Довольно давно известен такой эффект: вдыхание повышенных
концентраций углекислого газа запускает паническую атаку. Однако лишь
теперь становится понятным, что вызывает эту реакцию повышение
кислотности мозга, которое активирует один очень «страшный» белок.
Исследование,
проведенное группой Джона Вемми (John Wemmie), проливает свет на
механизмы не только описанного эффекта, но и возникновения эмоций
страха вообще. Главным объектом, заинтересовавшим ученых, стал белок из
семейства ASIC. Эти протеины представляют собой ионные каналы,
соединяющие клетку и окружающее пространство и переправляющие
определенные ионы через клеточную мембрану в ответ на определенное
воздействие. Такие ионные каналы – основа работы всей нашей нервной
системы, а белки ASIC имеют еще и ту особенность, что их транспортная
активность чувствительна к кислотности окружающей среды.
Вемми и
его команда сконцентрировались на белке ASIC1a, который в особенно
больших количествах представлен в миндалевидном теле, области головного
мозга, как мы уже знаем, связанной с эмоциями страха и ужаса. Для
начала они показали, что блокирование активности этого белка снижает
интенсивность переживания страха (и, кстати, как следствие – влияет на
запоминание, ведь, как можно прочесть в нашей статье, «Страх – лучший
учитель»).
Джон Вемми говорит: «Еще в 1818-м было обнаружено,
что углекислый газ вызывает у больных, страдающих различными тревожными
расстройствами, аномальную реакцию. Но лишь теперь показан молекулярный
механизм, лежащий в ее основе. Теперь мы можем сказать, что именно
активность белков миндалевидного тела играет в этом ключевую роль».
Повышение
содержания углекислого газа в крови ведет к повышению ее кислотности и,
как следствие, моментально сказывается на кислотности самого мозга.
Это, в свою очередь, резко повышает активность чувствительного к рН
среды белка ASIC1a, которого особенно у клеток миндалевидного тела.
Это, наконец, приводит к классической реакции страха – «борись или
убегай», упрощенно говоря. В соответствии с этим, в исследованиях на
мышах было показано и обратное: что снижение кислотности тканей мозга
снижало и интенсивность реакции страха.
Любители острых
ощущений: не пытайтесь повторить это дома! Вдыхание слишком больших
количеств углекислого газа приводит к смертельному исходу, и, видимо,
именно по этой причине небольшие его количества вызывают у нас панику.
Это обычный защитный механизм, выработавшийся за миллионы лет эволюции
и призванный уберечь нас от гибели – например, в случае пожара, когда
воздух заполняется углекислым газом.
Кстати, из этого
исследования можно сделать и один весьма интересный вывод. Уже не одно
тысячелетие людям знакомо, что при панической атаке тщательный контроль
за дыханием оказывает удивительное успокаивающее действие. Видимо,
физиологический механизм, лежащий в основе этого древнего приема, тот
же: повышение рН (снижение кислотности) в тканях мозга и, как
следствие, снижение активности ионных каналов ASIC1a.
Газета 
