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.
Кислый мозг: И 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.

Справиться с приступом страха помогают и средства контроля кровяного давления. О разработке подобных препаратов читайте: «Лекарство против страха».

По пресс-релизу University of Iowa