Ученые показали, что экологический стресс может повлиять на нормальное развитие нервной системы у глистов, приближающихся к половой зрелости.
Ученые пытались понять, как наши гены (наш генетический состав) и различные факторы окружающей среды формируют наши нервная система во время раннего развития, когда мы подрастаем. Эти знания могут помочь нам в понимании различных неврологических расстройств, которые в основном возникают при нарушении нормальных нейронных цепей нашей нервной системы. В исследовании, опубликованном в природа, ученые из Колумбийского университета изучили нервную систему маленьких прозрачных червей. (К. Элеганс) прояснить понимание того, как оно формируется. Они показывают, что стресс, вызванный факторами окружающей среды, может оказывать постоянное интенсивное воздействие на связи, происходящие в нервной системе, которая все еще развивается. В своем эксперименте они заставили червей-самцов подвергаться голоданию непосредственно перед тем, как черви должны были пройти половое созревание, с целью задержать их половое созревание. Воздействие внешнего стресса, особенно голодания, даже за несколько дней до полового созревания, повлияло на структуру проводки критических нейронных цепей в нервной системе червя, тем самым предотвратив нормальные изменения. Программа перестройки их нервной системы была практически прервана. Когда эти «стрессовые» самцы достигли половой зрелости и стали взрослыми, в их нервной системе все еще оставались незрелые цепи, заставляя их продолжать вести себя незрело. Об их незрелости судили по наблюдению за тем, что взрослые самцы червей, подвергшиеся стрессу, проявляли более высокую чувствительность к токсичному химическому веществу под названием SDS по сравнению с нормальными взрослыми самцами. Черви, подвергшиеся стрессу, также проводили ограниченное время с другими червями-гермафродитами и испытывали трудности при спаривании.
Ученые сделали это важное открытие, когда некоторые черви были случайно оставлены без присмотра на несколько недель и без еды. Это привело к паузе в нормальном развитии червей, и они вошли в состояние, называемое «состояние дауэра». Это состояние похоже на временную остановку нормального роста организма. В случае червей, когда незрелые черви почувствовали какой-либо тип стресса, в их нормальном росте на несколько месяцев происходит временная пауза, а позже, когда стресс уходит, их рост возобновляется. Таким образом, после того, как стресс голодной смерти прошел, черви вернулись в свою обычную среду и стали взрослыми. При исследовании нервной системы уже взрослых червей было замечено, что некоторые незрелые связи в хвостах самцов червя были сохранены, которые в идеале были бы устранены (или обрезаны) во время полового созревания. Исследователи провели дальнейшее расследование и установили, что «состояние дауэра» было вызвано исключительно голодным стрессом, а не какой-либо другой формой стресса. Напряжение привело к изменению их электрических схем. Противоположные эффекты двух нейромедиаторов - серотонина и октопамина - контролируют сокращение цепей. У стрессированных червей было большое количество октопамина, который затем блокировал выработку серотонина. Если серотонин вводили незрелым самцам во время стресса, то обрезка происходила нормально, и взрослые особи начинали проявлять зрелую реакцию на SDS. По сравнению с тем, когда октопамин давали незрелым самцам, это предотвращало обрезку контура. Исследования показывают, что стресс может иметь вероятное влияние на изменения в нервной системе, когда происходит раннее развитие. Нейромедиатор серотонин связан с психическим состоянием депрессии у людей.
Может ли такая возможность быть верной и для людей? У людей это непросто, поскольку у нас гораздо более крупная и сложная нервная система по сравнению с животными. Тем не менее черви - это простые, но эффективные модельные организмы для изучения и анализа нервной системы. Ведущие исследователи этого исследования инициировали проект под названием ceNGEN, с помощью которого они составят карту генетического состава и активности каждого нейрона нервной системы червя C. elegans, что поможет более детально понять механизмы нервной системы и возможное сотрудничество между ними. генетическая структура и свой опыт.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Байер Э.А. и Хоберт О. 2018. Прошлый опыт формирует сексуально диморфные нейронные связи посредством моноаминергической передачи сигналов. природа. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
