Миронова Ольга Борисовна
Казанский государственный медицинский университет
Студентка 1 курса стоматологического факультета
Адрес для переписки: scienceprof@mail.ru

Ключевые слова: дофамин, серотонин, ген переносчика дофамина, дофаминовые рецепторы, ген моноаминоксидазы, насильственные преступления

The gene polymorphism of dopaminergic and serotoninergic systems as the factor of propensity for violence
Mironova Olga Borisovna
Kazan State Medicine University
Faculty of Dentistry, 1st course

Key words: dopamine, serotonin, dopamine transporter gene, dopamine receptors, monoamine oxidase gene, violent crimes

На протяжении многих лет предпосылки возникновения и природа склонности к насилию являлись предметом изучения психологии и психиатрии. Ответы на вопросы о том, в чем загадка ее формирования, верно ли полагать, что склонность к насилию детерминирована генетически, эти смежные науки стремились найти в процессе многолетних и плодотворных исследований человеческой психики. Психика – свойство высокоорганизованной материи, заключающееся в активном отражении субъектом объективного мира, построение картины этого мира и саморегуляции на этой основе своего поведения и деятельности. Познание закономерностей ее развития – ключ к разгадке тайн возникновения психических девиаций – нарушений когнитивных, эмоциональных и других психических процессов, что является основной характеристикой природы склонности к насилию. В исследовании генетической предрасположенности к антисоциальному поведению ведущую роль играет постижение естественнонаучных основ психической деятельности и свойств темперамента, заключающихся в изучении биохимических процессов организма, главным образом, продуцировании биологически активных веществ (гормонов, нейромедиаторов) как ответной реакции организма на внешние раздражители.

Целью исследования является изучение роли дофамина и серотонина, а также патологии генов соответствующих им систем в формировании склонности к насилию. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

• рассмотреть свойства темперамента;
• изучить процессы синтеза дофамина и серотонина, а также структуры генов дофаминергической и серотонинергической систем;
• выяснить, какую роль играют нейромедиаторные системы в организации тех или иных форм поведения;
• проанализировать полиморфизм генов нейромедиаторных систем;

В данной работе обосновываются генетические предикторы формирования насильственных тенденций методами анализа полиморфизма генов главных нейромедиаторных систем головного мозга, что предположительно обуславливает патологическое стремление индивида к совершению насильственных преступлений.

Молекулярно-генетические и нейрофизиологические основы свойств темперамента и поведенческих реакций

Темперамент как свойство личности, характеризующее его этологические особенности, являлся основным предметом дифференциальных психологических, нейрофизиологических и генетических исследований.

Наивысшим достижением психологии, нейрофизиологии и медицинской генетики принято считать изучение мозговых биохимических процессов, заключающихся в осуществлении функций мозговых структур в психической деятельности посредством продуцирования нейромедиаторов – биологических активных веществ, с помощью которых нейроны выполняют передачу синаптических сигналов друг другу и клеткам, которые они иннервируют.

Исходя из взаимосвязи нейромедиаторов со специфичностью рецепторов, Р. Клонингер создал «биосоциальную теорию личности», согласно которой темперамент состоит из 3 составляющих: «тяги к новому», «избегания опасности» и «зависимости от вознаграждения». «Тяга к новому» выражается в сильном оживлении в ответ на новые стимулы, в склонности к исследовательской деятельности. «Избегание опасности» проявляется в интенсивной реакции на негативные стимулы, выражающейся в избегании наказания, новых стимулов и фрустрации без вознаграждения. «Зависимость от вознаграждения» выражается во времени поддержания или скорости угасания поведения, вызванного возможностью награды или наказания.

Согласно предположению Клонингера, эти три составляющие темперамента связаны с функционированием различных нейромедиаторов: «тяга к новому» - с дофаминергической системой мозга, «избегание наказания» - с серотонинергической, «зависимость от вознаграждения» - с норадреналином [1, с. 7].

