Οι επιστήμονες το έχουν δείξει περιβάλλοντος Το άγχος μπορεί να επηρεάσει τη φυσιολογική ανάπτυξη του νευρικός σύστημα σε σκουλήκια που πλησιάζουν στην εφηβεία
Οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν πώς τα γονίδιά μας (η γενετική μας σύνθεση) και διαφορετικά περιβάλλοντος παράγοντες μας διαμορφώνουν νευρικού συστήματος κατά την πρώιμη ανάπτυξη όταν μεγαλώνουμε. Αυτή η γνώση μπορεί να βελτιώσει την κατανόησή μας για τις διάφορες νευρολογικές διαταραχές που προκαλούνται κυρίως όταν τα φυσιολογικά νευρικά κυκλώματα στο νευρικό μας σύστημα καταρρέουν. Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Φύση, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια μελέτησαν το νευρικό σύστημα μικρών διαφανών σκουληκιών (C. elegans) για να διευκρινιστεί η κατανόηση του πώς διαμορφώνεται. Δείχνουν ότι το άγχος που προκαλείται από περιβαλλοντικούς παράγοντες μπορεί να έχει μια μόνιμη έντονη επίδραση στις συνδέσεις που λαμβάνουν χώρα στο νευρικό σύστημα που εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Στο πείραμά τους έκαναν τα αρσενικά σκουλήκια να υποστούν ασιτία λίγο πριν τα σκουλήκια υποβληθούν σε σεξουαλική ωρίμανση με στόχο να σταματήσουν την εφηβεία τους. Η έκθεση σε εξωτερικό στρες, συγκεκριμένα η πείνα, ακόμη και λίγες μέρες πριν από τη σεξουαλική ωρίμανση επηρέασε τα πρότυπα καλωδίωσης των κρίσιμων νευρωνικών κυκλωμάτων στο σκουλήκι νευρικός σύστημα αποτρέποντας έτσι την πραγματοποίηση κανονικών αλλαγών. Το πρόγραμμα επανακαλωδίωσης του νευρικού τους συστήματος ουσιαστικά διακόπηκε. Κάποτε αυτάτόνισεΤα αρσενικά πέρασαν την εφηβεία και έγιναν ενήλικες, τα ανώριμα κυκλώματα παρέμεναν ακόμα στο νευρικό τους σύστημα, με αποτέλεσμα να συνεχίσουν να ενεργούν ανώριμα. Η ανωριμότητά τους κρίθηκε παρατηρώντας ότι τα στρεσαρισμένα ενήλικα αρσενικά σκουλήκια έδειξαν υψηλή ευαισθησία σε μια τοξική χημική ουσία που ονομάζεται SDS σε σύγκριση με τα κανονικά ενήλικα αρσενικά. Τα στρεσαρισμένα σκουλήκια περνούσαν επίσης περιορισμένο χρόνο με άλλα ερμαφρόδιτα σκουλήκια και είχαν δυσκολίες στο ζευγάρωμα.
Επιστήμονες έκανε αυτή την κρίσιμη ανακάλυψη όταν κάποια σκουλήκια έμειναν κατά λάθος χωρίς επίβλεψη για μερικές εβδομάδες και δεν τους δόθηκε τροφή. Αυτό οδήγησε σε μια παύση στην κανονική ανάπτυξη των σκουληκιών και εισήλθαν σε μια κατάσταση που ονομάζεται «κατάσταση dauer». Αυτή η κατάσταση μοιάζει με μια προσωρινή διακοπή της φυσιολογικής ανάπτυξης ενός οργανισμού. Στην περίπτωση των σκουληκιών, όταν τα ανώριμα σκουλήκια αισθάνθηκαν οποιοδήποτε είδος στρες, συμβαίνει μια προσωρινή παύση στην κανονική ανάπτυξή τους για μήνες και αργότερα, μόλις φύγει το στρες, η ανάπτυξή τους συνεχίζεται. Έτσι, αφού πέρασε το άγχος της πείνας, τα σκουλήκια επέστρεψαν στο κανονικό τους περιβάλλον και συνέχισαν να ωριμάζουν σε ενήλικες. Κατά την εξέταση του νευρικού συστήματος των πλέον ενήλικων σκουληκιών, διαπιστώθηκε ότι κάποιες ανώριμες συνδέσεις στις ουρές του αρσενικού σκουληκιού διατηρήθηκαν οι οποίες ιδανικά θα είχαν εξαλειφθεί (ή κλαδευτεί) κατά τη σεξουαλική ωρίμανση. Οι ερευνητές ερεύνησαν περαιτέρω για να δηλώσουν ότι η «κατάσταση dauer» προκλήθηκε αποκλειστικά από το άγχος της πείνας και όχι από οποιαδήποτε άλλη μορφή στρες. Το άγχος οδήγησε στην επαναχάρτιση των συρμάτινων διαγραμμάτων τους. Τα αντίθετα αποτελέσματα δύο νευροδιαβιβαστών – της σεροτονίνης και της οκτοπαμίνης – ελέγχουν το κλάδεμα των κυκλωμάτων. Τα στρεσαρισμένα σκουλήκια είχαν υψηλή ποσότητα οκτοπαμίνης που στη συνέχεια εμπόδιζε την παραγωγή σεροτονίνης. Εάν χορηγήθηκε σεροτονίνη σε ανώριμα αρσενικά κατά τη διάρκεια του στρες, τότε πραγματοποιήθηκε κανονικό κλάδεμα και οι ενήλικες αρχίζουν να εμφανίζουν ώριμη αντίδραση στο SDS. Σε σύγκριση όταν δόθηκε οκτοπαμίνη σε ανώριμα αρσενικά, αυτό εμπόδισε το κλάδεμα του κυκλώματος. Η μελέτη δείχνει ότι το στρες μπορεί να έχει πιθανή επίδραση στις αλλαγές στο νευρικό σύστημα όταν νωρίς αναπτύσσεται. Ο νευροδιαβιβαστής σεροτονίνη σχετίζεται με την ψυχική κατάσταση της κατάθλιψης στους ανθρώπους.
Θα μπορούσε αυτή η πιθανότητα να ισχύει και για τους ανθρώπους τότε; Δεν είναι απλό στους ανθρώπους, καθώς έχουμε ένα πολύ μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο νευρικό σύστημα σε σύγκριση με τα ζώα. Ωστόσο, τα σκουλήκια είναι ένα απλό αλλά αποτελεσματικό μοντέλο οργανισμών για τη μελέτη και ανάλυση των νευρικών συστημάτων. Οι κύριοι ερευνητές αυτής της μελέτης ξεκίνησαν ένα έργο που ονομάζεται ceNGEN μέσω του οποίου θα χαρτογραφήσουν τη γενετική σύνθεση και τη δραστηριότητα κάθε νευρώνα στο νευρικό σύστημα του σκουληκιού C. elegans, το οποίο θα βοηθούσε στην κατανόηση των φάσεων του νευρικού συστήματος με μεγαλύτερη λεπτομέρεια και την πιθανή συνεργασία μεταξύ του γενετική σύνθεση και τις εμπειρίες κάποιου.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Bayer EA και Hobert O. 2018. Η εμπειρία του παρελθόντος διαμορφώνει τη σεξουαλικά διμορφική νευρωνική καλωδίωση μέσω μονοαμινεργικής σηματοδότησης. Φύση. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
