Сильный стресс в детстве может сделать человека уязвимее к тревоге, депрессии и другим расстройствам настроения при столкновении с трудностями во взрослой жизни. Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Принстонского университета выяснили, как ранняя травма способна оставить долгосрочный отпечаток в мозге.
Ученые уже знали, что стресс в раннем возрасте меняет активность генов в мозге. В новой работе исследователи обнаружили, что дело в изменениях того, как клетки мозга сворачивают ДНК. Из-за этих изменений генетическая реакция мозга на стресс включается слишком легко, а устойчивость к стрессу падает.
«Мы обнаружили новый биологический процесс, связывающий переживание невзгод в раннем возрасте с долгосрочной уязвимостью к психическим заболеваниям. Это открытие выявляет физический шрам, оставленный травмой, пережитой в период развития, внутри клеток мозга, предоставляя ученым конкретную биологическую мишень для разработки новых методов лечения депрессии и тревоги», — отметила Миган Крид, одна из ведущих авторов исследования.
Больше половины детей в мире переживают ранний стресс из-за жестокого обращения, неблагополучия в семье (например, насилия или употребления наркотиков) или других травмирующих событий. Если таких переживаний набирается четыре или больше, риск развития долгосрочных проблем с психическим и физическим здоровьем во взрослом возрасте становится намного выше.
Исследователи задались вопросом, как ранняя травма физически меняет мозг и делает его чувствительнее к стрессу в будущем. Они сосредоточились на области мозга под названием вентральная область покрышки (ventral tegmental area, VTA). Там находятся клетки, вырабатывающие дофамин, которые также отвечают за обработку значимых сигналов из окружающей среды. Когда эти клетки активируются ненормально, что случается в ответ на стресс, они нарушают обработку сигналов, связанных с наградой, и делают человека уязвимым к тревоге и депрессии.
Внутри клеток ДНК скручена, как пружинка. Спирали ДНК обернуты вокруг белков-гистонов, которые помогают определить, насколько плотно или свободно намотана спираль. Когда генетическая пружинка сжата, ее гены выключены. Когда она растягивается и раскрывается, гены становятся доступнее для включения.
Именно на растяжение этой пружинки через фермент SETD7 и влияет стресс. В опытах на мышах исследователи обнаружили, что фермента SETD7 было больше в дофаминовых нейронах молодых мышей, переживших стресс, чем у мышей, выросших в обычных условиях. SETD7 помогает поставить на генетическую пружинку химическую метку (H3K4me1) — сигнал, что этот участок пора раскрутить Из-за этого клетка сильнее реагирует на все, что происходит вокруг.
Затем ученые искусственно подняли уровень SETD7 у молодых мышей, которые не подвергались стрессу. Даже без раннего стресса такие мыши вырастали с растянутой структурой ДНК в дофаминовых клетках мозга, и гены, реагирующие на стресс, включались у них легче. Устойчивость к стрессу во взрослом возрасте у этих мышей оказалась ниже. Во взрослом возрасте у мышей, которым в молодости повысили SETD7, дофаминовые нейроны были более возбудимы, а поведение — более тревожным, чем у мышей с нормальным уровнем фермента на протяжении всей жизни.
Когда исследователи не давали ферменту SETD7 наставить лишнюю метку H3K4me1 после раннего стресса, пружинка оставалась закрытой, и это защищало мышей от избыточной чувствительности к стрессу в будущем. Пережив стресс и в детстве, и во взрослом возрасте, мыши со сниженным уровнем SETD7 оставались такими же социальными и любопытными, как мыши, вовсе не знавшие стресса, а их дофаминовые нейроны работали в обычном режиме.
Ранее ученые выяснили, что трудное детство оставляет след не только на психике, но и на пищеварении.