Ученые выяснили, как «зомби»-паразит кошек управляет мозгом человека

Обновлено: 04.10.2024

Паразит домашних кошек токсоплазма, часто заражающий их владельцев, манипулирует поведением животных и даже человека. Он управляет уровнями глутамата, важнейшей сигнальной молекулы, которой обмениваются клетки мозга, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS Pathogens.

"Не стоит сильно волноваться - мы живем с этим паразитом уже долгое время. Токсоплазма не хочет убить нас и потерять свой "дом". Для того, чтобы избежать инфекции достаточно хорошо прожаривать мясо и тщательно мыть руки и овощи. Беременным женищнам, в свою очередь, не стоит трогать руками лоток с кошачьим туалетом и менять его содержимое", — заявила Эмма Уилсон (Emma Wilson) из университета Калифорнии в Риверсайде (США).

Уилсон и ее коллеги раскрыли возможный механизм того, как токсоплазме удается менять поведение своего хозяина и манипулировать работой его мозга, наблюдая за изменениями в мозге мыши при заражении токсоплазмозом.

Как оказалось, после проникновения токсоплазмы в нейроны заметно менялось их взаимодействие с молекулами глутамата - аминокислоты, играющей роль одного из главных химических переносчиков информации между нервными клетками.

Как правило, чем больше этого вещества в межклеточной среде, тем активнее "общаются" клетки мозга. Повышение его концентрации может привести к крайне негативным последствиям - воспалению и смерти нейронов.

Токсоплазмоз, судя по наблюдениям за жизнью мышей, приводит по пока неизвестным причинам к отключению гена GLT-1 и связанной с ним "системы уборки" лишних молекул глутамата в так называемых астроцитах - особых клетках, окружающих нейроны и защищающих их от инфекций и повреждений. В результате глутамат начинает накапливаться в мозге, что и может вызвать те изменения в поведении, которые ассоциируются с присутствием токсоплазмы в теле мышей и человека.

"Нам впервые удалось показать, что заражение токсоплазмозом приводит к нарушениям в работе одного из ключевых сигнальных веществ в мозге. Это открытие показывает, что, представление о относительно спокойном и не опасном для организма характере хронического заражения Toxoplasma gondii является некорректным. Нужно понимать риск и те опасности, которые несут подобные изменения в химии мозга", — заключает Уилсон.

Ученые из Соединенных Штатов выяснили, что токсоплазмоз - болезнь, которая часто поражает кошек и превращает подопытных мышей в «зомби», негативно сказывается и на здоровье владельцев четвероногих любимцев.

В частности, заражение человека токсоплазмой, заявили деятели науки, повышает вероятность развития таких заболеваний как болезнь Паркинсона, Альцгеймера, эпилепсия и рак мозга.

Как рассказывает журнал Scientific Reports, с которым поделились своими выводами американские ученые, развитие вышеперечисленных заболеваний происходит под влиянием ряда факторов, в том числе и заражения организма паразитами.

«Зомби-вирус», так специалисты назвали токсоплазму - паразита, зачастую обитающего в кишечнике домашних кошек, способен не только влиять на здоровье питомца, но и вызывать необратимые изменения в работе головного мозга хозяина. Ученые провели ряд экспериментов с участием лабораторных мышей и шимпанзе и заметили, что токсоплазма делает их бесстрашными. Например, грызуны теряют страх при виде или запахе кошек. Люди, зараженные токсоплазмозом, становятся склонными к необъяснимым приступам агрессии, суицидам и нерациональным поступкам. Особенно опасен паразит для беременных женщин - в организме будущей мамы он может вызвать серьезные сбои, которые, в свою очередь, приводят к дефектам в развитии плода.

Ранее считалось, что попадание токсоплазмы в мозг человека не несет каких-либо негативных последствий, однако американские ученые опровергли эти предположения.

Университет Чикаго на протяжении четырех десятилетий наблюдал за жизнью трех сотен семей, члены которых были заражены токсоплазмозом. Таким образом ученые смогли проследить влияние паразита на здоровье людей.

