Ирина Мальцева - Эпигенетика. Управляй своими генами

Пренатальный стресс также активизирует экспрессию гена, отвечающего за синтез кортикотропин-релизинг-гормона (КРГ) в амигдале( миндалине). Последнее может иметь крайне важное значение, поскольку эта структура участвует в механизмах активации ГГАС и на поведенческом уровне отвечает за эмоциональные реакции страха, депрессии, агрессии и реакции, связанные с социальным доминированием или подчинением. Эти нарушения и повреждения, как показывают исследования, связаны с эпигенетическими явлениями. Так, у взрослых животных, перенесших стресс во время беременности, наблюдается более выраженное метилирование промотора гена рецептора кортизола в гиппокампе и снижение метилирования промотора гена КРГ в гипоталамусе и амигдале, с соответствующими изменениями транскрипции генов, что с физиологической точки зрения означает гиперактивность ГГАС. Причем это наблюдалось только у самцов, которые отличаются более высокой агрессивностью и выраженным реагированием на стресс, но не у самок. Таким образом, некоторые половые различия также могут быть обусловлены эпигенетикой.

Похожие данные получены на людях: депрессия матери во время беременности оказывает влияние на уровень метилирования промотора гена рецептора к кортизолу в клетках пуповинной крови, что сочетается с повышенным выбросом кортизола в слюну при стрессе, то есть значительно повышенной реактивностью ГГАС у новорожденных.

У матерей с депрессией во 2-м триместре беременности и у их потомства в крови при рождении наблюдалось снижение метилирования промотора гена транспортера серотонина. Таким образом, депрессия матери программирует работу систем, реагирующих на стресс, и нейромедиаторных систем, имеющих отношение к депрессии, в организме их детей.

Данные исследований на приматах и на людях свидетельствуют, что такое метилирование имеет системный характер, затрагивая как клетки крови, так и клетки мозга.

Метилирование, выявляемое при рождении в крови, проявляется в течение всей жизни в гиппокампе и затрагивает гены, отвечающие за работу иммунной системы. Таким образом, стресс плода в утробе и депрессия у матери – причина целого ряда структурных и функциональных нарушений мозга, потенциально ведущих к психическим расстройствам, и эпигенетические метки играют в этих нарушениях важную роль.

После рождения вся жизнь новорожденного (будь это детеныш животного или новорожденный ребенок) зависит от матери. Мать кормит, защищает от врагов и напастей, дает тепло, обеспечивает покой и социальную поддержку. Целый ряд интересных исследований на грызунах позволил выявить, как контакт с матерью и материнская забота влияют на центральные нейрогуморальные [30] Нейрогуморальная регуляция – одна из форм физиологической регуляции в организме человека и животных, при которой нервные импульсы и переносимые кровью и лимфой вещества (метаболиты, гормоны, а также другие нейромедиаторы) принимают совместное участие в едином регуляторном процессе. Высшие центры нейрогуморальной регуляции находятся в гипоталамусе, а возникающее в коре головного мозга возбуждение передается через его подкорковые элементы посредством крови и лимфы в различные участки организма человека и животных (Источник: «Википедия»). механизмы организма детей при участии эпигенетических механизмов.

Нейрогуморальная регуляция поддерживает постоянство внутренней среды организма в меняющихся условиях окружающей среды.

Одним из примеров нейрогуморальной регуляции может служить временное усиление организма в экстремальных ситуациях, когда «стрессовые» нервные импульсы из головного мозга передаются надпочечникам, а те выбрасывают в кровь гормон адреналин, который в результате последующего многоступенчатого процесса производит дополнительную стимуляцию мышц тела человека или животного.

Крысы, как и многие другие млекопитающие, периодически вылизывают потомство, это является высшим проявлением заботы и социализации. В ряде исследований было показано, что новорожденные крысята, у которых матери были заботливыми в первые недели после рождения, по мере взросления имеют более адекватную реакцию на стресс. Также у них выявляется большее количество рецепторов к кортизолу в гиппокампе и менее выраженная экспрессия гена CRF, ответственного за продукцию КРГ в гипоталамической зоне мозга. Животные, не получавшие должной материнской заботы, проявляли противоположные качества – повышенную реактивность ГГАО при стрессе. Когда крысят переносили из клетки от плохих матерей, не проявляющих заботы о потомстве, в клетку к хорошим матерям, это восстанавливало устойчивость ГГАО у крысят, что говорит об эпигенетическом механизме данного эффекта.

В серии экспериментов было показано, что в гиппокампах крысят ген, кодирующий глюкокортикоидный рецептор, выявляет различия в профиле метилирования ДНК в промоторной части в зависимости от присутствия или отсутствия материнской заботы. Была обнаружена также разница в степени ацетилирования гистонов в составе хроматина клеток мозга крысят, получавших разную материнскую заботу. Эти различия возникали на ранних стадиях постнатального развития и сохранялись в течение всей жизни животных, показывая, как эпигенетическое программирование в начале развития влияет на здоровье и поведение в будущем.

В других экспериментах искусственное длительное отлучение крысят от матери приводило к тому, что у животных, перенесших данное воздействие, во взрослом состоянии наблюдалась значительно более выраженная реактивность ГГАО в ответ на стандартный стресс, отмечалось снижение рецепторного связывания кортизола в гиппокампе, гипоталамусе и фронтальной коре мозга, увеличение концентрации мРНК, кодирующей КРГ, и повышение концентрации самого КРГ (См.: Розанов В.А. Стресс-индуцированные эпигенетические феномены // Суицидология. 2015. Т. 6. № 3 (20)).

Рис. 21. Схематическое представление прямого и косвенного воздействия стресса на процессы воспаления и нейропластичности. Прямое – стресс вызывает непосредственно немедленное высвобождение глюкокортикоидов и провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6, CRP, TNF-α, INF-α). Повышение глюкокортикоидов действует на мозг, изменяя передачу сигналов от кортикотропин-релизинг гормона по гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, и отрицательно влияет на нейрогенез и выработку нейротрофических факторов, в т. ч. BDNF. Косвенное – стресс запускает эпигенетические механизмы (метилирование, деацетилирование, miRNAs), которые могут воздействовать на те же гены, связанные с рецепторами глюкокортикоидов, цитокинами и BDNF.