Πώς το παιδικό στρες αλλάζει τον εγκέφαλο
Νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Neuron εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο οι δυσμενείς εμπειρίες κατά την παιδική ηλικία μπορούν να προκαλέσουν μακροχρόνιες αλλαγές στον εγκέφαλο και να αυξήσουν την ευαισθησία στο στρες αργότερα στη ζωή.
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στο λεγόμενο πρώιμο στρες ζωής (early-life stress, ELS) και προσπάθησαν να κατανοήσουν γιατί η παιδική αντιξοότητα έχει συνδεθεί με μεγαλύτερη ευαλωτότητα σε προβλήματα ψυχικής υγείας, όπως η κατάθλιψη, το άγχος και οι διαταραχές χρήσης ουσιών.
Το «αποτύπωμα» του στρες στον εγκέφαλο
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι το παιδικό στρες μπορεί να προκαλεί μακροχρόνιες αλλαγές στα νευρωνικά κυκλώματα που σχετίζονται με την ανταμοιβή. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η κοιλιακή καλυπτρική περιοχή (VTA), μια περιοχή του εγκεφάλου που περιλαμβάνει νευρώνες ντοπαμίνης.
Για να μελετήσουν τη διαδικασία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ποντίκια ως μοντέλο πρώιμου στρες. Κατά τις πρώτες ημέρες της ζωής τους, τα ζώα απομακρύνονταν καθημερινά από τη μητέρα τους για 3-4 ώρες και παράλληλα περιοριζόταν το υλικό που χρησιμοποιούσαν για τη δημιουργία φωλιάς.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες εξέτασαν τις επιγενετικές αλλαγές που είχαν σημειωθεί στη VTA, μελετώντας το DNA και τις ιστόνες, δηλαδή τις πρωτεΐνες γύρω από τις οποίες οργανώνεται το DNA.
Ιδιαίτερη σημασία είχε μια επιγενετική τροποποίηση που ονομάζεται H3K4me1, καθώς και το ένζυμο SETD7, το οποίο συμμετέχει στη δημιουργία της.
Ο ρόλος του SETD7
Τα πειράματα έδειξαν ότι το πρώιμο στρες αύξησε τόσο τα επίπεδα της H3K4me1 όσο και την παρουσία του SETD7 στη VTA. Οι αλλαγές αυτές συνδέονται με μια πιο «ανοιχτή» κατάσταση της χρωματίνης, η οποία μπορεί να διευκολύνει την ενεργοποίηση συγκεκριμένων γονιδίων όταν το άτομο έρθει αντιμέτωπο με νέο στρες.
Οι ερευνητές στη συνέχεια τροποποίησαν τεχνητά τη δραστηριότητα του SETD7 στα νεαρά ποντίκια, προκειμένου να διαπιστώσουν αν το ένζυμο αποτελεί απλώς έναν δείκτη ή συμμετέχει άμεσα στη διαδικασία.
Η αύξηση της έκφρασης του Setd7 οδήγησε σε 34% αύξηση της H3K4me1 στη VTA και ενίσχυσε την αντίδραση του εγκεφάλου στο στρες κατά την ενήλικη ζωή. Παράλληλα, οι νευρώνες ντοπαμίνης παρουσίασαν μεγαλύτερη διεγερσιμότητα μετά από στρεσογόνες εμπειρίες.
Η επίδραση φάνηκε και στη συμπεριφορά των ζώων. Το ποσοστό των ποντικιών που χαρακτηρίστηκαν ευάλωτα στο στρες αυξήθηκε από 8,3% σε 50% μετά την υπερέκφραση του Setd7.
Αντίθετα, όταν οι ερευνητές μείωσαν την έκφραση του Setd7, τα επίπεδα της H3K4me1 μειώθηκαν κατά 37%. Στα ποντίκια που είχαν εκτεθεί σε πρώιμο στρες, η παρέμβαση περιόρισε την υπερδιεγερσιμότητα των νευρώνων ντοπαμίνης και μείωσε την ευαισθησία στο στρες από 85% σε 33%.
Τι σημαίνουν τα ευρήματα
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το πρώιμο στρες μπορεί να αφήνει ένα είδος «επιγενετικού αποτυπώματος» στον εγκέφαλο. Το αποτύπωμα αυτό φαίνεται να προετοιμάζει ορισμένα νευρωνικά κυκλώματα ώστε να αντιδρούν εντονότερα σε μελλοντικές στρεσογόνες εμπειρίες.
Το σύστημα SETD7/H3K4me1 φαίνεται να αποτελεί έναν από τους μηχανισμούς που συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία.
Ωστόσο, οι ερευνητές τονίζουν ότι τα ευρήματα δεν μπορούν να μεταφερθούν άμεσα στον άνθρωπο. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια και δεν αποδεικνύει ότι μια θεραπεία που θα στοχεύει το SETD7 θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια ή αποτελεσματικότητα στους ανθρώπους.
Υπάρχουν επίσης περιορισμοί στις γενετικές παρεμβάσεις που χρησιμοποιήθηκαν, ενώ τα είδη στρες στα πειράματα δεν μπορούν να αναπαράγουν πλήρως την πολυπλοκότητα των ανθρώπινων εμπειριών κατά την παιδική ηλικία.
Συνολικά, η μελέτη προσθέτει νέα στοιχεία στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι δυσμενείς εμπειρίες της παιδικής ηλικίας μπορούν να επηρεάζουν τον εγκέφαλο για πολλά χρόνια. Η περαιτέρω μελέτη αυτών των επιγενετικών μηχανισμών ενδέχεται στο μέλλον να συμβάλει στην ανάπτυξη παρεμβάσεων που ενισχύουν την ανθεκτικότητα απέναντι στο στρες.