Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zdrowie i choroby , Laboratorium

22 stycznia 2016

Szczepionka na stres

0 317

Co cię nie zabije, to cię wzmocni – mówi przysłowie. Większą szansę na przeżycie mają jednak ci, których natura wyposażyła w szczególny garnitur genów. Ludzie zaszczepieni na stres.

Niekiedy los rzuca nam kłodę już na starcie w życie. Przychodzimy na świat w kiepskich okolicznościach. Psychologowie przez 40 lat śledzili losy 700 dzieci, które urodziły się w 1955 roku na wyspie Kauai, należącej do archipelagu Hawajów. Aż 201 z nich miało kiepskie prognozy na przyszłość i właśnie ich los najbardziej interesował badaczy. Dorastały one w trudnych warunkach, ich rodzice często się kłócili, w domu panowała bieda, wciąż brakowało pieniędzy. Czy w efekcie rozwijały się potem gorzej niż ich rówieśnicy?

Rzeczywiście, ponad 60 proc. z nich miało problemy z nauką, przejawiało różne zaburzenia w zachowaniu. A co z resztą? Badania Emmy Werner, psychologa z University of California w Davis, pokazały, że co trzecie dziecko mimo trudnych warunków rozwijało się nadzwyczaj dobrze. Dzieci te chętnie się uczyły, kończyły szkoły z dobrymi wynikami. Zdobywały dobrze płatne zajęcia, znajdowały partnerów i tworzyły z nimi stabilne, zgodne związki. Po 40 latach, będąc już w średnim wieku, nadal miały się całkiem dobrze.

Jak to się dzieje, że w takich samych trudnych warunkach życia jedni poddają się, a inni rozwijają się dobrze, rozkwitają mimo jałowej gleby? W czym tkwi odporność psychiczna, która pozwala nam przeżyć traumę bez większego uszczerbku, przetrwać trudne chwile, pozbierać się skutecznie po największych dramatach? Ta kwestia przez dziesiątki lat nie dawała spokoju psychologom i socjologom. Szukali przesłanek tej odporności, zwanej przez nich resilience (prężność, sprężystość).
Badacze mózgu i genetycy interesują się mechanizmami, które odpowiadają za naszą stabilność psychiczną i odporność. Badania dowodzą, że zależy ona nie tylko od czynników społecznych i wychowania, lecz również od tego, czy mamy solidne „oprogramowanie” biologiczne. – Nie chodzi o to, by fenomen odporności zredukować do biologii. Jednak powinniśmy uwzględniać także podłoże genetyczne naszej zdolności przetrwania traumy – uważa Norbert Herschkowitz, emerytowany profesor pediatrii na Uniwersytecie w Bernie.

Gdyby udało się skojarzyć psychiczny pancerz ochronny z procesami biologicznymi, umożliwiłoby to prewencję zdrowia psychicznego. Jest to niezwykle ważne, biorąc pod uwagę, że na całym świecie rośnie liczba chorób psychicznych, przede wszystkim tych, które są skutkiem nadmiernego stresu. Jednak nie wszyscy ponoszą takie skutki. Niektórzy w sytuacji obciążenia, np. w miejscu pracy lub po utracie pracy, zaczynają chorować, cierpią na zaburzenia lękowe lub depresję, podczas gdy inni zachowują w takich sytuacjach równowagę emocjonalną. Dlaczego tak się dzieje?

Genomie – zmień się!
Wydaje się, że wzajemne oddziaływanie genów i otoczenia jest ważniejsze niż dotychczas sądzono. Zespół badaczy z Instytutu Psychiatrii Maxa Plan[-]cka w Monachium kierowany przez neurobiologa Rainera Landgrafa zbadał reakcje na stres wywołany w ściśle kontrolowanych warunkach. Oczywiście, z wiadomych powodów takich badań nie można prowadzić na ludziach. Naukowcy wykorzystali więc do badań myszy, które były specjalnie wyhodowane i miały określone cechy. Połowa z nich była bardzo strachliwa i niestabilna, połowa zaś zdecydowanie odporna i odważna. Uzyskano to poprzez modyfikację w genach. – Zmiana kilku tylko liter w sekwencji DNA, np. wymiana zasad adeniny i tyminy, drastycznie zwiększa szanse na to, że mysz będzie strachliwa i może popaść w depresję – wyjaśnia Landgraf.

Okazało się, że zwierzęta z grupy odpornych w krytycznych sytuacjach wydzielały mniej hormonów stresu, takich jak kortyzol. Głodne, potrafiły zachować się brawurowo i odnaleźć ukryte w labiryncie pożywienie, nie zważając na płomienie i oparzenia. Według Landgrafa, wiedziały, jak przetrwać trudne warunki i znały lepsze strategie działania. Uczyły się szybciej i wytrwalej dążyły do celu. Po emocjonującej sytuacji potrafiły się opanować, przezwyciężyć emocje i stres. Wypoczywały szybciej niż strachliwe myszy. Te ostatnie pod wpływem stresu gubiły się i długo błądziły po labiryncie, nim znalazły pokarm. Po takich przeżyciach przez długi czas były apatyczne i chowały się w kącie klatki.

