Хроническое воздействие алкоголя по-разному изменяет однокарбоновый обмен в печени и головном мозге крыс

Введение: Эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК, играют важную роль в регуляции патофизиологии алкоголизма. Хроническое воздействие алкоголя приводит к поведенческим изменениям, а также к снижению экспрессии генов, связанных с синаптической пластичностью. В печени показано, что хроническое воздействие алкоголя подавляет активность метионинсинтазы (Ms), что приводит к снижению соотношения S-аденозилметионин/S-аденозилгомоцистеин (SAM/SAH) и в результате к гипометилированию ДНК; однако неизвестно, возникают ли аналогичные изменения уровней SAM и SAH в головном мозге.

Методы: Взрослых самцов крыс Sprague-Dawley длительно кормили диетой Lieber-DeCarli с этанолом (EtOH) (9% об.) или контрольной диетой. Крыс, получавших диету с EtOH, лишали этанола на 0 и 24 часа. Ткани мозжечка и печени выделяли и использовали для изучения изменений однокарбонового обмена, а также уровней SAM и SAH.

Результаты: Мы обнаружили, что хроническое воздействие EtOH снижало уровни SAM, соотношение SAM/SAH, экспрессию Ms, метилентетрагидрофолатредуктазы и бетаин-гомоцистеинметилтрансферазы (Bhmt) и повышало экспрессию метионинаденозилтрансферазы-2b (Mat2b), но не Mat2a, в печени. Напротив, хроническое воздействие EtOH снижало уровни SAH, повышало соотношение SAM/SAH и экспрессию Mat2a и гидролазы S-аденозилгомоцистеина, тогда как уровни SAM и экспрессия Bhmt в мозжечке оставались неизменными. Однако и в печени, и в мозжечке хроническое воздействие EtOH снижало экспрессию Ms и повышало экспрессию Mat2b. Все изменения однокарбонового обмена, индуцированные хроническим EtOH в мозжечке, но не в печени, возвращались к почти нормальным значениям в период отмены EtOH.

Выводы: Полученные результаты указывают на снижение «индекса метилирования» в печени и повышение «индекса метилирования» в мозжечке. Противоположные изменения «индекса метилирования» предполагают нарушение метилирования ДНК в печени и мозжечке, что указывает на участие однокарбонового обмена в патофизиологии алкоголизма.