Стресс может повредить мозг, нарушив его естественные механизмы торможения

Фото из открытых источников

Стресс изменяет мозг таким образом, что большинство людей этого не замечают, пока последствия не проявляются в повседневной жизни. Он может усиливать чувство страха, снижать мотивацию и повышать риск развития депрессии и других психических расстройств.

Ученые десятилетиями пытались понять, почему это происходит, часто сосредотачиваясь на системах мозга, которые запускают активность и эмоции. В новом исследовании предполагается, что ответ может зависеть и от чего-то гораздо более незаметного: от способности мозга замедлять свой темп. Результаты исследования были опубликованы в журнале Brain Medicine.

Вместо поиска нового открытия, в обзоре собраны результаты 50-летних исследований, демонстрирующие, что одна небольшая молекула, называемая соматостатином, может выступать в качестве одной из ключевых тормозных систем мозга. Когда стресс нарушает работу этой системы, цепи, контролирующие настроение и поведение, могут начать изменяться.

Соматостатин был открыт случайно в 1973 году. Исследователи искали вещество, которое бы высвобождало гормон роста. Вместо этого они обнаружили крошечный пептид, состоящий из 14 аминокислот, который оказывал прямо противоположное действие, подавляя выработку гормона роста.

Позже ученые обнаружили, что соматостатин выполняет гораздо больше функций, чем просто регулирует гормоны. В головном мозге он действует как нейромедиатор, помогая нервным клеткам взаимодействовать друг с другом и контролируя активность мозга.

Организм вырабатывает две формы, SST-14 и SST-28, которые действуют через пять различных типов рецепторов. Эта сложная система предполагает, что самообладание так же важно для здорового функционирования мозга, как и возбуждение.

Многие клетки головного мозга, вырабатывающие соматостатин, относятся к группе так называемых ингибиторных интернейронов. В некоторых областях мозга на их долю приходится почти треть всех интернейронов. Вместо того чтобы вызывать всплески активности, эти клетки незаметно помогают предотвратить чрезмерную активность мозговых цепей.

Они также высвобождают ГАМК, один из основных успокаивающих химических медиаторов мозга. Вместе ГАМК и соматостатин уменьшают избыточную передачу сигналов между нейронами. Исследования показали, что нарушение работы этих клеток может усиливать страх, снижать стремление к удовольствию и вызывать другие изменения, обычно связанные с расстройствами настроения.

«Только при анализе всей литературы становится очевидным, что соматостатиновые нейроны не являются пассивными наблюдателями в условиях стресса», — сказал соавтор исследования Хунлин Го из Пекинского университета. «Они избирательно подвержены этому. И эта уязвимость затрагивает именно те нейронные цепи, которые определяют настроение».

Важный вывод из обзора заключается в том, что стресс не оказывает единого, предсказуемого воздействия на соматостатин. Кратковременный стресс может быстро повысить уровень соматостатина в таких отделах мозга, как зубчатая извилина.

Длительный стресс часто оказывает противоположный эффект, уменьшая количество нейронов, продуцирующих соматостатин, в гиппокампе, в то время как животные теряют интерес к вознаграждению и проявляют поведение, связанное с депрессией.

Различные виды стресса также влияют на разные области мозга. Запах хищника, недосыпание, стресс от ограничения движений, раннее разлучение с матерью и пребывание на открытом пространстве — каждый из этих факторов оставляет свои характерные следы.

Эти признаки обнаруживаются в таких областях, как миндалевидное тело, префронтальная кора, зона инцерта, ядро ложа терминальной полоски и перегородка.

Современная нейронаука позволяет исследователям изучать отдельные нейронные связи, а не просто подсчитывать клетки. Это изменило подход ученых к изучению соматостатиновых нейронов. Эти нейроны действуют не поодиночке, а служат связующими звеньями между несколькими областями мозга, участвующими в эмоциях.

В центральной миндалевидной железе они помогают регулировать страх, взаимодействуя с zona incerta и околоводопроводным серым веществом. В пределах самой зоны инцерта они соединяют переднюю поясную кору и латеральную хабенулу, влияя на то, будут ли у животного развиваться поведенческие реакции, связанные с отчаянием или выздоровлением.

«В наших собственных исследованиях зоны incerta хронический стресс, вызванный ограничением подвижности, подавлял активность этих нейронов, а их повторное включение приводило к эффекту, подобному действию антидепрессантов», — сказал Го. «Одна и та же форма повторялась из региона в регион. Именно это в конце концов заставило меня провести проверку».

В обзоре также подчеркивается растущее количество доказательств того, что хронический стресс по-разному изменяет соматостатиновые нейроны у мужчин и женщин. Исследования отдельных клеток выявили различия в генах, участвующих в производстве ГАМК, клеточной сигнализации, рецепторах глутамата, рецепторах ацетилхолина и передаче сигналов гормона роста. Эти биологические различия также находили отражение в поведении.

«Половые различия прослеживаются практически на всех исследованных нами уровнях, от транскриптома до поведения», — сказал соавтор исследования Шупэн Ли из Университета Цинхуа в Шэньчжэне. «Спасение самца не окажет никакого воздействия на самку, или наоборот. Никакая честная терапия не может это игнорировать».

Исследования на людях неоднократно выявляли снижение уровня соматостатина в головном мозге и спинномозговой жидкости у людей с депрессией. Это снижение, по-видимому, более выражено у женщин. Аналогичный дефицит был также отмечен при биполярном расстройстве, шизофрении, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и одной из форм эпилепсии.

Посттравматическое стрессовое расстройство является исключением, поскольку уровень соматостатина в нем часто оказывается выше, а не ниже. Исследователи до сих пор не знают, способствуют ли эти изменения возникновению заболевания, развиваются ли они после начала болезни или просто происходят одновременно с ней.

В обзоре также указываются возможные варианты лечения. Быстродействующие антидепрессанты, такие как кетамин и скополамин, по-видимому, частично действуют через интернейроны, продуцирующие соматостатин. Уже существует несколько препаратов на основе соматостатина, включая октреотид, ланреотид и пасиреотид, хотя они были разработаны для лечения гормональных расстройств и опухолей, а не связанных со стрессом заболеваний головного мозга.

«У нас есть постоянно пополняющийся каталог аналогов соматостатина, и ни один из них не одобрен для лечения связанных со стрессом расстройств головного мозга», — сказал соавтор исследования Тахир Али из Пекинского университета. «Причины носят сугубо практический характер. Молекулы разрушаются или не могут преодолеть гематоэнцефалический барьер. В обзоре эти барьеры названы по именам, а не по именам дверей».

В обзоре не утверждается, что загадка разгадана. Вместо этого в нем обозначены несколько важных вопросов. Исследователям еще предстоит точно понять, как хронический стресс изменяет соматостатиновые нейроны с течением времени и как эти нейроны взаимодействуют с ненейронными клетками головного мозга во время стресса.

Эксперты также хотят изучить, смогут ли будущие генные терапии безопасно воздействовать на эти клетки у людей. Рецензия опубликована в специальном выпуске, посвященном доктору Сеймуру Райхлину, чья работа на протяжении почти восьми десятилетий помогла сформировать научное понимание гипоталамо-гипофизарной регуляции и ингибиторных молекул, таких как соматостатин. Спустя более чем 50 лет после своего открытия этот небольшой пептид продолжает менять представления ученых о стрессе, настроении и работе мозга.