Дофаминергическая система – одна из важнейших аминергических систем ствола головного мозга, оказывающая модуляторное действие на психофизиологическое состояние человека. Дофамин является предшественником норадреналина и играет ведущую роль в нейрохимических механизмах мозга.

Синтез дофамина происходит внутри нейрона и состоит из двух этапов. Первый этап – образование L-3,4-дигидроксифенилаланина (L-ДОФА) в результате гидроксилирования тирозина при участии тирозингидроксилазы. Второй этап – катализ реакции синтеза дофамина из L-дигидроксифенилаланина под воздействием дигидроксифенилаланин-декарбоксилазы [2, с. 2].

Дофамин играет важную роль в функционировании центральной нервной системы и организации определенных форм поведения, так как он осуществляет контроль движений, эмоций, способность испытывать удовольствие и боль [5, с. 295]. Когнитивные и эмоциональные психические процессы в сфере проявления свойств темперамента связаны с метаболизмом дофамина на матрице гена транспортера дофамина, D2 и D4-рецепторов и т.д. Ген дофаминового транспортера (SLC6A3), локализованный в коротком плече хромосомы 5 (5p15.3) участвует в контроле дофаминергической передачи. Переносчик дофамина (DAT1) ограничивает активность дофаминергической системы в синапсах путем обратного захвата нейромедиатора в пресинаптическое окончание. Ген SCL6A3 содержит 12 экзонов и состоит из 4.2 т.п.н. В 3'-некодирующей области описан VNTR-полиморфизм с числом повторов от 3 до 13 единиц при длине мономера 45 п. н. Экспрессия данного гена зависит от числа повторов в некодирующей области и определенных аллельных форм.

Дофаминовые рецепторы второго типа (D2-рецепторы) относятся к классу D2-подобных G-белок-связанных рецепторов. Наибольшая концентрация данных рецепторов в полосатом теле, обонятельном бугорке, вентральной области покрышки и т.д. Ген DRD2 локализуется в длинном плече хромосомы 11 в области q22.3-23.1, имеет протяженность свыше 270 т.п.н. и включает в себя 8 экзонов. В 3'-некодирующем регионе гена DRD2 выявлен SNP rs1800497, детектируемый рестриктазой Taq1.

Рецепторы дофамина четвертого типа (D4-рецепторы) также относятся к классу D2-подобых G-белок-связанных рецепторов и присутствуют в наибольших концентрациях в лимбической системе мозга, а также в передней коре больших полушарий, ответственной за процессы мышления. Ген DRD4 расположен в коротком плече 11-й хромосомы в области p15.5. В промоторном участке гена локализована сайленсерная область, включающая в себя участок длиной 120 нуклеотидов, с которыми связывается ряд транскрипционных факторов с целью его экспрессии [4, с. 45-48].

Дофамин играет ключевую роль в системе «приближающего поведения». Это система положительной обратной связи, которая активируется стимулом, связанным с поощрением или прекращением наказания. Такая система повышает пространственно-временную близость к стимулу, что позволяет ей направлять поведение организма к целям, обеспечивающим выживание особи.

Дофаминергическая система играет важную роль в организации агрессивного поведения. Исследования показывают, что воздействие агонистов дофамина на латеральный и медиальный гипоталамус, центральное серое вещество облегчают запуск агрессивных реакций [2, с. 7-8].

В молекулярно-генетических исследованиях психических процессов особое внимание концентрировалось на изучении серотонинергической системы – совокупности нейронов, которые осуществляют передачу сигнала друг другу при участии серотонина. Серотонин синтезируется в нейронах из получаемого с пищей триптофана под воздействием фермента триптофангидроксилазы. Далее происходит выделение серотонина в синаптическую щель, где он воздействует на белки-рецепторы на поверхности другого нейрона. Затем серотонин переносится назад в клетку, в которой он был синтезирован, белком-переносчиком и разлагается в межклеточном пространстве под действием флавинадениндинуклеотид - содержащего фермента моноаминоксидазы (МАО), точнее его изоформой моноаминоксидазы А [3, с. 118].

Серотонинергическая система, подобно дофаминергической, играет ключевую роль в психической деятельности, организации и контроле тех или иных форм поведения. Установлено, что серотонин тормозит агрессивное поведение. Контроль агрессивных реакций определяется активностью фермента моноаминоксидазы (А). Ген МАОА расположен в коротком плече X-хромосомы в области p11.3 и состоит из 15 экзонов и 14 интронов. Ген МАОА определяет склонность к агрессивному поведению в зависимости от пола и аллельных форм [4, с. 59].

Проявление тех или иных свойств темперамента и поведенческих реакций детерминировано метаболизмами дофамина и серотонина на матрице генов соответствующих им систем, а главным образом их физиологической ролью.

Методы исследования полиморфизма генов нейромедиаторных систем и его корреляции со склонностью к насилию

Исследования полиморфизма генов дофаминергической и серотонинергической систем головного мозга среди представителей различных популяций показали, что их структурные изменения коррелируют с девиантными формами поведения. Изменения структуры гена являются прямым следствием мутагенеза, причем аллельный полиморфизм – результат воздействия на ген, как правило, вредных мутаций.

Для анализа полиморфизма использовались геномная ДНК, извлеченная из буккального эпителия с помощью набора реагентов для ее выделения их различного биологического материала. Методом полимеразно-цепной реакции в ходе амплификации локусов DAT1-VNTR, DRD2 rs1800497, DRD4 exonIII, MAOA-μVNTR выявлены последовательности праймеров генов дофаминового транспортера и дофаминового рецептора второго четвертого типов, а также гена моноаминоксидазы. Условия амплификации включали в себя денатурацию при t=94°С в течении 35 циклов, состоящих из 3 стадий (стадий ПЦР): денатурации, отжига – при неизвестной температуре, элонгации – при 72°C.

Аллели перечисленных генов идентифицировали по размерам ДНК после их электрофоретического разделения в агарозном геле (для относительно длинных молекул ДНК). Данный метод заключается в погружении молекул ДНК в буферный раствор, в котором под действием приложенного электрического тока молекулы ДНК распадаются на отдельные составные части.

Приведенные аллели генов дофаминергической и серотонинергической систем определяют склонность личности к тем или иным формам поведения. Аллель гена SLC6A3 10R (в некодирующей области гена имеется 10 переменных тандемных повтора) обладает наибольшим уровнем его экспрессии, что приводит к снижению доступности дофамина к рецепторам у его носителей. Как следствие, у них формируется склонность к авантюрному (рискованному) поведению, основной формой которого является преступность, безусловно, с применением насилия или с угрозой его применения. У носителей аллеля 9R (9 тандемных повторов) повышена подверженность антисоциальному жестокому поведению и агрессивности.

Полиморфизм гена DRD2 может быть ассоциирован с внешне направленным агрессивным поведением. Гетерозиготные носители С- и T-аллеля, иными словами, имеющие генотип C/T совершают тяжкие преступления на 20% чаще, чем гомозиготы C/C и в два раза чаще гомозигот T/T.

Ген DRD4 обладает высокой степенью полиморфизма, вследствие чего он является наиболее перспективным объектом молекулярно-генетических исследований. Предполагается, что 7R-аллель данного может быть связан с наследованием определенного типа темперамента. Лица, имеющие в своем генотипе 7R-аллель, уже на третьей неделе жизни проявляют большую активность в ориентировке и моторике. Однако если носители данного аллеля подвергаются воздействию негативных психосоциальных факторов (издевательствам, насмешкам, унижениям, оскорблениям и т.п.), у них развивается склонность к насильственной преступности и поиску острых ощущений.
Влияние полиморфизма гена MAOA в сочетании с факторами среды на проявление агрессии и склонности к насилию – предмет исследования целого ряда ученых. В человеческих популяциях широко распространены 3R- и 4R-аллели данного гена. 3R-аллель транскрибируется в 5 раз менее эффективно, чем 4R-аллель, в результате чего снижается каталитическая активность моноаминоксидазы. Как ранее отмечалось, вследствие локализации в X-хромосоме, влияние гена MAOA на агрессию отличается в зависимости от пола. Мужчины-носители 3R-аллеля данного гена менее склонны к агрессивному поведению и преступным действиям, чем женщины, имеющие в своем генотипе хотя бы одну копию длинного аллеля 3,5; 4,5, а также пережившие жестокое обращение со стороны родителей. [4, с. 45-60].

