Исследование, опубликованное в журнале Nature, расширяет знания ученых о том, как стресс может влиять на организм.
“У каждого есть история, которой можно поделиться о том, как стресс влияет на их организм, особенно на кожу и волосы – единственные ткани, которые мы можем видеть снаружи, – сказал старший автор Я-Чи Хсу, доцент кафедры стволовых клеток и регенеративной биологии имени Элвина и Эста Стар в Гарварде и главный преподаватель HSCI. – Мы хотели понять, верна ли эта связь, и если да, то как стресс приводит к изменениям в различных тканях. Пигментация волос – это такая доступная и послушная система для начала, и, кроме того, нам было искренне любопытно посмотреть, действительно ли стресс приводит к поседению волос”.
Исследование
Поскольку стресс влияет на весь организм, исследователям сначала пришлось сузить, какая система организма отвечает за связь стресса с цветом волос. Сначала команда предположила, что стресс вызывает иммунную атаку на клетки, вырабатывающие пигмент. Однако, когда у мышей, лишенных иммунных клеток, волосы все же начали седеть, исследователи обратились к гормону кортизолу. Но опять же, это был тупик.
“Стресс всегда повышает уровень гормона кортизола в организме, поэтому мы подумали, что кортизол может сыграть свою роль, – сказал Хсу. – Но удивительно, что когда мы удалили надпочечники у мышей, чтобы они не могли вырабатывать гормоны, подобные кортизолу, их волосы все равно поседели от стресса”.
После систематического устранения различных возможностей исследователи сосредоточились на симпатической нервной системе, которая отвечает за реакцию организма “сражайся или беги”.
Симпатические нервы отходят к каждому волосяному фолликулу на коже. Исследователи обнаружили, что стресс заставляет эти нервы выделять химический норадреналин, который поглощается близлежащими стволовыми клетками, восстанавливающими пигмент.
Стресс и волосы
В волосяном фолликуле определенные стволовые клетки действуют как резервуар клеток, вырабатывающих пигмент. Когда волосы восстанавливаются, часть стволовых клеток превращается в клетки, вырабатывающие пигмент, который окрашивает волосы.
Исследователи обнаружили, что норадреналин, вырабатываемый симпатическими нервами, вызывает чрезмерную активацию стволовых клеток. Все стволовые клетки превращаются в клетки, вырабатывающие пигмент, преждевременно истощая резервуар.
“Когда мы начали изучать это, я ожидал, что стресс вреден для организма, но пагубное воздействие стресса, которое мы обнаружили, было за пределами того, что я себе представлял”, – сказал Хсу. – Всего через несколько дней все восстанавливающие пигмент стволовые клетки были потеряны. Как только они исчезают, вы больше не можете восстанавливать пигменты. Ущерб необратим”.
По словам исследователей, это открытие подчеркивает негативные побочные эффекты в противном случае защитной эволюционной реакции. Острый стресс, особенно реакция “дерись или беги”, традиционно считался полезным для выживания животного. Но в данном случае острый стресс вызывает постоянное истощение стволовых клеток.
Чтобы связать стресс с сединой, исследователи начали с реакции всего организма и постепенно увеличили масштаб отдельных систем органов, межклеточного взаимодействия и, в конечном счете, вплоть до молекулярной динамики. На этом пути потребовалось множество исследовательских инструментов, включая методы манипулирования органами, нервами и клеточными рецепторами.
Благодаря этому исследованию ученые смогли установить, что нейроны могут контролировать стволовые клетки и их функции, и то как они взаимодействуют на клеточном и молекулярном уровне, связывая стресс с сединой.
Полученные результаты могут помочь пролить свет на более широкое воздействие стресса на различные органы и ткани. Это понимание проложит путь для новых исследований, направленных на изменение или блокирование разрушительного воздействия стресса.
“Понимание того, как наши ткани меняются под воздействием стресса, является первым важным шагом на пути к окончательному лечению, которое может остановить или обратить вспять пагубное воздействие стресса. Нам еще многому предстоит научиться в этой области”, – подытожили эксперты.