Наблюдения показали, что токсоплазма, проникая в мозг человека, меняет работу некоторых генов, одни из которых теряют свои функции, другие, напротив, обретают чрезмерную активность. В результате происходит сбой, который ведет к значительному ослаблению иммунитета и делает человека склонным к развитию онкологических и

нейродегенеративных болезней. Чрезмерно сильные изменения приводят к эпилепсии, шизофрении и нарушению психики.

Что самое интересное, ученые нашли следы тех же самых изменений в работе обонятельных рецепторов человека, которые заставляют обезьян и мышей не бояться запаха кошек. Влияет ли это на поведение человека, биологи пока что не выяснили, но планируют выяснить в ходе дальнейших экспериментов с токсоплазмой.

Оказалось, что токсоплазма способна менять поведение хозяина, вызывая необратимые изменения в работе мозга, которые делают мышей "бесстрашными" при виде и запахе кошек, а людей — склонными к суициду и нерациональным поступкам, а также необъяснимым приступам ярости.

Уилсон и ее коллеги раскрыли возможный механизм того, как токсоплазме удается менять поведение своего хозяина и манипулировать работой его мозга, наблюдая за тем, какие изменения происходили в мозге мыши при заражении токсоплазмозом.

Как оказалось, после проникновения токсоплазмы в нейроны заметно поменялось то, как они взаимодействуют и обмениваются с молекулами глутамата - аминокислоты, играющей роль одного из главных химических переносчиков информации между нервными клетками. Как правило, чем больше этого вещества в межклеточной среде, тем активнее будут "общаться" клетки мозга, и повышение его концентрации может привести к крайне негативным последствиям - воспалению и смерти нейронов.

Токсоплазмоз, судя по наблюдениям за жизнью мышей, приводит по пока неизвестным причинам к отключению гена GLT-1 и связанной с ним "системы уборки" лишних молекул глутамата в так называемых астроцитах - особых клетках, окружающих нейроны и защищающих их от инфекций и повреждений. В результате этого глутамат начинает накапливаться в мозге, что и может вызвать те изменения в поведении, которые ассоциируются с присутствием токсоплазмы в теле мышей и человека.

Токсоплазма, паразит кошек, способный менять поведение человека и мышей, не может жить в организме людей без фермента CPL, содержащегося в его "желудочном соке", и блокировка его синтеза защищает людей от заражения, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology.

"У нас есть несколько способов подавления острой стадии токсоплазмоза, и иммунная система обычно не дает инфекции сильно распространиться. С другой стороны, когда паразит "окукливается" и болезнь становится хронической, у людей с подавленным иммунитетом и инфекциями глаз возникают большие проблемы", — рассказывает Верн Каррутерс (Vern Carruthers) из университета Мичигана в Энн-Арборе (США).

Токсоплазма (Toxoplasma gondii) — внутриклеточный паразит, обычно обитающий в кишечнике домашних кошек. На сегодняшний день, по оценкам американской CDC, свыше 60 миллионов жителей США заражены токсоплазмой. Широкая распространенность этого патогена среди питомцев и их хозяев заставила ученых обратить на него внимание в последние годы.

Оказалось, что токсоплазма способна менять поведение хозяина, вызывая необратимые изменения в работе мозга. Они делают мышей "бесстрашными" при виде и запахе кошек, а людей — склонными к суициду и нерациональным поступкам, а также необъяснимым приступам ярости. Кроме того, попадание токсоплазмы в организм беременной женщины может вызвать серьезнейшие дефекты в развитии плода и привести к выкидышу.

Каррутерс и его коллеги выяснили, как медики могут предотвратить заражение токсоплазмозом и избавить от него уже инфицированных людей, проанализировав весь жизненный цикл Toxoplasma gondii и обнаружив те механизмы, которые помогают ему выживать в "окукленном" состоянии внутри клеток человека и животных.

Для раскрытия этой тайны ученые вырастили нескольких мышей, заразили их токсоплазмой и проследили за тем, как меняется работа генов паразита при переходе из острой в хроническую фазу инфекции.

