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) чтобы прояснить понимание того, как это формируется. Они показывают, что стресс, вызванный факторами окружающей среды, может иметь постоянное сильное влияние на связи, происходящие в нервной системе, которая все еще развивается. В своем эксперименте они заставили самцов червей умереть от голода непосредственно перед тем, как черви должны были подвергнуться половому воздействию. созревание с целью замедлить их половое созревание. Воздействие внешнего стресса, в частности голодания, даже за несколько дней до полового созревания, повлияло на схемы разводки критических нейронных цепей в нервной системе червя, препятствуя тем самым нормальным изменениям. Программа перенастройки их нервной системы была в основном прервана. Когда эти «стрессовые» самцы достигли половой зрелости и стали взрослыми, незрелые цепи все еще оставались в их нервной системе, заставляя их продолжать действовать незрелыми. Об их незрелости судили, наблюдая за тем, что взрослые мужские черви, подвергшиеся стрессу, показали высокую чувствительность к токсичному химическому веществу, называемому SDS, по сравнению с нормальными взрослыми самцами. Подвергшиеся стрессу черви также проводили ограниченное время с другими гермафродитными червями 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
