Zgodnje življenje Stres škoduje duševno funkcijo in imunski sistem v poznejših letih, v skladu z novimi raziskavami | 2020

Vsebina:

Anonim

Vpogled v en potencialni mehanizem izhaja iz študij, ki kažejo, kako lahko materinska oskrba povzroči spremembe v metilaciji gena pri potomcih. Druga nova raziskava je odkrivanje, kako lahko stresi med nosečnostjo in zgodnjim življenjem vplivajo na učenje in spomin ter tudi na imunsko funkcijo, mnogo kasneje v življenju, dolgo po tem, ko je stres izginil. Še druge študije razkrivajo celično osnovo, kako lahko zgodnji življenjski stres povzroči kasnejše kognitivne motnje, učinke uporabe selektivnih zaviralcev prevzema serotonina, kot je Prozac v zgodnjem razvoju na čustveno vedenje odraslih miši in kako izkušnje - lov v primeru hlevov - lahko dramatično poveča prilagodljivost odraslih živali na nove dražljaje. Te študije skupaj kažejo na zanimive nove pristope za potencialno zmanjšanje ali preprečevanje teh dolgoročnih sprememb, ki lahko vodijo do bolezni ali psihopatologije.

Stresi, kot so zanemarjanje in zloraba med otroštvom, lahko povzročijo izgubo spomina in motene kognitivne sposobnosti, ki se pojavijo pozneje v življenju, je ugotovila študija na Kalifornijski univerzi v Irvinu. Študija, ki je bila izvedena na podganah, jasno kaže pozen začetek in počasno napredovanje primanjkljajev v komunikaciji med možganskimi celicami v hipokampusu, možganski regiji, vključeni v učenje, shranjevanje in odpoklic spominov.

Kristen Brunson, visoki član skupine Tallie Z. Baram, in njeni sodelavci so ugotovili, da je omejitev materiala za gnezdenje v kletkah, kjer so neonatalne podgane živele s svojimi materami, povzročile čustveni stres tako matere kot njihovih mladičev. Vsi dokazi o tem stresu so izginili, ko so mladiči odrasli. Vendar pa so se ti tako imenovani »diplomanti« zgodnjega življenjskega stresa, začenši v srednjih letih, začeli pozabljati na lokacijo predmetov, ki so jih že videli. Prav tako so se poslabšali pri prepoznavanju predmetov, s katerimi so se srečali prejšnji dan.Te težave so se poslabšale, ko so podgane postajale starejše, veliko hitreje kot pri podganah, ki so bile vzgojene v prvem tednu življenja v bolj negativnih pogojih.

V sodelovanju z dr. Garyjem Lynchom in dr. Enikom Kramarjem iz Kalifornijske univerze, Irvine, Brunson in Baram so ugotovili, da je komunikacija med možganskimi celicami, ki se štejejo za celično osnovo za učenje in spomin, napačna v sredini starih podgan. Zapisi o električni aktivnosti možganskih celic so bili normalni pri mladih odraslih podganah, ki so bili izpostavljeni zgodnjemu življenjskemu stresu, vendar so postali zelo moteni, ko so dosegli srednjo starost.

"Zdaj, ko so bili konkretni primanjkljaji v komunikaciji z možganskimi celicami ugotovljeni v podcenjenih podganah v zgodnjem življenju, je morda mogoče najti specifične molekule in oblikovati zdravila za preprečevanje pomanjkljivosti," pravi Baram.

V drugih delih so raziskovalci pri podganah pokazali, da stres v zadnji tretjini nosečnosti vpliva na sposobnost odraslega potomca, da se odzove na izzive, ki jih ima njihov imunski sistem. Dr. Heather Richardson in njeni sodelavci Soon Lee, PhD; Dr. Dong Seo in dr. Catherine Rivier s Inštituta Salk v La Jolla v Kaliforniji sta ugotovila, da so spremembe v odzivu potomcev na imunski izziv deloma posledica pomanjkanja dušikovega oksida, signalizacijskega sistema v možgani, ki povezujejo imunski in stresni sistem.

29 brejih podganah je bilo med zadnjo tretjino nosečnosti dnevno izpostavljeno enemu od dveh stresov; kontrole v tej skupini so ostale same. Odrasli ženski potomci so nato dobili intravensko injekcijo lipopolisaharida, imunskega izzivalca, za katerega je znano, da povzroča stres in imunski odziv. Odrasli so bili žrtvovani bodisi na nič, eno ali dve uri po injiciranju lipopolisaharida in raziskovalci so izmerili ekspresijo sintaze dušikovega oksida, gena, ki je kritičen za proizvodnjo dušikovega oksida v živčnem sistemu. V vsaki od šestih skupin smo uporabili približno šest živali.

Kontrolne živali so pokazale normalno povečanje sintaze dušikovega oksida, medtem ko živali mater, ki so bile med nosečnostjo izpostavljene med obema stresorjema, niso pokazale tega odziva.

"Ta ugotovitev kaže, da lahko kronični stres, ki ga doživljajo matere podgane med nosečnostjo, vpliva na normalen razvoj signalizacijskega sistema, ki je pomemben za komunikacijo med stresom in imunskim sistemom," pravi Richardson.

Zaviralci ponovnega privzema serotonina (SSRI), kot je Prozac, se vedno pogosteje uporabljajo za zdravljenje psihiatričnih stanj pri otrocih in nosečnicah, vendar je malo znanega o njihovih učinkih na živčni sistem v razvoju. Nove raziskave dr. Mark Ansorge; Mingming Zhou, dr. Alena Lira, BS; Rene Hen, dr. in dr. Jay Gingrich na univerzi Columbia opisuje učinke uporabe SSRI med zgodnjim razvojem na čustveno vedenje odraslih miši. Delo bo objavljeno v Science 29. oktober.

