دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنتلوئیس و دانشگاه پرینستون با مطالعه بر روی دیانای موشها دریافتهاند که استرس شدید در دوران کودکی ممکن است اثری زیستی و ماندگار در مغز ایجاد کند که دههها بعد، حساسیت فرد را نسبت به فشارها و دشواریهای زندگی افزایش دهد.
استرس شدید در دوران کودکی میتواند آسیبپذیری فرد را در برابر اضطراب، افسردگی و دیگر اختلالات خلقی افزایش دهد؛ بهویژه زمانی که فرد در سالهای بعدی زندگی با چالشهای تازهای روبهرو میشود. اکنون دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنتلوئیس و دانشگاه پرینستون، فرایندی زیستی را شناسایی کردهاند که میتواند به توضیح این موضوع کمک کند که چرا تجربههای آسیبزا در سالهای نخست زندگی، آثار بلندمدتی بر مغز بر جای میگذارند.
آگهی
آگهی
دانشمندان پیشتر میدانستند که استرس در دوران رشد اولیه میتواند فعالیت ژنها را در مغز تغییر دهد. یافتههای جدید نشان میدهد که بخشی از این تغییرات، ریشه در نحوه جاگیری دیانای در سلولهای مغزی دارد. دشواریها و تجربیات نامطلوب دوران کودکی ممکن است با فعال شدن آسانتر برخی ژنهای مرتبط با استرس، مغز را در سالهای بعد واکنشپذیرتر و تحمل آن را در برابر استرسهای آینده کمتر کنند.
استرس دوران کودکی چگونه بستهبندی دیانای را تغییر میدهد؟
بیش از نیمی از کودکان در سراسر جهان نوعی استرس یا تجربه نامطلوب در سالهای نخست زندگی را تجربه میکنند که میتواند شامل آزار و سوءرفتار، خشونت یا مصرف مواد مخدر در محیط خانواده و دیگر رویدادهای آسیبزا باشد.
تجربه کردن چهار مورد یا بیشتر از این رویدادهای نامطلوب با افزایش چشمگیر خطر ابتلا به مشکلات جسمی و روانی در سالهای بعد زندگی مرتبط است.
برای درک اینکه این تجربیات چگونه میتوانند مغز در حال رشد را بهطور فیزیکی تغییر دهند، پژوهشگران تمرکز خود را بر ناحیهای از مغز به نام ناحیه تگمنتال شکمی گذاشتند.
این ناحیه از مغز حاوی نورونهایی است که دوپامین تولید میکنند؛ دوپامین یک پیامرسان شیمیایی است که در پردازش تجربههای مهم، از جمله پاداش و دشواری و تجربههای ناخوشایند، نقش دارد.
هنگامی که استرس باعث میشود این نورونها بهطور غیرطبیعی فعال شوند، فرایند پردازش پاداش میتواند مختل شود و در نتیجه، آسیبپذیری فرد در برابر اضطراب و افسردگی افزایش یابد.
پژوهشگران سپس اپیژنوم موجود درون این نورونهای تولیدکننده دوپامین را بررسی کردند. اپیژنوم مجموعهای از نشانگرهای مولکولی است که به کنترل روشن یا خاموش شدن ژنها کمک میکنند و در نهایت بر نحوه عملکرد سلولها تأثیر میگذارند.
کاترین ینسن پنیا، دکترای علوم، استادیار مؤسسه علوم اعصاب دانشگاه پرینستون و نویسنده ارشد و یکی از نویسندگان مسئول این مطالعه، دیانای درون سلول را به یک فنر مارپیچی تشبیه کرد. دیانای به دور پروتئینهایی به نام هیستون پیچیده شده است؛ پروتئینهایی که به کنترل میزان فشردگی یا بازشدگی آن کمک میکنند.
هنگامی که این ساختار ژنتیکی بهشدت فشرده باشد، دسترسی به ژنها دشوارتر میشود و آنها در حالت خاموش باقی میمانند. اما زمانی که این ساختار شل و باز میشود، سلول راحتتر میتواند ژنها را فعال کند.
آنزیمی به نام «SETD7»؛ عاملی که سلولهای مغزی را برای استرسهای آینده آماده میکند
پژوهشگران در موشهای جوانی که در معرض استرس قرار گرفته بودند، در مقایسه با موشهایی که در شرایط معمول رشد کرده بودند، سطح بالاتری از آنزیمی به نام «SETD7» را در نورونهای تولیدکننده دوپامین مشاهده کردند.
