Οι επιδράσεις της μητρικής αποστέρησης κατά την πρώιμη ηλικία στον προγραμματισμό του άξονα υποθάλαμος-υπόφυση-επινεφρίδια στην ενήλικη ζωή
Authors: Κωφίδου Ευαγγελία 
Published: September 2021

Oι εμπειρίες που βιώνει ένα άτομο στα πρώιμα αναπτυξιακά του στάδια, διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο τόσο στην ανάπτυξη του εγκεφάλου του, όσο και στην συμπεριφορά του στην ενήλικη περίοδο της ζωής. Η διατάραξη της σχέσης μητέρας - παιδιού στην πρώιμη παιδική ηλικία αποτελεί έναν ισχυρό παράγοντα χρόνιου στρες ο οποίος επιδρά σημαντικά στην διαμόρφωση της συμπεριφοράς και της ικανότητας προσαρμογής του ενήλικου ατόμου. Οι νευροαναπτυξιακές επιπτώσεις του πρώιμου στρες έχουν μελετηθεί από πολλούς ερευνητές, και έχει επιβεβαιωθεί η σπουδαιότητα της μητρικής συμπεριφοράς σε όλα τα θηλαστικά. Εντούτοις, οι μηχανισμοί που διέπουν αυτές τις σχέσεις δεν έχουν αποσαφηνιστεί. Ένα από τα αδιαμφισβήτητα στοιχεία για την επίλυση αυτού του γρίφου, αποτελεί η διαπίστωση ότι η απορρύθμιση της λειτουργίας του άξονα Υποθάλαμος-Υπόφυση-Επινεφρίδια (ΥΥΕ), διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις του στρες της πρώιμης ηλικίας. Για τη διερεύνηση αυτών των μηχανισμών έχει δημιουργηθεί μια πληθώρα πειραματικών μοντέλων που προσομοιάζουν το στρες του μητρικού αποχωρισμού, τα οποία παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία τόσο στην διάρκεια όσο και στην ένταση τους. Τα διαφορετικά συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτές τις μελέτες τονίζουν την πολυπλοκότητα του συστήματος του στρες αλλά και τη σημασία της ατομικότητας στην απόκριση στα στρεσογόνα ερεθίσματα. Προκειμένου να μελετηθούν αναλυτικότερα οι παραπάνω αλληλεπιδράσεις, χρησιμοποιήθηκε ένα από τα πιο ισχυρά πρωτόκολλα μητρικού αποχωρισμού και πρόωρου απογαλακτισμού, το οποίο εφαρμόστηκε σε νεογνούς μύες των φυλών Balb/c και CD1. Το πρωτόκολλο αυτό περιελάμβανε μητρική αποστέρηση των νεογνών από τις μητέρες τους για κάποιες ώρες καθημερινά, και συνδυαζόταν με τον πρώιμο απογαλακτισμό τους τη μεταγεννητική ημέρα 17 (ομάδα MSEW). Τα υπόλοιπα νεογνά μεγάλωναν με τη συνεχή παρουσία της μητέρας τους και απογαλακτίζονταν την μεταγεννητική ημέρα 25 (ομάδα ελέγχου). Μετά την ενηλικίωση των πειραματόζωων πραγματοποιήθηκαν συμπεριφορικές δοκιμασίες προκειμένου να αξιολογηθεί η αγχώδης (δοκιμασίες ανυψωμένου λαβυρίνθου [EPM] και ανοιχτού πεδίου [OFT]) και η καταθλιπτική συμπεριφορά (δοκιμασία εξαναγκασμένης κολύμβησης [FST]). Διαπιστώσαμε ότι οι μύες στους οποίους εφαρμόστηκε το πρωτόκολλο MSEW, ιδιαίτερα της φυλής Balb/c εμφανίστηκαν πιο «αγχωμένοι» και «καταθλιπτικοί» σε σχέση με αυτούς που μεγάλωσαν φυσιολογικά με τη διαρκή φροντίδα της μητέρας τους, ενώ κάποια μεμονωμένα πειραματόζωα επέδειξαν ιδιαίτερα διαταραγμένες συμπεριφορές (οι επιδόσεις τους απέκλιναν σημαντικά από τον μέσο όρο). Στη συνέχεια, με βάση αυτές τις διαφορές επιλέχθηκαν αντιπροσωπευτικά πειραματόζωα και από τις δύο φυλές προκειμένου να διερευνηθούν περισσότερο οι ατομικές αποκλίσεις που εντοπίστηκαν. Η ευαισθησία του άξονα ΥΥΕ, εκτιμήθηκε με τον προσδιορισμό των επιπέδων της κορτικοστερόνης στον ορό του αίματος πριν και μετά από την έκθεσή τους σε έναν οξύ στρεσογόνο παράγοντα. Οι μύες της ομάδας ελέγχου παρουσίασαν παρόμοιες συγκεντρώσεις της ορμόνης σε αντίθεση με τους μύες της ομάδας MSEW που εμφάνισαν διακυμάνσεις, με κάποιους να παρουσιάζουν πολύ αυξημένη συγκέντρωση (ομάδα υψηλής απόκρισης στο στρες), και άλλους με συγκέντρωση παρόμοια με εκείνη της ομάδας ελέγχου (ομάδα χαμηλής απόκρισης στο στρες). Το γεγονός ότι δεν ανταποκρίνονται όλα τα ζώα της ομάδας MSEW με τον ίδιο τρόπο υπογραμμίζει τη σημασία που έχει η κατανόηση των βαθύτερων μηχανισμών που ευθύνονται για τις ατομικές διαφορές στο χρόνιο στρες. Μετά την ολοκλήρωση των βιοχημικών μετρήσεων, απομονώθηκαν διάφορες περιοχές του εγκεφάλου ώστε να διερευνηθεί η επίδραση του πρώιμου μητρικού στρες στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τη ρύθμιση του άξονα HPA και τη λειτουργία του εγκεφάλου. Τα ευρήματα έδειξαν σημαντικές αλλαγές στην έκφραση των υποδοχέων των γλυκοκορτικοειδών στον ιππόκαμπο, τόσο σε επίπεδο mRNA όσο και πρωτεΐνης. Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση του mRNA για τον MR (αλλά όχι για τον GR) στην ομάδα MSEW, υποδεικνύοντας μια μεταβολή στην ισορροπία του συστήματος GR/MR, και μια πιθανή απορρύθμιση του συντονισμού των δράσεων που διαμεσολαβούνται από αυτούς τους δύο μεταγραφικούς παράγοντες στο μεταιχμιακό σύστημα του εγκεφάλου, που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανεπαρκή απόκριση στο στρες. Οι αλλαγές αυτές συνοδεύτηκαν από αύξηση των επιπέδων mRNA του γονιδίου GILZ, ενός σημαντικού μεταγραφικού στόχου των υποδοχέων των γλυκοκορτικοειδών, και αξιόπιστο δείκτη της ενεργότητάς τους, το οποίο έχει συνδεθεί με τη δυσλειτουργία του άξονα YYE και το ψυχοκοινωνικό στρες. Παρατηρήσαμε επίσης αυξημένη ενεργοποίηση του GR στην ομάδα MSEW, ενώ ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρον το εύρημα ότι η αύξηση των κυττάρων στα οποία ο υποδοχέας είναι ενεργός (phospho-GRSer211 +) συμπεριελάμβανε και την κοκκιώδη στιβάδα της οδοντωτής έλικας, γεγονός που υποδηλώνει μια πιθανή διαταραχή της νευρογένεσης στα ζώα που είχαν υποστεί το μητρικό στρες. Η παρατήρηση αυτή συνάδει με μελέτες που δείχνουν ότι τα γλυκοκορτικοειδή μπορούν να ρυθμίζουν τη γέννηση νέων νευρικών κυττάρων μέσω των υποδοχέων GR που βρίσκονται στον ιππόκαμπο. Διαπιστώσαμε μάλιστα μια επιλεκτικότητα στην επίδραση της μητρικής αποστέρησης στην έκφραση του GR στις πυραμιδικές στοιβάδες του ιππόκαμπου, αφού σε αντίθεση με την CA1, τα επίπεδά του ήταν σημαντικά μειωμένα στην CA3, μια περιοχή εξαιρετικά ευάλωτη στο στρες. Διερευνώντας κατά πόσον το πειραματικό πρωτόκολλο που εφαρμόσαμε είχε επηρεάσει την έκφραση γονιδίων που συμμετέχουν στη διαμόρφωση της πλαστικότητας του εγκεφάλου και τη νευρογένεση, παρατηρήσαμε μια σημαντική αύξηση των επιπέδων mRNA του γονιδίου DRD1, και μια αντίστοιχη μείωση των επιπέδων mRNA του μεταγραφικού παράγοντα NGN2 ο οποίος είναι πολύ σημαντικός για τον καθορισμό του πεπρωμένου των νευρικών βλαστικών κυττάρων και τη νευρογένεση στον ιππόκαμπο. Αν και δεν ελέχθηκαν αυτές οι αλλαγές σε πρωτεϊνικό επίπεδο, οι συγκεκριμένες μεταβολές δείχνουν ότι το μητρικό στρες μπορεί να απορρυθμίσει τη γέννηση νέων νευρώνων στον ενήλικο εγκέφαλο, μια διαδικασία η οποία θεωρείται ιδιαίτερα ευαίσθητη στους περιβαλλοντικούς παράγοντες στα πρώτα στάδια της ζωής, και ενισχύουν πρόσφατες μελέτες που παρουσιάζουν ενδείξεις ότι οι νέοι νευρώνες μπορεί να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην αποκατάσταση του άξονα YYE μετά το στρες. Η βαθύτερη κατανόηση των μηχανισμών μέσω των οποίων το πρώιμο μητρικό στρες μπορεί να διαταράσσει όχι μόνο τη λειτουργία του άξονα YYE, αλλά και την αμοιβαία αλληλεπίδρασή του με τη συνεχή διαδικασία της νευρογένεσης στην περιοχή του ιππόκαμπου, αναμένεται να διευρύνει τις γνώσεις μας σχετικά με τις αλλαγές που προκαλεί αυτή η μορφή στρες στην συμπεριφορά και στην προσαρμοστική ικανότητα στην ενήλικη ζωή. Επιπλέον, τα ευρήματα της παρούσας διατριβής, και η περαιτέρω αξιοποίηση του μοντέλου μητρικής αποστέρησης που χρησιμοποιήθηκε, θα μπορούσαν να συμβάλλουν μελλοντικά στη διερεύνηση των μηχανισμών που επηρεάζουν την ατομική ευαισθησία στο στρες, καθώς και στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών πρόληψης και αντιμετώπισης διαταραχών που προκύπτουν από το πρώιμο μητρικό στρες.