Заключение

Полиморфизм генов дофаминергической и серотонинергической систем как генная патология, обусловленная мутациями, является одной из предпосылок возникновения психических девиаций, сопряженных с насильственными преступлениями. Однако между склонностью к насилию и патологией генов нейромедиаторных систем нет прямой зависимости, поскольку влияние наследственных факторов опосредуется влиянием факторов среды, в которой формируется и развивается личность. Важно отметить, что формирование склонности к насилию берет начало в раннем возрасте в том случае, если человек испытывал издевательства со стороны своих сверстников. Не менее важную роль в формировании склонности к насилию играет также неблагоприятная обстановка в семье, в которой ребенок часто подвергался жестокому обращению, избиению со стороны родителей. Негативные психосоциальные факторы в сочетании с наследственными закладывают в человеке фундамент агрессивного, унижающего поведения, приводящего к резким изменениям психики. В данном контексте склонность к насилию рассматривается как полигенное (мультифакториальное) наследственное заболевание.

Что касается ассоциации свойств темперамента с поведенческими реакциями, то темперамент как устойчивая совокупность индивидуальных психофизиологических особенностей личности определяет генетически запрограммированные формы поведения, одной из которых является склонность к насилию. Характер проявления тех или иных свойств темперамента находится в тесной взаимосвязи с нейромедиаторными системами мозга. Мутации гена переносчика дофамина, обуславливающие появление новых его аллелей, приводят к потери контроля дофаминергической передачи и активности соответствующей системы. Вследствие инактивации дофаминергической системы дофамин не способен должным образом воздействовать на центры головного мозга, ответственных за регуляцию поведенческих реакций. В серотонинергической системе мутации гена моноаминоксидазы приводят к снижению ее каталитической активности и как следствие к накоплению уровня серотонина и неспособности его тормозить агрессивное поведение.

Склонность к насилию и по сей день остается актуальной проблемой человечества. Первое проявление особой жестокости должно служить первым сигналом о возникновении в психике каких-либо изменений. Несвоевременное предотвращение проявлений данной девиации ведет к развитию психического заболевания. Гены нейромедиаторных систем, определяющие предрасположенность индивида к совершению насильственных действий, могут «дремать» в течение всей жизни, если он развивался в благоприятной среде и верил в свое светлое будущее.

Список литературы

1. Ильин Е. П. Психология индивидуальных различий. – СПб.: Питер, 2004 – 701 с.
2. Колотилова О. И., Коренюк И. И., Хусаинов Д. Р., Черетаев И. В. Дофаминергическая система мозга. – Вестник Брянского государственного университета, 2014 - №4 – 11 с.
3. Алфимова М. В., Трубников В. И. Психогенетика агрессивности. – За рубежом – с. 112-123.
4. Суходольская Е. М. Изучение аллельного полиморфизма генов нейромедиаторных систем, ассоциированных с поведенческими реакциями: Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. – Москва, 2016 – 146 с.
5. Суходольская Е. М., Васильев В. А., Шибалев Д. В., Щербакова О. И. и др. Полиморфизм 3'-некодирующей области гена переносчика дофамина у мужчин из африканских популяций хадза и датога. – Молекулярная биология, 2014 – том 48 – с. 295-299.