Serotonin je najpogosteje znan po svoji vlogi nevrotransmiterja, ki vpliva na razpoloženje, anksioznost, agresijo, spanje, apetit in kognicijo. V zgodnjem življenju serotonin pomaga pri razvoju možganov, v procesih, kot so delitev, diferenciacija in migracija nevronov ter razvoj povezav med nevroni. Zaviralci ponovnega privzema serotonina delujejo tako, da blokirajo serotoninski transporter (5-HTT) in tako povečajo prenos serotonina.

Raziskovalci so uporabili strategijo, ki vključuje zdravljenje z zdravili pri normalnih in gensko spremenjenih miših, da bi raziskali, ali zgodnja postnatalna inhibicija funkcije 5-HTT spremeni čustveno obnašanje v življenju. Miši s polno, vmesno in ukinjeno ekspresijo 5-HTT gena so zdravili s fiziološko raztopino (kontrolno) ali fluoksetinom od 4. do 21. dneva po porodu. Miši smo testirali kot odrasle nekaj tednov po prekinitvi izpostavljenosti fluoksetinu.

V drugem poročilu sta dr. Martha Farah in njeni kolegi z Univerze v Pensilvaniji ugotovili, da je stres življenja v revščini v mestih prizadel učenje in razvoj spomina pri otrocih.

Farah in njeni kolegi so preučevali učinek zgodnjega otroštva na poznejše kognitivne sposobnosti 60 srednjih srednješolcev. Domače življenje otrok je bilo ocenjeno v starosti od 4 do 8 let. Za merjenje stopnje zaščite otrok ali izpostavljenosti stresu v teh starostnih obdobjih so bile ugotovljene ravni starševske topline, sprejemanja in odzivnosti. Izmerili smo tudi količino kognitivne stimulacije, ki smo jo dobili doma.

Ko so bili otroci srednješolci, so opravili dva testa spomina, v katerih sta opravili preprosto nalogo z linijskimi risbami predmetov in fotografij obrazov, pozneje pa so bili pozvani, da prepoznajo katere predmete in obraze so videli prej. Družbena in čustvena kakovost starejšega domačega življenja je bil edini dejavnik, ki je vplival na učenje, merjeno s temi testi.

"Ugotovitev, da je le socialna in čustvena kakovost teh otroških domov vplivala na njihovo sposobnost učenja v poznejšem otroštvu, odraža ugotovitve o zgodnjem stresu in razvoju spomina pri raziskavah na živalih," pravi Farah. "Drugi dejavniki, za katere se pogosto misli, da vplivajo na kognitivni razvoj otrok - kognitivna stimulacija, materinski IQ ali prenatalna izpostavljenost drog - niso vplivali na spomin."

Joseph Bergan, podiplomski študent v laboratoriju dr. Erica Knudsena in njegovi sodelavci na Univerzi Stanford, so raziskali, kako izkušnje oblikujejo funkcionalne lastnosti centralnega živčnega sistema v hlevih. Sovice so se izkazale za odličen model za preučevanje, kako izkušnje prinašajo spremembe v možganih, in kako so te spremembe postale težje s starostjo.

Sovice morajo lokalizirati plen natančno, da lahko ponoči uspešno lovijo. Lov temelji na natančni lokalizaciji tako slušnih kot vizualnih stimulacij-procesov, ki jih je mogoče spremljati v več možganskih področjih. Raziskovalci so izmerili usklajenost med zvočnimi in vizualnimi preslikavami v teh možganskih področjih v 12 normalnih odraslih soveh. Razmerje zvočnih in vizualnih dražljajev je bilo nato prekinjeno z očali, ki so vizualni svet premaknili za 17 stopinj vodoravno. Medtem ko so nosili prizmatična očala, so nekaterim sovam dovolili, da lovijo, medtem ko so druge hranili mrtve miši. Po 10 tednih smo ponovno izmerili usklajenost zvočnih in vizualnih zemljevidov. Raziskovalci so ugotovili, da so izkušnje z lovom dramatično povečale sposobnost odraslih sov, da se prilagodijo novim avdiovizualnim odnosom.

»To delo kaže, da je zvočna lokalizacija poti odrasle sove bolj plastična kot se je prej mislilo,« pravi Bergan. "Toda ugotovili smo tudi, da so za odrasle sove potrebovali veliko bolj specifično čutno izkušnjo - lov, na primer - da bi spremenili živčno funkcijo kot juvenilne sove."

V drugih delih, Michael Meaney iz McGill University, Douglas Hospital Research Center, v Montrealu, Kanada, opisuje, kako lahko spremembe v materinski oskrbi povzročijo trajne spremembe v izražanju genov pri potomcih. Meaney bo podal posebno predavanje na temo »Okoljsko« programiranje »individualnih razlik v obrambnem in reproduktivnem obnašanju z učinkom mater na strukturo kromatina in ekspresijo genov«, torek, 26. oktober, ob 11:15.

Pri podganah učinki matere na odziv na stres vključujejo stabilne postnatalne spremembe v strukturi kromatina, kot je metilacija DNA. "Zgodnje izkušnje lahko dejansko spremenijo interakcije protein-DNA, ki uravnavajo izražanje genov," pravi Meaney. "Učinki interakcije med materjo in otrokom na strukturo kromatina lahko določijo podlago za razvoj stabilnih individualnih razlik v funkciji hormonov in njihovem vedenju v življenjski dobi."