W jaki sposób geny warunkują odporność na stres? Wydaje się, że kluczem do zrozumienia tej zależności mogą być neuroprzekaźniki. W roku 2004 monachijscy naukowcy odkryli znaczenie wazopresyny. Okazało się, że myszy z niskim poziomem tego neuroprzekaźnika w mózgu są mniej podatne na stres. – Gdy celowo zahamujemy aktywność genu stresu, który jest odpowiedzialny za produkcję wazopresyny, to jesteśmy w stanie uspokoić odpowiednie obwody sterownicze w mózgu – uważa Landgraf. Jednakże wspomniany gen jest jednym tylko elementem dużej układanki, która składa się z wielu cech dziedzicznych. – Dlate[-]go nie ma co liczyć, że powstanie kiedyś pigułka zapewniająca nam większą odporność. Ale może pewnego dnia uda nam się stworzyć cały koktajl różnych specyfików, dzięki któremu będzie to możliwe – przewiduje Landgraf.

W tym celu laboratoria na całym świecie badają dziesiątki genów, które wpływają na metabolizm w naszym mózgu. Pod lupę wzięto dwa kolejne neuroprzekaźniki – dopaminę i serotoninę.

Co ma szczęście do odporności
Kiedy w 2003 roku grupa naukowców kierowana przez genetyka molekularnego Avshaloma Caspi, prowadzącego wtedy badania w londyńskim King’s College, ogłosiła sensacyjne wyniki swoich badań, w świecie naukowym zawrzało. W ramach tzw. Dunedin Study naukowcy co dwa–trzy lata przez prawie 20 lat badali grupę ponad 1000 Nowozelandczyków. Uczestnicy odpowiadali w ankiecie na pytania dotyczące ich warunków życia oraz stanu zdrowia psychicznego. Zbadano ich także pod względem genetycznym. Rezultaty analiz wprawiły badaczy w zdumienie: odporność na trudne sytuacje życiowe bądź jej brak zależały od krótkiego odcinka genomu, który oddziałuje na metabolizm serotoniny w mózgu.
Odcinek ten, zwany 5-HTTLPR, występuje w dwóch wariantach. W krótkiej wersji określona sekwencja zasad powtarza się 14-krotnie, w dłuższej wersji – 16-krotnie. To właśnie ta drobna różnica decyduje o poziomie odporności na życiowe trudy. Osoby, które miały długi wariant tego genu w obydwu chromosomach, a więc odziedziczyły tę samą wersję genu po ojcu i po matce, były zdumiewająco stabilne psychicznie, nawet kiedy doświadczały kłopotów życiowych. Natomiast badani, którzy odziedziczyli po rodzicach dwie krótkie wersje tego genu lub wersję mieszaną, narażeni byli w dużym stopniu na depresję po przeżyciu trudnych sytuacji.

Długi wariant 5-HTTLPR dba o to, by mózg dysponował dużą ilością serotoniny. Jednakże kwestią sporną pozostaje to, w jaki sposób wspomniany odcinek genomu, uznawany za „gen szczęścia”, oddziałuje też na naszą równowagę psychiczną. W 2009 roku zespół genetyków pod kierunkiem Neila Rischa z University of California w San Francisco przeanalizował na nowo wyniki wielu badań. Naukowcy sięgnęli po dane pochodzące od ponad 14 tys. osób. I co stwierdzili? Nic, nie odkryli żadnego związku między wariantami „genu szczęścia” i psychiczną stabilnością w czasach kryzysu. Jak to wytłumaczyć?