آنزیم «SETD7» موجب افزودن یک نشانگر شیمیایی به نام «H3K4me1» به سیستم بستهبندی دیانای میشود.
به گفته پنیا، این نشانگر باعث میشود ساختار ژنتیکی بازتر شود و سلول نسبت به اتفاقاتی که در محیط پیرامونش رخ میدهد، واکنشپذیرتر باشد.
برای بررسی اینکه آیا خودآنزیم «SETD7» میتواند این تغییرات را ایجاد کند، دانشمندان سطح این آنزیم را بهطور مصنوعی در موشهای جوانی افزایش دادند که در معرض استرس در سالهای نخست زندگی قرار نگرفته بودند.
با بالغ شدن حیوانات، سلولهای مغزی تولیدکننده دوپامین در آنها ساختار دیانای بازتری پیدا کردند؛ در نتیجه، فعال شدن ژنهای مرتبط با واکنش به استرس آسانتر شد.
این موشها همچنین در دوران بزرگسالی تحمل کمتری در برابر استرس نشان دادند.
حیواناتی که در دوران جوانی سطح «SETD7» بالاتری داشتند، در بزرگسالی نورونهای دوپامین واکنشپذیرتری پیدا کردند و رفتارهای اضطرابی بیشتری از خود نشان دادند؛ در حالی که موشهایی که سطح «SETD7» آنها در طول زندگی طبیعی باقی مانده بود، چنین تغییراتی نداشتند.
مهار «زخم» مولکولی
پژوهشگران سپس رویکرد معکوس را آزمایش کردند. پس از قرار گرفتن موشها در معرض استرس در سالهای نخست زندگی، آنها مانع از آن شدند که «SETD7» مقدار بیش از حد نشانگر «H3K4me1» را به دیانای اضافه کند.
این کار باعث شد ساختار دیانای فشردهتر باقی بماند و از حساس شدن غیرطبیعی موشها به استرس در سالهای بعد زندگی جلوگیری شود.
حتی موشهایی که هم در دوران رشد اولیه و هم دوباره در بزرگسالی در معرض استرس قرار گرفته بودند، در صورتی که فعالیت «SETD7» در آنها کاهش یافته بود، رفتاری بسیار شبیه موشهایی داشتند که هرگز در معرض استرس قرار نگرفته بودند.
آنها از نظر رفتار اجتماعی و میزان جستوجو و کاوش در محیط، تفاوت قابلتوجهی با حیوانات بدون تجربه استرس نداشتند و فعالیت نورونهای دوپامین آنها نیز در سطح طبیعی باقی مانده بود.
این یافتهها نشان میدهد که «SETD7» و تغییراتی که این آنزیم در بستهبندی دیانای ایجاد میکند، ممکن است در شکلگیری نوعی حافظه مولکولی ماندگار از تجربیات نامطلوب دوران نخست زندگی نقش داشته باشند.
این نتایج همچنین یک مسیر زیستی مشخص در اختیار پژوهشگران قرار میدهد تا آن را بهعنوان یک هدف احتمالی برای مداخلات درمانی آینده بررسی کنند.
پنیا گفت: «در حال حاضر هیچ درمانی برای پیامدهایی که استرس دوران نخست زندگی بر مغز میگذارد وجود ندارد؛ بخشی از دلیل آن این است که تاکنون تصویر روشنی از سازوکارهای مولکولی که باید هدف قرار گیرند نداشتهایم.»
او افزود: «این پژوهش هیجانانگیز است، زیرا یک سازوکار مشخص را آشکار میکند و همچنین به توضیح این موضوع کمک میکند که چرا تأثیر استرس هم میتواند پنهان و دیررس باشد و هم دامنه گستردهای داشته باشد.»
این متخصص اعصاب در مورد راهحل و درمان ادامه داد:« اگر بتوانیم در دورههای حساس رشد، از طریق مراقبتهای حمایتی، درمان یا منابع و حمایتهای اجتماعی مداخله کنیم و فشار و آسیب واردشده به کودکان را کاهش دهیم، شاید بتوانیم از اپیژنوم آنها محافظت کنیم؛ یعنی مانع شویم که این «فنر مارپیچی ژنتیکی» در وضعیت باز دوباره قفل شود، شاید به مغز در حال رشد فرصت دهیم تا توانایی طبیعی خود برای تابآوری را ایجاد کند.»