Как оказалось, сильнее всего поменялась работа генов и белков, связанных с работой так называемой лизосомной вакуоли токсоплазмы - обособленного региона их клетки, играющей роль своеобразного "желудка" одноклеточного паразита. Внутри нее, по словам Каррутерса, токсоплазма перерабатывает и "сжигает" весь белковый мусор, возникший внутри самой клетки или попавший в нее из внешней среды.

Отключая гены, связанные с работой этого "желудка", ученые повторно заражали мышей и наблюдали за тем, что менялось в поведении паразита. Таким образом им удалось "нащупать" ген CPL, один из двух главных ферментов вакуоли, молекулы которого оказались критически важными для выживания токсоплазмы при ее переходе в хроническую форму.

Блокировка гена, отвечающего за синтез этого белка, приводила к тому, что число "окуклившихся" клеток токсоплазмы уменьшалось в 100-200 раз. При этом паразит начинал хуже проникать в мозг и другие важнейшие ткани тела мышей, и выжившие клетки токсоплазмы были фактически полностью заполнены "мусором" и не могли нормально размножаться.

Соответственно, препараты, способные подавлять работу белка CPL и связанных с ним генов и при этом проникать внутрь мозга, могут стать действенным средством для полного излечения людей и домашних питомцев от токсоплазмоза.

Коты наблюдают за мышью в Кувейте © AFP 2017 / Yasser Al-Zayyat

"Мы предполагаем, что развитие этих болезней затрагивает множество разных факторов. Одним из них является сам паразит и те гены, которые он активирует в зараженном мозге, защищая себя от внимания иммунной системы. Другими факторами риска могут выступать беременность, стресс, иные инфекции и плохая микрофлора. Если часть этих факторов совпадает, то может возникнуть одна из болезней мозга", — рассказывает Рима Маклауд (Rima McLeod) из университета Чикаго (США).

Оказалось, что токсоплазма способна менять поведение хозяина, вызывая необратимые изменения в работе мозга. Они делают мышей и шимпанзе "бесстрашными" при виде и запахе кошек и леопардов, а людей — склонными к суициду и нерациональным поступкам, а также необъяснимым приступам ярости. Кроме того, попадание токсоплазмы в организм беременной женщины может вызвать серьезнейшие дефекты в развитии плода и привести к выкидышу.

Маклауд и ее коллеги выяснили, что попадание токсоплазмы в мозг человека, раньше считавшейся относительно безобидным паразитом, может привести к развитию очень серьезных проблем. Для этого ученые изучили то, какие изменения в работе мозга вызывает Toxoplasma gondii, и проанализировали, как часто возможные последствия этих изменений встречаются среди здоровых и зараженных людей.

В этом им помогло то, что университет Чикаго на протяжении почти 40 лет следил за жизнью примерно трех сотен семей, члены которых были заражены токсоплазмозом. Это позволило ученым понять, как паразит может влиять на развитие проблем со здоровьем, связанных с работой мозга

Как показали эти наблюдения, токсоплазма, проникая в мозг, меняет работу нескольких десятков генов, подавляя часть из них и усиливая работу других участков ДНК. Почти все эти гены или управляют работой врожденной иммунной системы, или дирижируют различными процессами, связанными с ростом стволовых клеток и новых тканей. Кошачий паразит подавляет работу первой группы генов, что помогает ему выживать, и стимулирует работу второго набора, обеспечивая себя пищей.

И то, и другое не проходит бесследно для зараженного человека, так как ослабление иммунитета делает его более предрасположенным к развитию рака и нейродегенеративных болезней, связанных со сбоями в работе иммунной системы. Чрезмерно сильные изменения в работе других генов могут менять то, как много различных сигнальных молекул вырабатывает мозг, в результате чего может развиваться эпилепсия, шизофрения и другие нарушения психики.

Что самое интересное, ученые нашли следы тех же самых изменений в работе обонятельных рецепторов человека, которые заставляют обезьян и мышей не бояться запаха кошек. Как это влияет на поведение людей, биологи пока не знают, но планируют выяснить в ходе дальнейших экспериментов с токсоплазмой.

Ученые: "зомби"-паразит кошек может вызывать приступы ярости у людей

Кошачий паразит способен вызвать у людей тягу к суицидам и нерациональным поступкам. Влияет он и на грызунов, делая их "бесстрашными" при виде кошек, выяснили американские ученые.

Эмиль Коккаро (Emil Coccaro) из университета Чикаго (США) и его коллеги раскрыли еще один потенциальный негативный эффект от заражения токсоплазмой для человека. Они изучили примерно 360 жителей Соединенных Штатов, часть из которых страдала от так называемого синдрома эпизодического нарушения контроля.

При сравнении анализов носителей этого психического расстройства и здоровых людей выяснилось, что люди, испытывающие приступы ярости, примерно в два раза чаще были носителями токсоплазмы. В среднем, примерно 22% людей с синдромом нарушения контроля страдало от токсоплазмоза, тогда как в другой группе этот показатель не превышал 9%.

Статистика показала, что токсоплазмоз действительно связан с ростом агрессивности и склонности к необдуманным поступкам. Однако ученые не спешат с выводами.

"Корреляция не является причинно-следственной связью, и поэтому не стоит прямо сейчас бежать домой и выбрасывать свою кошку на улицу. Мы пока не понимаем, как работает этот механизм – способствует ли паразит росту числа воспалений в организме или управляет он напрямую нашим мозгом. Вполне возможно и обратное – агрессивные люди могут чаще обладать кошками или есть больше сырой пищи. Наше исследование всего лишь показывает, что мы должны продолжить изучение этого феномена для раскрытия его причин", — заключает Ройс Ли (Royce Lee), коллега Коккаро по университету.

Ученые выяснили, как "зомби"-паразит кошек управляет мозгом человека

"Не стоит сильно волноваться – мы живем с этим паразитом уже долгое время. Токсоплазма не хочет убить нас и потерять свой "дом". Для того, чтобы избежать инфекции достаточно хорошо прожаривать мясо и тщательно мыть руки и овощи. Беременным женищнам, в свою очередь, не стоит трогать руками лоток с кошачьим туалетом и менять его содержимое", — заявила Эмма Уилсон (Emma Wilson) из университета Калифорнии в Риверсайде (США).

Токсоплазмоз, судя по наблюдениям за жизнью мышей, приводит по пока неизвестным причинам к отключению гена GLT-1 и связанной с ним "системы уборки" лишних молекул глутамата в так называемых астроцитах – особых клетках, окружающих нейроны и защищающих их от инфекций и повреждений. В результате глутамат начинает накапливаться в мозге, что и может вызвать те изменения в поведении, которые ассоциируются с присутствием токсоплазмы в теле мышей и человека.

Как оказалось, после проникновения токсоплазмы в нейроны заметно менялось их взаимодействие с молекулами глутамата – аминокислоты, играющей роль одного из главных химических переносчиков информации между нервными клетками.

Как правило, чем больше этого вещества в межклеточной среде, тем активнее "общаются" клетки мозга. Повышение его концентрации может привести к крайне негативным последствиям – воспалению и смерти нейронов.

Биологи нашли средство защиты человека от "зомби-паразита" кошек

Как оказалось, сильнее всего поменялась работа генов и белков, связанных с работой так называемой лизосомной вакуоли токсоплазмы – обособленного региона их клетки, играющей роль своеобразного "желудка" одноклеточного паразита. Внутри нее, по словам Каррутерса, токсоплазма перерабатывает и "сжигает" весь белковый мусор, возникший внутри самой клетки или попавший в нее из внешней среды.

Учёные из Университетской клиники Копенгагена пришли к выводу, что паразит Toxoplasma gondii, переносимый кошками, может провоцировать развитие шизофрении у человека. Этому посвящено новое исследование специалистов.

Токсоплазма известна, в первую очередь, тем, что она «зомбирует» мышей, заставляя их не бояться кошек. Токсоплазмозом зачастую заражаются и люди (по некоторым версиям, с паразитом контактировали до двух третей человечества), однако до сих пор у учёных нет единого мнения относительно того, сказывается ли это на их поведении. Версия, что токсоплазма заставляет людей любить кошек, является скорее мифом и частным мнением людей, которым кошки не нравятся, чем реальной научной гипотезой. Тем не менее, взаимосвязь между паразитом и риском развития шизофрении некоторые исследователи считают вполне реальной.

Авторы новой научной работы собрали информацию о 80 тысяч людей, из которых более двух с половиной тысяч страдали от тех или иных психических расстройств. Как оказалось, тем из этих людей, кто в прошлом был заражен токсоплазмой, почти в полтора раза чаще диагностировалась шизофрения, чем остальным. Исследователи признают, что это не позволяет однозначно говорить именно о причинно-следственной связи, хотя считают, что с немалой вероятностью токсоплазма действительно может неким образом повышать риск развития шизофрении.

Исследование было опубликовано в журнале Brain, Behavior, and Immunity.

Это не первая научная работа, посвящённая взаимосвязи между Toxoplasma gondii и повышенным риском развития шизофрении, хотя специалисты подчёркивают, что их исследование является крупнейшим в своём роде.

Ранее влияние кошачьего паразита на человека рассматривалось и в других аспектах, в том числе и в довольно оригинальном ключе. В прошлом июле специалисты, представляющие Колорадский университет, пришли к выводу, что люди чаще становятся предпринимателями, если заражены токсоплазмой. Проанализировав информацию о полутора тысячах студентов и 197 профессиональных предпринимателях, учёные пришли к выводу, что люди, заражённые токсоплазмой, на 70 процентов чаще интересуются предпринимательской деятельностью, на 40 процентов чаще получают образование в этой области и на 80 процентов чаще хотя бы раз пытаются запустить свой собственный бизнес. Более того, специалисты утверждают, что чем более распространён токсоплазмоз в том или ином регионе, тем больше там находится людей, не боящихся запустить стартап.

Также некоторые учёные считают, что заражение токсоплазмозмом порой делает людей более склонным к немотивированной агрессии, спонтанному поведению, большей откровенности, замедленной реакции и другим изменениям в поведении. Существует сравнительно популярная точка зрения, что кошачий паразит мог оказать непосредственное влияние на всю историю человечества.

Специалисты, представляющие Колорадский университет, пришли к выводу, что люди чаще становятся предпринимателями, если заражены паразитом Toxoplasma gondii, или токсоплазмой. По мнению исследователей, подобные выводы снова демонстрируют, что кошачий паразит мог оказать непосредственное влияние на всю историю человечества.

Токсоплазма известна, в первую очередь, тем, что она «зомбирует» мышей, заставляя их не бояться кошек. Токсоплазмозом зачастую заражаются и люди (по некоторым версиям, с паразитом контактировали до двух третей человечества), однако до сих пор у учёных нет единого мнения относительно того, сказывается ли это на их поведении. Версия, что токсоплазма заставляет людей любить кошек, является скорее мифом и частным мнением людей, которым кошки не нравятся, чем реальной научной гипотезой. Тем не менее, некоторые специалисты допускают, что заражение токсоплазмозмом делает некоторых людей более склонным к немотивированной агрессии, спонтанному поведению, большей откровенности, замедленной реакции и другим изменениям в поведении.

Авторы нового исследования пошли дальше и предположили, что Toxoplasma gondii также оказывает влияние и на карьерные предпочтения человека. Проанализировав информацию о полутора тысячах студентов и 197 профессиональных предпринимателях, учёные пришли к выводу, что люди, заражённые токсоплазмой, на 70 процентов чаще интересуюются предпринимательской деятельностью, на 40 процентов чаще получают образование в этой области и на 80 процентов чаще хотя бы раз пытаются запустить свой собственный бизнес. Более того, специалисты утверждают, что чем более распространён токсоплазмоз в том или ином регионе, тем больше там находится людей, не боящихся запустить стартап.

