Det har forskare visat miljömässigt stress kan påverka normal utveckling av nervsystemet system hos maskar som närmar sig puberteten
Forskare har försökt förstå hur våra gener (vår genetiska sammansättning) och olika miljömässigt faktorer formar våra nervsystemet under tidig utveckling när vi växer upp. Denna kunskap kan främja vår förståelse av olika neurologiska störningar som främst orsakas av normala nervkretsar i vårt nervsystem. I en studie publicerad i Natur, vetenskapsmän från Columbia University har studerat nervsystemet hos små genomskinliga maskar (C. elegans) för att klargöra förståelsen för hur det formar sig. De visar att stress orsakad av miljöfaktorer kan ha en permanent intensiv effekt på kopplingar som sker i nervsystemet som fortfarande är under utveckling. I sitt experiment fick de manliga maskar att svälta precis innan maskarna skulle genomgå könsmognad i syfte att hämma puberteten. Exponering för extern stress, särskilt svält, till och med några dagar före sexuell mognad påverkade ledningsmönster för kritiska neuronala kretsar i maskar nervsystemet system som på så sätt förhindrar normala förändringar. Omkopplingsprogrammet för deras nervsystem avbröts i princip. När dessa 'betonadeHanar genomgick puberteten och blev vuxna, omogna kretslopp fanns fortfarande kvar i deras nervsystem vilket fick dem att fortsätta att agera omogna. Deras omognad bedömdes genom att observera att stressade vuxna hanmaskar visade hög känslighet för en giftig kemikalie som kallas SDS jämfört med normala vuxna hanar. De stressade maskarna tillbringade också begränsad tid med andra hermafroditmaskar och hade svårigheter att para sig.
Forskare gjorde denna avgörande upptäckt när några maskar av misstag lämnades utan uppsikt i några veckor och inte fick mat. Detta ledde till en paus i maskars normala utveckling och de gick in i ett tillstånd som kallas "dauertillstånd". Detta tillstånd är som ett tillfälligt stopp i normal tillväxt av en organism. När det gäller maskar, när omogna maskar kände av någon typ av stress, sker en tillfällig paus i deras normala tillväxt i månader och senare när stressen är borta återupptas tillväxten. Så efter att svältstressen gått över, återvände maskar till sin normala miljö och de fortsatte att mogna till vuxna. Vid undersökning av nervsystemet hos nu vuxna maskar, sågs det att vissa omogna kopplingar i hanmaskens svansar behölls som helst skulle ha eliminerats (eller beskärs) under könsmognad. Forskare undersökte vidare för att konstatera att "dauertillstånd" uteslutande orsakades av svältstress och inte av någon annan form av stress. Stressen ledde till omkartläggning av deras tråddiagram. De motsatta effekterna av två signalsubstanser – serotonin och oktopamin – styr beskärning av kretsar. De stressade maskarna hade höga mängder oktopamin som sedan blockerade produktionen av serotonin. Om serotonin gavs till omogna män under stress, ägde normal beskärning rum och vuxna börjar uppvisa en mogen reaktion på SDS. I jämförelse när oktopamin gavs till omogna hanar, förhindrade detta kretsbeskärningen. Studier tyder på att stress kan ha en sannolik effekt på förändringar i nervsystemet när tidigt utveckling pågår. Signalsubstansen serotonin är associerad med mentalt tillstånd av depression hos människor.
Kan denna möjlighet vara sant för människor också då? Det är inte okomplicerat för människor eftersom vi har ett mycket större och mer komplicerat nervsystem jämfört med djur. Ändå är maskar en enkel men effektiv modellorganism för att studera och analysera nervsystem. Ledande forskare i denna studie har initierat ett projekt kallat ceNGEN genom vilket de kommer att kartlägga den genetiska sammansättningen och aktiviteten hos varje neuron i C. elegans maskens nervsystem, vilket skulle hjälpa till att förstå hur nervsystemet är i mer detalj och det möjliga samarbetet mellan ens nervsystem. genetisk makeup och ens erfarenheter.
***
Källa (er)
Bayer EA och Hobert O. 2018. Tidigare erfarenhet formar sexuellt dimorfa neuronala ledningar genom monoaminerg signalering. Natur. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
