Το έντονο στρες στην παιδική ηλικία μπορεί να κάνει ένα άτομο πιο ευάλωτο στο άγχος, την κατάθλιψη και άλλες διαταραχές της διάθεσης, όταν προκύψουν νέες δυσκολίες αργότερα στη ζωή του, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Neuron».
Ειδικότερα, επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις και το Πανεπιστήμιο Πρίνστον εντόπισαν μια βιολογική διαδικασία που μπορεί να εξηγεί γιατί ένα τραύμα σε μικρή ηλικία επηρεάζει τον εγκέφαλο για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα.
Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι το στρες στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης μπορεί να μεταβάλει τη δραστηριότητα των γονιδίων στον εγκέφαλο. Τα νέα ευρήματα δείχνουν ότι οι αλλαγές αυτές σχετίζονται εν μέρει με τον τρόπο οργάνωσης του DNA μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα. Οι δύσκολες εμπειρίες σε μικρή ηλικία μπορεί να διευκολύνουν την ενεργοποίηση ορισμένων γονιδίων που σχετίζονται με το στρες. Έτσι, ο εγκέφαλος ενδέχεται να αντιδρά εντονότερα και να δυσκολεύεται περισσότερο να ανταπεξέλθει σε μελλοντικές στρεσογόνες καταστάσεις.
«Εντοπίσαμε μια νέα βιολογική διαδικασία που συνδέει τις αντίξοες εμπειρίες σε μικρή ηλικία με τη μακροχρόνια ευαλωτότητα στις ψυχικές διαταραχές», εξήγησε η Meaghan Creed, αναπληρώτρια καθηγήτρια Αναισθησιολογίας στο WashU Medicine και εκ των συγγραφέων της μελέτης. «Το εύρημα αυτό αποκαλύπτει ένα πραγματικό βιολογικό σημάδι που αφήνει στα εγκεφαλικά κύτταρα ένα τραύμα το οποίο βιώθηκε κατά την ανάπτυξη. Παράλληλα, προσφέρει στους επιστήμονες έναν συγκεκριμένο βιολογικό στόχο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών και παρεμβάσεων».
Πώς το στρες στην παιδική ηλικία αλλάζει την οργάνωση του DNA
Πάνω από τα μισά παιδιά παγκοσμίως βιώνουν κάποια μορφή στρες σε μικρή ηλικία, όπως κακοποίηση, βία, χρήση ουσιών μέσα στο σπίτι ή άλλα τραυματικά γεγονότα. Η έκθεση σε 4 ή περισσότερες τέτοιες δυσμενείς εμπειρίες συνδέεται με σημαντικά αυξημένο κίνδυνο προβλημάτων σωματικής και ψυχικής υγείας αργότερα στη ζωή.
Για να κατανοήσουν πώς αυτές οι εμπειρίες μπορούν να μεταβάλουν τη δομή και τη λειτουργία του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην κοιλιακή καλυπτρική περιοχή. Η συγκεκριμένη περιοχή περιέχει νευρώνες που παράγουν ντοπαμίνη, έναν χημικό αγγελιοφόρο ο οποίος συμμετέχει στην επεξεργασία σημαντικών εμπειριών, όπως η ανταμοιβή και οι δυσκολίες. Όταν το στρες προκαλεί υπερβολική δραστηριότητα σε αυτούς τους νευρώνες, μπορεί να διαταραχθεί ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται την ανταμοιβή. Αυτό ενδέχεται να αυξήσει την ευαλωτότητα στο άγχος και την κατάθλιψη.
Στη συνέχεια, η ερευνητική ομάδα εξέτασε το επιγονιδίωμα των νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη. Το επιγονιδίωμα αποτελείται από μοριακούς δείκτες που ρυθμίζουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται και ποια παραμένουν ανενεργά, επηρεάζοντας τελικά τη λειτουργία των κυττάρων.
Η Catherine Jensen Peña, επίκουρη καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών του Πρίνστον, επικεφαλής και εκ των συγγραφέων της μελέτης, παρομοίασε το DNA μέσα στα κύτταρα με ένα σπειροειδές ελατήριο. Το DNA είναι τυλιγμένο γύρω από πρωτεΐνες που ονομάζονται ιστόνες, οι οποίες καθορίζουν πόσο σφιχτά ή χαλαρά είναι οργανωμένο. Όταν το γενετικό ελατήριο είναι σφιχτά συμπιεσμένο, τα γονίδια είναι λιγότερο προσβάσιμα και παραμένουν ανενεργά. Όταν χαλαρώνει και ανοίγει, τα κύτταρα μπορούν να ενεργοποιήσουν ευκολότερα τα γονίδια.
