Znanstvenici su to pokazali ekološki stres može utjecati na normalan razvoj nervozan sustav kod crva koji se približavaju pubertetu
Znanstvenici su pokušavali shvatiti kako se naši geni (naša genetska struktura) i razlikuju ekološki faktori oblikuju naše živčani sustav tijekom ranog razvoja kada odrastamo. Ovo znanje može unaprijediti naše razumijevanje različitih neuroloških poremećaja koji su uglavnom uzrokovani slomom normalnih neuronskih sklopova u našem živčanom sustavu. U studiji objavljenoj u Priroda, znanstvenici sa Sveučilišta Columbia proučavali su živčani sustav malih prozirnih crva (C. elegans) razjasniti razumijevanje kako se oblikuje. Oni pokazuju da stres uzrokovan okolišnim čimbenicima može trajno intenzivno djelovati na veze koje se odvijaju u živčanom sustavu koji se tek razvija. U svom eksperimentu natjerali su mužjake crva na izgladnjivanje neposredno prije nego što su crvi trebali proći kroz spolno sazrijevanje s ciljem usporavanja njihovog puberteta. Izloženost vanjskom stresu, posebno gladovanju, čak i nekoliko dana prije spolnog sazrijevanja utjecala je na obrasce ožičenja kritičnih neuronskih krugova u crvima nervozan sustav na taj način sprječava normalne promjene. Program ponovnog ožičenja njihovog živčanog sustava u biti je prekinut. Jednom kad ovi 'NaglasioMuškarci su prošli pubertet i postali odrasli, nezreli sklopovi i dalje su ostali u njihovom živčanom sustavu zbog čega su se i dalje ponašali nezrelo. Njihova nezrelost ocijenjena je promatranjem da odrasli muški crvi pod stresom pokazuju visoku osjetljivost na otrovnu kemikaliju zvanu SDS u usporedbi s normalnim odraslim mužjacima. Crvi pod stresom također su provodili ograničeno vrijeme s drugim hermafroditnim crvima i imali su poteškoća u parenju.
Znanstvenici došao do ovog ključnog otkrića kada su neki crvi slučajno ostavljeni bez nadzora nekoliko tjedana i bez hrane. To je dovelo do pauze u normalnom razvoju crva i oni su ušli u stanje zvano 'dauer state'. Ovo stanje je kao privremeni zastoj u normalnom razvoju organizma. U slučaju glista, kada nezreli crvi osjete bilo kakvu vrstu stresa, dolazi do privremene stanke u njihovom normalnom rastu mjesecima, a kasnije kada stres nestane njihov rast se nastavlja. Dakle, nakon što je stres gladovanja prošao, crvi su se vratili u svoje normalno okruženje i nastavili sazrijevati u odrasle jedinke. Nakon ispitivanja živčanog sustava sada već odraslih crva, uočeno je da su zadržane neke nezrele veze u repovima muških crva koje bi idealno bile eliminirane (ili odrezane) tijekom spolnog sazrijevanja. Istraživači su dodatno istraživali kako bi utvrdili da je 'dauer stanje' uzrokovano isključivo stresom gladovanja, a ne bilo kojim drugim oblikom stresa. Stres je doveo do ponovnog mapiranja njihovih žičanih dijagrama. Suprotni učinci dvaju neurotransmitera – serotonina i oktopamina – kontroliraju obrezivanje strujnih krugova. Crvi pod stresom imali su veliku količinu oktopamina koji je zatim blokirao proizvodnju serotonina. Ako je serotonin dat nezrelim mužjacima tijekom stresa, tada je došlo do normalnog rezidbe i odrasli počinju pokazivati zrelu reakciju na SDS. U usporedbi kada je oktopamin davan nezrelim mužjacima, to je spriječilo kružno obrezivanje. Studija sugerira da stres može vjerojatno utjecati na promjene u živčanom sustavu kada rano odvija se razvoj. Neurotransmiter serotonin povezan je s mentalnim stanjem depresije kod ljudi.
Može li ta mogućnost vrijediti i za ljude? Kod ljudi to nije jednostavno jer imamo mnogo veći i kompliciraniji živčani sustav u usporedbi sa životinjama. Ipak, crvi su jednostavan, ali učinkovit model organizama za proučavanje i analizu živčanog sustava. Vodeći istraživači ove studije pokrenuli su projekt pod nazivom ceNGEN kroz koji će mapirati genetski sastav i aktivnost svakog neurona u živčanom sustavu crva C. elegans što bi pomoglo da se detaljnije razumiju nastanak živčanog sustava i moguća suradnja između genetski sastav i nečija iskustva.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Bayer EA i Hobert O. 2018. Prošlo iskustvo oblikuje seksualno dimorfno neuronsko ožičenje putem monoaminergičke signalizacije. Priroda. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
