Czy stres może być przyczyną problemów ze zdrowiem psychicznym?
Pod wpływem stresu nadnercza zaczynają produkować hormony zwane glikokortykosteroidami, takie jak kortyzol, które odpowiadają za regulację podstawowych procesów, w tym wytwarzanie energii, gospodarkę płynów i temperaturę ciała. Glikokortykosteroidy działają za pośrednictwem wyspecjalizowanych receptorów glikokortykosteroidowych, które są obecne praktycznie na wszystkich komórkach ciała, skąd modulują ekspresję dużego zestawu genów. Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że glikokortykosteroidy wpływają również na korę przedczołową – obszar mózgu odpowiedzialny za funkcje poznawcze wyższego rzędu oraz funkcje wykonawcze.
Badanie wpływu stresu na zachowanie
Projekt StressPFCog był realizowany przy wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie” i zajmował się weryfikacją hipotezy mówiącej o tym, że glikokortykosteroidy modyfikują fizjologię obwodów w mózgu, powodując zmiany w zachowaniu. „Naszym głównym celem było zrozumienie wpływu stresu na funkcje poznawcze oraz korę przedczołową”, wyjaśniają François Tronche i Sébastien Parnaudeau z CNRS, zespołu Instytutu Biologii Paris-Seine, ośrodka utworzonego w ramach współpracy francuskiego Krajowego Instytutu Zdrowia i Badań Medycznych (Inserm) oraz Uniwersytetu Sorbońskiego, będącego gospodarzem projektu. Aby określić wpływ stresu na zachowanie, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie” Soumee Bhattacharya przyglądała się zachowaniu zwierząt doświadczalnych w warunkach przewlekłego stresu wywołanego trzema różnymi czynnikami: odseparowaniem od matki, wielokrotną społeczną porażką oraz przypadkowym i nieprzewidzianym stresem. Wszystkie zwierzęta dostały do wykonania zadanie kognitywne angażujące ich korę przedczołową, w trakcie którego monitorowano ich zachowanie. Wyniki pokazały, że różne rodzaju przewlekłego stresu zmniejszały ekspresję receptorów glikokortykosteroidowych w korze przedczołowej, wywierając jednocześnie bardzo specyficzny i charakterystyczny wpływ na funkcje poznawcze. Odseparowanie od matki głęboko upośledza pamięć roboczą, porażka społeczna wpływa na zdolność przełączania uwagi, zaś nieprzewidziany stres powoduje ciężkie deficyty w zakresie uczenia odwrotnego. „Nasze dane wyraźnie pokazują, że obwody zaangażowane w reakcję stresu podlegają ścisłej regulacji i nie zawsze reagują jednakowo na różne rodzaje czynników stresogennych”, podkreśla Bhattacharya.
Działanie receptorów glikokortykosteroidowych na mózg
Badacze z projektu StressPFCog zbadali również wpływ receptorów glikoortykosteroidowych na korę przedczołową. Po aktywacji receptory te działają jak czynniki transkrypcji, wyzwalając ekspresję genową i torując odpowiedzi polegające na dostosowywaniu zachowania do zmian otoczenia. W ramach inżynierii genetycznej, badacze dezaktywowali gen receptorów glikokortykosteroidowych w neuronach kory przedczołowej u zwierząt doświadczalnych, a następnie przeprowadzili szczegółową analizę behawioralną. Zaobserwowali utratę szczególnego rodzaju elastyczności poznawczej polegającej na braku umiejętności odwrócenia wcześniej wyuczonej czynności. Na tej podstawie badacze wysnuli wniosek, że receptory glikokortykosteroidowe w korze przedczołowej odgrywają kluczową rolę w unieważnieniu wcześniej zdobytej wiedzy i adaptowaniu się do nowej sytuacji.
Znaczenie projektu i kierunki przyszłych działań
Poznanie mechanizmów determinujących upośledzenie funkcji poznawczych ma zasadnicze znaczenie w leczeniu chorób psychicznych. Już dawno zauważono, że kora przedczołowa jest funkcjonalnie istotną strukturą mózgu, która działa jak centrala dla procesów poznawczych. Jest również niezwykle wrażliwa na przewlekły stres, który, jak wiadomo, pogarsza przebieg większości chorób i zaburzeń psychicznych, neurologicznych i neurodegeneracyjnych. Jednak mechanizmy molekularne i fizjologiczne leżące u podstaw tego wpływu pozostają słabo poznane. Zespół projektu StressPFCog dostarczył przekonujących dowodów na temat długoterminowego wpływu różnego rodzaju czynników stresogennych na korę przedczołową i funkcje poznawcze. „W porównaniu do innych badań polegających na manipulacjach farmakologicznych nasz projekt umożliwił delecję receptorów glikokortykosteroidowych specyficznych dla neuronów kory przedczołowej przy użyciu metod genetycznych. To pozwoliło nam na przeprowadzenie dokładnej analizy”, podkreśla Bhattacharya. Przyszłe plany obejmują badanie ściśle regulowanych obwodów zaangażowanych w reakcję stresu w mózgu wraz z badaniem ekspresji genowej i konsekwencji fizjologicznych różnych czynników stresogennych.
Słowa kluczowe
StressPFCog, stres, PFC, mózg, funkcje poznawcze, hormony glikokortykosteroidowe, kora przedczołowa, zdrowie psychiczne, choroba psychiczna