отличие от них, семейная жизнь желтобрюхих полевок - очень похожа на человеческую: они живут в довольно густонаселенном социуме, но при этом внутри этого социума формируют более или менее стабильные пары с постоянной привязанностью. Отцы принимают участие в воспитании потомства. Пары стабильны, но измены, вообще говоря, бывают.
Стабильность пар определяется несколькими параметрами: грубо говоря, верностью самки (то есть ее готовностью отвергнуть ухаживания чужого самца) и ревностью самца - его готовностью уделить внимание семье и прогнать чужих самцов.
Так вот, склонность самца к семейным ценностям в значительной степени определяется экспрессией в его переднем мозгу рецептора вазопрессина V1aR. У полигамных луговых полевок его экспрессия намного ниже, чем у моногамных желтобрюхих.
Тест на моногамию примерно такой: самца и самку сажают в общую клетку на сутки. За это время у полевок завязываются стабильные отношения. А затем в клетку подсаживают еще одну самку. И просто мерят, сколько времени самец проводит со "своей" самкой, а сколько с "чужой". Моногамные желтобрюхие полевки явно предпочитают "своих", а полигамным луговым все равно. Теперь, что будет, если искусственно сделать у луговых полевок высокую экспрессию V1aR [3]? Оказывается, у них полявляется четкая избирательность: из полигамных они превращаются в моногамных.
Картинка из [2]
Если у самцов главную роль играет вазопрессин, то у самок - предсказуемо - окситоцин. Экспрессия рецептора к окситоцину сильно выше у моногамного вида. И, соответственно, если искуственно ее снизить, то в аналогичном тесте, где подсаживают второго самца, а не самку, самка проводит одинаковое время со "своим" и с "чужим" самцом [4].
Картинка из [4]
Судя по всему, различие в экспрессии генов рецептора к вазопрессину связано со способностью некодирующей части ДНК связывать микросателлитную РНК. У моногамных полевок есть участок примерно в 500 bp, связывающий микросателлитную РНК, а у полигамных - гораздо меньше, всего 50 bp. Различия в связывании микросателлитной РНК приводят к различиям в экспрессии гена рецептора, а те, в свою очередь, - к различиям в семейном устройстве двух видов.
Интересно, что у человека и у моногамной бонобо также есть участок связывания микросателлитной РНК, а у полигамной шимпанзе – нет [6].
Картинка из [6]
1. Bachner-Melman R, anf Ebstein RP (2014) The role of oxytocin and vasopressin in emotional and social behaviors. Handb Clin Neurol. 124:53-68.
2. Donaldson ZR, and Young LJ. (2008) Oxytocin, vasopressin, and the neurogenetics of sociality. Science 322:900-4
3. Lim MM, et al. (2004) Enhanced partner preference in a promiscuous species by manipulating the expression of a single gene. Nature 429:754-7
4. Keebaugh AC, et al. (2015) RNAi knockdown of oxytocin receptor in the nucleus accumbens inhibits social attachment and parental care in monogamous female prairie voles. Soc Neurosci. 7:1-10
5. Uzefovsky F, et al. (2015) Oxytocin receptor and vasopressin receptor 1a genes are respectively associated with emotional and cognitive empathy. Horm Behav 67:60-5
6. Hammock EA, and Young LJ.(2006) Oxytocin, vasopressin and pair bonding: implications for autism. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 361:2187-98
Еще через несколько лет обнаружили, что у окситоцина есть и еще одно действие: он стимулирует лактацию.
Еще раньше открыли, что экстракт гипофиза повышает кровяное давление у собак. И только гораздо позже научились разделять эти две активности, а к 1950-м гг узнали структуру этих двух гормонов и синтезировали их.
Вазопрессин и окситоцин оказались очень похожи: они отличаются только двумя из 9 аминокислот. Но, несмотря на сходство, рецепторы к каждому из них специфичны. Гены обоих гормонов находятся рядом на одной и той же хромосоме и, судя по всему, являются продуктом удвоения одного и того же гена. У беспозвоночных только один аналог вазопрессина/окситоцина, но у всех позвоночных это два разных гормона с разными функциями (см. картинку из [2]).
Как это нередко бывает, то же вещество, которое в теле работает гормоном - в мозгу работает нейротрансмитором. В мозгу они отвечают за более тонкие, но связанные вещи.
Недаром на иврите матка называется рехем - однокоренное слово с рахамим - милосердие. Стоит кормящей матери посмотреть на ребенка, как у нее приливает молоко. В первые дни после родов - начинает сокращаться матка. Это связано с тем, что в ответ на эмоциональный контакт с ребенком выделяется тот же самый окситоцин, вызывающий лактацию и сокращение матки. Окситоцин выделяется не только при эмоциональном контакте с ребенком. Он отвечает за эмоциональную эмпатию - между матерью и ребенком, между собакой и хозяином, между любящими людьми.
Психологи различают когнитивную и эмоциональную эмпатию. Первое - это "я смотрю на плачущего человека и понимаю, что ему плохо". А второе - это "я смотрю на плачущего человека, ставлю себя на его место, и мне плохо". Есть тесты, умеющие это различать.
Если смотрят, с чем коррелирует способность к той или другой эмпатии, то больше всего она коррелирует с полом. Женщины в массе более склонны к эмоциональной эмпатии, а мужчины - к когнитивной. Но, помимо пола, есть четкая корреляция между аллельными вариантами рецептора к окситоцину - и эмоциональной эмпатией, и наоборот, между аллельными вариантами рецептора к вазопрессину - и эмпатией когнитивной [5].
Окситоцин и вазопрессин не всасываются через кишечник, но можно их ввести в виде спрея через нос. И вот если это сделать, а потом дать человеку тест, например, насколько охотно он подаст нищему - оказывается, что есть четкая корреляция: надышавшись окситоцина, человек более склонен жалеть.
Есть два очень похожих вида полевок: желтобрюхая Microtus ochrogaster и луговая M. pennsylvanicus. Внешне они выглядят почти одинаково, но их семейная жизнь коренным образом отличается.
Луговые полевки не формируют постоянных пар, все спариваются более или менее со всеми. В отличие от них, семейная жизнь желтобрюхих полевок - очень похожа на человеческую: они живут в довольно густонаселенном социуме, но при этом внутри этого социума формируют более или менее стабильные пары с постоянной привязанностью. Отцы принимают участие в воспитании потомства. Пары стабильны, но измены, вообще говоря, бывают.
Стабильность пар определяется несколькими параметрами: грубо говоря, верностью самки (то есть ее готовностью отвергнуть ухаживания чужого самца) и ревностью самца - его готовностью уделить внимание семье и прогнать чужих самцов.
Так вот, склонность самца к семейным ценностям в значительной степени определяется экспрессией в его переднем мозгу рецептора вазопрессина V1aR. У полигамных луговых полевок его экспрессия намного ниже, чем у моногамных желтобрюхих.
Тест на моногамию примерно такой: самца и самку сажают в общую клетку на сутки. За это время у полевок завязываются стабильные отношения. А затем в клетку подсаживают еще одну самку. И просто мерят, сколько времени самец проводит со "своей" самкой, а сколько с "чужой". Моногамные желтобрюхие полевки явно предпочитают "своих", а полигамным луговым все равно. Теперь, что будет, если искусственно сделать у луговых полевок высокую экспрессию V1aR [3]? Оказывается, у них полявляется четкая избирательность: из полигамных они превращаются в моногамных.
Картинка из [2]
Если у самцов главную роль играет вазопрессин, то у самок - предсказуемо - окситоцин. Экспрессия рецептора к окситоцину сильно выше у моногамного вида. И, соответственно, если искуственно ее снизить, то в аналогичном тесте, где подсаживают второго самца, а не самку, самка проводит одинаковое время со "своим" и с "чужим" самцом [4].
Картинка из [4]
Судя по всему, различие в экспрессии генов рецептора к вазопрессину связано со способностью некодирующей части ДНК связывать микросателлитную РНК. У моногамных полевок есть участок примерно в 500 bp, связывающий микросателлитную РНК, а у полигамных - гораздо меньше, всего 50 bp. Различия в связывании микросателлитной РНК приводят к различиям в экспрессии гена рецептора, а те, в свою очередь, - к различиям в семейном устройстве двух видов.
Интересно, что у человека и у моногамной бонобо также есть участок связывания микросателлитной РНК, а у полигамной шимпанзе – нет [6].
Картинка из [6]
1. Bachner-Melman R, anf Ebstein RP (2014) The role of oxytocin and vasopressin in emotional and social behaviors. Handb Clin Neurol. 124:53-68.
2. Donaldson ZR, and Young LJ. (2008) Oxytocin, vasopressin, and the neurogenetics of sociality. Science 322:900-4
3. Lim MM, et al. (2004) Enhanced partner preference in a promiscuous species by manipulating the expression of a single gene. Nature 429:754-7
4. Keebaugh AC, et al. (2015) RNAi knockdown of oxytocin receptor in the nucleus accumbens inhibits social attachment and parental care in monogamous female prairie voles. Soc Neurosci. 7:1-10
5. Uzefovsky F, et al. (2015) Oxytocin receptor and vasopressin receptor 1a genes are respectively associated with emotional and cognitive empathy. Horm Behav 67:60-5
6. Hammock EA, and Young LJ.(2006) Oxytocin, vasopressin and pair bonding: implications for autism. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 361:2187-98