Na huragan – przyjaciele
Pojawiło się przypuszczenie, że nie sam wariant genu, lecz dopiero relacje między cechami dziedzicznymi a otoczeniem decydują o tym, czy właściciel kluczowego odcinka genomu jest odporny, czy nie. Potwierdziło je badanie z 2007 roku przeprowadzone pod kierunkiem Deana Kilpatricka, psychologa z Medical University of South Carolina w Charleston. Naukowcy analizowali, jak bardzo ucierpiały psychicznie ofiary huraganów, które miały miejsce w 2004 roku. Okazało się, że wśród mieszkańców, którzy przeżyli huragan, nosiciele krótkiego wariantu genu byli bardziej narażeni na depresję lub zespół stresu pourazowego (PTSD). Jednak działo się tak tylko wtedy, gdy byli wystawieni na ekstremalne niebezpieczeństwo, a zarazem nie mieli wsparcia innych osób. Najwidoczniej dobrze funkcjonująca sieć kontaktów złożona z sąsiadów, przyjaciół i krewnych łagodzi negatywny wpływ stresu, nawet jeśli ofiara ma niekorzystny układ genów.
Wyniki wspomnianego Dunedin Study pokazały, jak przebiega interakcja między genami i środowiskiem. Zespół naukowców pod kierunkiem Avshaloma Caspi badał dzieci z różnymi wariantami genu MAO-A. Ten odcinek genomu reguluje produkcję monoaminoksydazy (MAO-A) – enzymu, który rozkłada różne neuroprzekaźniki w mózgu, m.in. odpowiada za degradację noradrenaliny – hormonu stresu. Jeśli wspomniany gen jest uszkodzony, powstaje nadmiar określonych neuroprzekaźników, co prowadzi do wzrostu agresji i zachowań antyspołecznych. Mutacja tego genu negatywnie wpływa na zachowanie, szczególnie u chłopców. Dlaczego właśnie u nich? Ponieważ gen ten znajduje się na chromosomie X, a ewentualny jego defekt u chłopców nie może być wyrównany przez normalną kopię na drugim chromosomie X, jak ma to miejsce u dziewczynek.

Naukowcy sprawdzili warianty
MAO-A u dzieci. Jednocześnie przeprowadzili wywiady i badania medyczne, próbując ustalić, jakie było ich dzieciństwo. Dociekali, czy rodzice znęcali się nad dziećmi, bili je, zaniedbywali lub wykorzystywali seksualnie. Jak można się było spodziewać, traumatyczne przeżycia w dzieciństwie zwiększały ryzyko, że później, po latach, szczególnie w okresie dorastania, pojawią się zaburzenia w relacjach społecznych (wzrasta prawdopodobieństwo, że nastolatek będzie manipulować innymi i zachowywać się agresywnie).

Jednakże okazało się, że liczy się także wariant genomu. U osób, które odziedziczyły niską aktywność MAO-A
i miały zarazem trudne dzieciństwo, zaburzenia zachowań społecznych wystąpiły w 8 na 10 przypadków. Natomiast jeśli badani posiadali wariant genu zapewniający dużą aktywność MAO-A, to mimo złego traktowania przez rodziców, tylko u 40 proc. z nich pojawiły się wspomniane zaburzenia zachowania. Wprawdzie zaburzenia zachowania pojawiały się w tej grupie dwa razy częściej niż u osób, które miały szczęśliwe dzieciństwo, ale zarazem o połowę rzadziej niż u badanych pozbawionych korzystnego genu. Dzięki niemu dziecko staje się odporne na przeciwności losu.

Więcej ciosów, większy spokój
Nie znamy mechanizmów, za pomocą których środowisko włącza lub wyłącza określone geny. Badania epigenetyczne pokazują jednak, jak nasze doświadczenia życiowe osłabiają lub wzmacniają wpływ genomu, nie zmieniając zarazem sekwencji DNA.

W 2009 roku grupa naukowców pod kierunkiem Dietmara Spenglera z Instytutu Psychiatrii Maxa Plancka w Monachium zbadała, w jaki sposób przeżyty wcześniej stres wpływa na substancję dziedziczną myszy. Badacze oddzielili na długi czas mysie niemowlęta od matek. Oczywiście, było to bardzo stresujące doświadczenie. Organizmy małych gryzoni produkowały w tej trudnej sytuacji duże ilości hormonu stresu i szybko ujawniały oznaki przeciążenia. Badania biologiczne ujawniły, jaka zmiana epigenetyczna leży u podstaw tego zjawiska: u zestresowanych zwierząt do odcinka DNA, który reguluje produkcję hormonu stresu, wazopresyny, przyłączało się mniej grup metylowych. W efekcie zwierzęta produkowały większe ilości tego neuroprzekaźnika.

Geny w połączeniu z doświadczeniami życiowymi oraz tym, czego się w ich trakcie nauczyliśmy, wpływają na procesy molekularne zachodzące w naszych komórkach. Znajduje to także odbicie w sposobie funkcjonowania naszego mózgu, gdy jest on zestresowany. Pokazał to eksperyment, którego wyniki opublikowali w 2006 roku badacze z zespołu Turhana Canli ze Stony Brook University w Nowym Jorku i Klausa-Petera Lescha z Uniwersytetu w Würzburgu.

Naukowcy porównali badanych z krótkim i długim wariantem genu 5-HTTLPR – transportera serotoniny. U osób, które miały dwa długie egzemplarze tego genu, obszary mózgu odpowiadające za doświadczanie strachu i stresu były mniej aktywne niż u tych, które miały krótszy wariant genu.

Następnie uczestnikom pokazano zdjęcia mocno przestraszonych twarzy. Oczywiście, zareagowało zarówno ciało migdałowate badanych, które przetwarza negatywne uczucia, np. strach, jak i hipokamp, który magazynuje wspomnienia...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy