Как се отразява стресът в ранна възраст на мозъчните клетки

Силният стрес в детството може да направи човека по-податлив на тревожност, депресия или друг вид афективно разстройство при сблъсък с тежки преживявания в зряла възраст. Учени от медицинското училище на Вашингтонския университет и университета в Принстън описват механизма, по който травмата през първите години от живота оставя траен отпечатък върху мозъка.

Известно е, че стресът в ранна възраст променя активността на гени в мозъка. Новото изследване разкрива, че това се дължи на промени в начина, по който мозъчните клетки „окомплектоват“ ДНК. Тези промени от своя страна улесняват активирането на генетичната реакция на стрес и намалява устойчивостта на организма, когато е подложен на стрес.

Резултатите са публикувани в списание Neuron.

При стрес ДНК спиралата на мозъчните клетки се разтяга

Повече от половината деца по света са изложени на стрес заради упражнено насилие, семейна дисфункция като например употреба на наркотици или друг вид травматично събитие. Натрупването на четири или повече такива събития може да увеличи значително риска от дългосрочни психични и физически увреждания след десетилетия.

За да разбере как травмата в ранното детско развитие променя физически мозъка, екипът се фокусира върху област, наречена ventral tegmental area. Там мозъчните клетките, които произвеждат допамин, обработват важна информация, свързана със заобикалящата среда, включително с възнаграждаването и неприятните преживявания. Когато клетките се активират по необичаен начин, например при стрес, се нарушава механизма, по който мозъкът обработва възнагражденията. С други засегнатият може по-лесно да развие тревожност или депресия.

Изследователите анализират задълбочено и епигенома – набор от молекулни етикети, които карат клетката да включва и изключва различни гени и по този начин влияят на нейната активност. „Във вътрешността на клетките ДНК е с формата на популярната играчка пружина слинки“, пояснява проф. Катрин Йенсен Пеня от Принстън, която е и съавтор на настоящото изследване. ДНК спиралите се увиват около хистоните – протеини, които определят колко стигнато или разхлабено да е навита самата ДНК спирала. Когато генетичното „слинки“ е компресирано, гените му се изключват. Ако е разтегнато и по-отворено, гените по-лесно могат да бъдат включени.

Учените откриват, че ензимът SETD7 е в по-голямо количество в допаминовите неврони на млади мишки, които изпитват стрес, отколкото в невроните на мишки в обичайната им спокойна среда. "SETD7 помага да се постави химичен етикет H3K4me1 на генетичната пружина (слинки), което пък прави клетката по-реактивна на всяко събитие наоколо“, допълва още Пеня.

В следващата фаза от проучването си специалистите засилват по изкуствен начин активността на ензима SETD7 в млади мишки, които не са изложени на стрес. Дори при тези обстоятелства, без да са изправени пред трудна ситуация, животните порастват с разпъната ДНК структура в мозъчните клетки, които произвеждат допамин. Както стана ясно, разпънатата спирала улеснява включването на гените, които реагират при стрес, тоест устойчивостта на мишките на стрес в зряла възраст ще е значително по-ниска.

Резултатите показват, че зрелите миши индивиди с изкуствено завишени нива на ензима SETD7 в ранна възраст имат по-силрно реактивни допаминови неврони и са с по-тревожно поведение от мишките с нормални нива на SETD7.

Блокиране на ензима SETD7 ограничава вредите

Обратно, когато учените блокират SETD7, ДНК спиралата остават стегната, което предпазва мишките от свръхчувствителност при стрес в зряла възраст. Дори преживелите стрес в ранна и след това зряла възраст мишки успяват да се справят с него ефективно, ако нивото на SETD7 е намалено. Техните допаминови неврони също запазват обичайната си активност.

„Към днешна дата няма начини за излекуване на травма, нанесена в детска възраст, защото не знаем кои молекулни механизми да изследваме. Настоящото проучване ни показа един възможен ясен механизъм и ни помогна да разберем защо стресът има и латентен (“спящ“) ефект, който може да се прояви десетки години по-късно“ пояснява Пеня.