Специалисты не готовы однозначно ответить на вопрос, почему паразит может влиять на человека таким образом, однако выдвигают предположение на этот счёт. Вероятно, токсоплазма влияет на способность оценивать риски. В случае с мышами это приводит к тому, что грызуны становятся лёгкой добычей для кошек, а в случае с людьми — позволяет потенциальным бизнесменам меньше бояться рисков, сопряженных с предпринимательской деятельностью. К слову, учёные допускают, что по этой же причине люди, заражённые токсоплазмой, могут быть менее эффективными бизнесменами, чем те, кто с данным паразитом не контактировали, поскольку, как показали некоторые проводившиеся ранее эксперименты, токсоплазма может влиять и на важнейшую способность оценивать финансовые риски.

Новая научная работа была опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Токсоплазма (Toxoplasma gondii) — внутриклеточный паразит, обычно обитающий в кишечнике домашних кошек. Широкая распространенность этого патогена среди питомцев и их хозяев заставила ученых обратить на него внимание в последние годы.

Токсоплазмоз, паразит кошек, "зомбирующий" мышей и делающий их бесстрашными, может быть связан с необъяснимыми приступами ярости, поражающими некоторых людей, не страдающих психическими отклонениями, заявляют медики в статье, опубликованной в Journal of Clinical Psychiatry.

Токсоплазма (Toxoplasma gondii) — внутриклеточный паразит, обычно обитающий в кишечнике домашних кошек. Широкая распространенность этого патогена среди питомцев и их хозяев заставила ученых обратить на него внимание в последние годы. Оказалось, что токсоплазма способна менять поведение хозяина, вызывая необратимые изменения в работе мозга, которые делают мышей "бесстрашными" при виде и запахе кошек, а людей — склонными к суициду и нерациональным поступкам.

Эмиль Коккаро (Emil Coccaro) из университета Чикаго (США) и его коллеги раскрыли еще один потенциальный негативный эффект от заражения токсоплазмой для человека, наблюдая за поведением и изучая анализы примерно 360 жителей Соединенных Штатов, часть из которых страдала от так называемого "синдрома эпизодического нарушения контроля".

Как объясняют ученые, подобные люди, в целом не страдающие от психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний, периодически впадают в ярость без видимых на то причин и начинают крушить мебель, крайне агрессивно относиться к окружающим и даже пытаться их убить или нанести им серьезные увечья. Сегодня, по оценкам медиков, только в США живет более 16 миллионов людей, страдающих от данного синдрома.

Сравнение анализов носителей этого психического расстройства и здоровых людей раскрыло тревожную вещь - оказалось, что люди, испытывающие приступы ярости, примерно в два раза чаще были носителями токсоплазмы, чем спокойные участники эксперимента. В среднем, примерно 22% людей с синдромом нарушения контроля страдало от токсоплазмоза, тогда как число зараженных паразитом добровольцев не превышало 9% среди членов контрольной группы и среди людей, страдавших другими типами психических отклонений.

Почему так происходит? Как показывает статистический анализ, токсоплазмоз действительно связан с ростом агрессивности и склонности к необдуманным поступкам, однако ученые пока не готовы сделать такой вывод, так как они не могут сказать, делают ли паразиты человека более склонными к неадекватному поведению, или же их неадекватное поведение и импульсивность делают заражение токсоплазмой более вероятной.

"Корреляция не является причинно-следственной связью, и поэтому не стоит прямо сейчас бежать домой и выбрасывать свою кошку на улицу. Мы пока не понимаем, как работает этот механизм - способствует ли паразит росту числа воспалений в организме или управляет ли он напрямую нашим мозгом. Вполне возможно и обратное - агрессивные люди могут чаще обладать кошками или есть больше сырой пищи. Наше исследование всего лишь показывает, что мы должны продолжить изучение этого феномена для раскрытия его причин", — заключает Ройс Ли (Royce Lee), коллега Коккаро по университету.

Читайте также: