Стресс физически изменяет связи в мозге

  Астроциты, клетки мозга, регулирующие нейронные связи, деградируют от стресса в долгосрочном периоде.

  “Переживание травматических событий может приводить к нервно-психическим расстройствам, включая тревогу, депрессию и наркотическую зависимость”, - говорит доктор Си-Ционг Джун Лю из Медицинского института при Университете штата Луизиана. Доктор Лю является ведущим автором нового исследования, проводимого на мышах, в котором раскрывается, по крайней мере, один из примеров, когда стресс физиологически меняет схему работы мозга.

  Журнал по неврологии JNeurosci опубликовал исследование. При исследовании мышей Лю обнаружила, что даже одно стрессовое событие может быстро привести к длительным изменениям астроцитов. При стрессе астроциты сжимаются и отдаляются от синапсов, что приводит к разрыву нейронной связи. Синапсы - это структуры, которые позволяют передавать информацию из одной клетки в другую через нейропередатчики. Исследователям необходимо будет провести дальнейшие исследования, чтобы выяснить, одинаково ли влияние стресса на мышей и на человека. Лю, однако, отмечает, что существует большая вероятность того, что молекулярные пути, участвующие в ее исследованиях, также есть и у людей.

  “Стресс изменяет функции мозга и вызывает длительные изменения в поведении и физиологии человека. Изучение нейробиологии стресса может выявить, как стресс влияет на нейронные связи и, следовательно, на функции мозга. Эти знания необходимы для разработки стратегий профилактики или лечения этих распространенных неврологических заболеваний, связанных со стрессом”, - Си-Ционг Джун Лю.

  Астроциты, нейроны, трёхсторонние синапсы

   Не все клетки мозга являются нейронами. От 33% до 66% из них - это глиальные клетки. Это название происходит от греческого слова “glía”, что означает “клей”. Ученые дали им такое название, потому что изначально считали, что глиальные клетки просто соединяют нейроны в мозге. Последующие исследования показывают, что эти клетки делают гораздо больше. Ученые выявили четыре основных типа глиальных клеток: микроглии, олигодендроциты, NG2-глии и астроциты.

  Астроциты являются наиболее распространенным типом глиальных клеток и имеют критическое значение для формирования и поддержания синаптических связей. Эти звездообразные клетки имеют отростки, которые тянутся наружу из центра клетки. Нейроны в мозге образуют связи, или “синапсы”, через которые они химически обмениваются информацией. Находящийся “выше по течению” или “пресинаптический” нейрон выделяет нейротрансмиттеры, которые связываются с рецепторами находящегося “ниже по течению”, или “постсинаптического” второго нейрона. Однако астроциты являются третьим звеном в этом процессе. Исследования показывают, что когда астроциты недоступны нейронам, нейроны деградируют и в итоге умирают. Участие астроцитов в связи между двумя нейронами настолько важно, что ученые описывают эту связь как “трехсторонний синапс”.

  Ученые все еще исследуют все роли астроцитов в синаптических связях, хотя уже знают о некоторых из них. Когда астроциты растягивают свои тонкие отростки наружу, чтобы коснуться своих синаптических нейронных партнеров, они регулируют синаптическую передачу, взаимодействуя с катализирующими и ингибирующими химическими веществами нейронов. Они также устраняют накопление ненужных нейротрансмиттеров после того, как они донесли свое послание. Астроциты также обеспечивают нейроны питательными веществами и помогают им сохранять пластичность, а также помогают поддерживать гематоэнцефалический барьер.

  Стресс у мышей

  Команда Лю увидела, что когда они хотя бы однократно давали мышам почувствовать запах хищника, стресс вызывал долговременное изменение астроцитов мышей. В ответ на стресс мыши выделяли гормон стресса норадреналин, который, в свою очередь, подавлял молекулярный путь, по которому вырабатывался белок под названием GluA1. GluA1 контролирует формирование и пластичность астроцитов. В частности, он контролирует растяжение тонких отростков астроцитов. Команда Лю заметила, что отростки астроцитов сокращаются в ответ на стресс и отдаляются от контакта и связи с нейронами и синапсами. Это усложняло синаптическую передачу или делало ее невозможной.

  Значение исследования

  “Стресс влияет на структуру и на функцию как нейронов, так и астроцитов”, - заявляет Лю. “Поскольку астроциты могут напрямую регулировать синаптическую передачу и играют значительную роль в поведении, связанном со стрессом, предотвращение или обращение вспять изменений в астроцитах, вызванных стрессом, является потенциальным способом лечения неврологических расстройств. Мы определили молекулярный путь, который участвует в синтезе GluA1 и, таким образом, узнали, как изменяются астроциты во время стресса”.

  Лю надеется, что выявление ее командой взаимодействия между стрессом, норадреналином и GluA1 может открыть новую ветвь для изучения. “Это исследование предполагает новые фармакологические цели для возможной профилактики или обращения вспять изменений, вызванных стрессом”.