Το SETD7 προετοιμάζει τα εγκεφαλικά κύτταρα να αντιδρούν στο στρες
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα νεαρά ποντίκια που είχαν εκτεθεί σε στρες παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα ενός ενζύμου που ονομάζεται SETD7 στους νευρώνες ντοπαμίνης, σε σύγκριση με ποντίκια που είχαν μεγαλώσει υπό φυσιολογικές συνθήκες. Το SETD7 συμβάλλει στην προσθήκη ενός χημικού δείκτη, του H3K4me1, στο σύστημα οργάνωσης του DNA. Σύμφωνα με την Peña, ο δείκτης αυτός βοηθά τη γενετική δομή να ανοίξει, με αποτέλεσμα το κύτταρο να ανταποκρίνεται εντονότερα σε όσα συμβαίνουν γύρω του.
Για να διαπιστώσουν αν το SETD7 μπορούσε από μόνο του να προκαλέσει αυτές τις αλλαγές, οι επιστήμονες αύξησαν τεχνητά τα επίπεδά του σε νεαρά ποντίκια που δεν είχαν εκτεθεί σε στρες σε μικρή ηλικία. Καθώς τα ζώα μεγάλωναν, το DNA στους νευρώνες που παρήγαγαν ντοπαμίνη απέκτησε πιο ανοιχτή διαμόρφωση. Έτσι, τα γονίδια που ελέγχουν την αντίδραση στο στρες μπορούσαν να ενεργοποιηθούν ευκολότερα.
Τα ποντίκια αυτά παρουσίασαν επίσης μικρότερη αντοχή στο στρες κατά την ενήλικη ζωή. Όσα είχαν αυξημένα επίπεδα SETD7 σε νεαρή ηλικία ανέπτυξαν νευρώνες ντοπαμίνης που αντιδρούσαν εντονότερα και εμφάνισαν περισσότερο αγχώδη συμπεριφορά από τα ποντίκια των οποίων τα επίπεδα SETD7 παρέμειναν φυσιολογικά σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους.
Μπλοκάροντας τη μοριακή «ουλή»
Στη συνέχεια, οι ερευνητές δοκίμασαν την αντίθετη προσέγγιση. Αφού τα ποντίκια εκτέθηκαν σε στρες σε μικρή ηλικία, εμπόδισαν το SETD7 να προσθέσει υπερβολικές ποσότητες του δείκτη H3K4me1. Με αυτόν τον τρόπο, το DNA διατήρησε μια πιο κλειστή διαμόρφωση και τα ποντίκια δεν ανέπτυξαν ασυνήθιστα αυξημένη ευαισθησία στο στρες αργότερα στη ζωή τους.
Ακόμη και όταν εκτέθηκαν σε στρες τόσο σε μικρή ηλικία όσο και κατά την ενήλικη ζωή, τα ποντίκια με μειωμένη δραστηριότητα του SETD7 συμπεριφέρθηκαν σχεδόν όπως τα ζώα που δεν είχαν εκτεθεί σε στρες. Παρέμειναν εξίσου κοινωνικά και εξερευνητικά, ενώ η δραστηριότητα των νευρώνων ντοπαμίνης διατηρήθηκε σε φυσιολογικά επίπεδα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το SETD7 και οι αλλαγές που προκαλεί στην οργάνωση του DNA μπορεί να δημιουργούν μια μόνιμη μοριακή «μνήμη» των αντίξοων εμπειριών της παιδικής ηλικίας. Παράλληλα, προσφέρουν στους ερευνητές έναν συγκεκριμένο βιολογικό μηχανισμό, ο οποίος θα μπορούσε να αποτελέσει στόχο μελλοντικών παρεμβάσεων.
«Σήμερα δεν υπάρχουν θεραπείες για τις επιπτώσεις του στρες της παιδικής ηλικίας στον εγκέφαλο, εν μέρει επειδή δεν γνωρίζαμε με σαφήνεια ποιους μοριακούς μηχανισμούς έπρεπε να στοχεύσουμε», τόνισε η Peña. «Η μελέτη αυτή είναι σημαντική επειδή αποκαλύπτει έναν σαφή μηχανισμό και εξηγεί γιατί οι επιπτώσεις του στρες μπορεί να αργήσουν να εμφανιστούν και να επηρεάσουν πολλές διαφορετικές λειτουργίες. Επιπλέον, αν μπορέσουμε να προσφέρουμε στα παιδιά υποστηρικτική φροντίδα, θεραπεία ή κοινωνική στήριξη κατά τη διάρκεια αυτών των ευαίσθητων αναπτυξιακών περιόδων, ενδέχεται να προστατεύσουμε το επιγονιδίωμα. Ίσως έτσι εμποδίσουμε το γενετικό ελατήριο να παραμείνει κλειδωμένο σε ανοιχτή θέση και δώσουμε στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο την ευκαιρία να αποκτήσει φυσική ανθεκτικότητα».
