Телесный разум. Как тело влияет на наши мысли, чувства и воспоминания
Шрифт:
Сегодня наиболее распространенной хирургической процедурой у фертильных женщин является родоразрешение путем планового кесарева сечения. Однако беременные женщины или те, кто планирует создать семью, должны знать о следующих результатах многочисленных исследований: дети, рожденные путем кесарева сечения, подвергаются повышенному риску развития астмы, диабета первого типа, ожирения, целиакии, рака и подавления иммунного ответа [38] .
Исследуя это явление, молекулярные и клеточные биологи из известного Каролинского института в Швеции изучили эпигенетические изменения в пуповинной крови, взятой у детей, родившихся в срок после планового кесарева сечения и посредством вагинальных родов. В стволовых клетках крови младенцев из первой группы нашли больше метилированных участков ДНК, чем у младенцев, родившихся вагинально. Исследователи обнаружили специфические эпигенетические различия между группами в 343 областях ДНК, включая гены, которые, как известно, участвуют в процессах, контролирующих метаболизм и иммунодефицит. Эти исследования ясно показывают, что эпигеном младенца чувствителен к внутриутробной среде [39] и опыту рождения.
38
Причины
39
Эпигеном младенца чувствителен к внутриутробной среде: Almgren, Malin, Schlinzig, Titus, Gomez-Cabrero, David, Ekstr"om, Tomas J., et al. (2014). «Cesarean delivery and hematopoietic stem cell epigenetics in the newborn infant – implications for future health?» American Journal of Obstetrics and Gynecology, 211(5), 502.e1-502.e8; Schlinzig, T., Johansson, S., Gunnar. A., Ekstr"om, T. J., Norman, M. (2009). «Epigenetic modulation at birth – altered DNA-methylation in white blood cells after Caesarean section.» Acta Paediatrica, 98, 1096–1099.
Во время недавней пандемии COVID-19 ученые заметили, что, попадая в организм человека, вирус вел себя по-разному: у одних становился триггером серьезного заболевания, а у других не вызывал никаких симптомов. Описанное здесь ослабление иммунной системы, передавшееся через несколько поколений, может быть одним из непризнанных факторов, наряду с социально-экономическими, которые вызывают физический и психический стресс, что объясняет яркие различия при реакции на вирус.
Распространенность сложных заболеваний, таких как рак, диабет, ожирение, аутизм и врожденные дефекты, растет темпами, которые невозможно объяснить классической генетикой. Исследования на людях и животных убедительно свидетельствуют о том, что за это могут отвечать эпигенетические механизмы.
Используя мышей в качестве модели для изучения рака молочной железы у человека, исследователи продемонстрировали, что негативный социальный опыт [40] (в данном случае – изоляция) вызывает усиленный рост опухоли. Полученные результаты также подтверждают предыдущие эпидемиологические исследования, предполагающие, что социальная изоляция приводит к росту смертности среди пациентов, страдающих хроническими заболеваниями, а клинические исследования доказали, что социальная поддержка улучшает результаты лечения больных раком. Присутствие сострадательных и заботливых людей [41] может изменить уровень экспрессии генов в самых разных тканях, включая мозг. Впрочем, недавний опыт борьбы с COVID-19 и без исследований убедил нас в истинности человеческой потребности во взаимодействии и общении.
40
Социальная изоляция: Conzen, Suzanne (2009). «Social isolation worsens cancer.» Institute for Genomics and Systems Biology. http://www.igsb.org/news/igsb-fellow-suzanne-d.-conzen-social-isolation-in-mice-worsens-breast-cancer.
41
Сострадательных и заботливых людей: Slavich, G. M. and Cole, S. W. (2013). «The emerging field of human social genomics.» Clinical Psychological Science, 1(3), 331–348.
Одним из самых красивых и творческих экспериментов, с которыми я сталкивался в своей профессиональной деятельности, является «Исследование перекрестного воспитания» [42] (Kidnapping-and-Cross-Fostering Study), разработанное Джином Робинсоном, директором Института геномной биологии Иллинойсского университета. Робинсон отобрал около 250 молодых пчел из двух ульев африканских пчел («пчел-убийц») и двух ульев европейских пчел (неопасных пчел) и нарисовал метки на спинах особей (не сам, разумеется, – аспиранты), чтобы невооруженным глазом определять их происхождение. Как только насекомые обзавелись потомством, его забрали и поместили в улей другого подвида [43] . Европейские медоносные пчелы, выращенные среди более агрессивных африканских пчел, не только стали такими же воинственными, как и их новые соседи по улью, – они стали генетически похожими на них. И наоборот. Этот эксперимент убедительно доказывает, что социальная среда может радикально изменить экспрессию генов и поведение за очень короткий срок.
42
Исследование перекрестного воспитания: Zayed, Amro and Robinson, Gene E. (2012). «Understanding the Relationship Between Brain Gene Expression and Social Behavior: Lessons from the Honey Bee.» Annual Review of Genetics, 46, 591–615.
43
Относительно предвзятости «двух ульев африканских пчел („пчел-убийц“) и двух ульев европейских пчел (неопасных пчел)». Пожалуйста, я никого здесь не пытаюсь обидеть. Исследование посвящено пчелам, а не людям.
Дэвид Клейтон, нейробиолог и коллега Джина Робинсона из Иллинойсского университета, обнаружил, что, если самец зебрового зяблика услышит, как поблизости поет другой самец [44] его вида, экспрессия определенного гена в переднем мозге птицы будет стимулироваться и это будет происходить по-разному в зависимости от того, звучал ли другой зяблик незнакомо и угрожающе или знакомо и безопасно. Певчие птицы продемонстрировали массовые, широко распространенные изменения в экспрессии генов всего за пятнадцать минут.
44
Если самец зебрового зяблика услышит, как поблизости поет другой самец: Clayton, D. F. and London, S. E. (2014). «Advancing avian behavioral neuroendocrinology through genomics.» Frontiers in Neuroendocrinology, 35(1), 58–71.
Реакции мозга на социальные стимулы могут быть масштабными, включающими сотни, иногда тысячи генов. Еще 20 лет назад ни один уважающий себя генетик или нейробиолог не мог и вообразить, что социальный опыт приводит к изменениям в поведении и экспрессии генов в мозге. Однако именно это мы и наблюдаем.
Термин «трансгенерационная эпигенетика F1»
В тот или иной момент, я уверен, все мы задавались вопросом, почему некоторые люди всегда спокойны, несмотря ни на что, а другие начинают волноваться по любому поводу. Недавние исследования на крысах дают ключ к разгадке. Крысы-матери, по-видимому, делятся на две группы: представители одной тратят много времени на вылизывание, кормление и уход за своими детьми, а другой – просто игнорируют потомство. Правильно воспитанные крысята, как правило, вырастают спокойными взрослыми крысами, в то время как крысята, лишенные родительской заботы, вырастают тревожными. Заботливое поведение матери-крысы в течение первой недели жизни формирует эпигеном ее детенышей, и этот паттерн имеет тенденцию сохраняться даже после того, как крысята становятся взрослыми. Разница между спокойной и встревоженной крысой [45] не генетическая, а эпигенетическая [46] .
45
Разница между спокойной и встревоженной крысой: Weaver, I.C.G., Cervoni, N., Champagne, F. A., Meaney, M. J., et al. (2004). «Epigenetic programming by maternal behavior.» Nature Neuroscience, 7, 847–854.
46
В то же время описаны гены, вероятно связанные с развитием тревожных состояний; таким образом, на мой взгляд, автор преувеличивает вклад одной только эпигенетики, преуменьшая вместе с тем влияние генетических факторов.
Эти данные указывают на то, что более высокий уровень материнской заботы в течение первой недели жизни приводит к формированию поведения, которое характеризуется устойчивостью к стрессу и повышенной заботой о своем потомстве. В данном случае то, что верно для крыс, относится и к людям [47] . Будущие родители, пожалуйста, примите это к сведению.
В 2011 году группа из Делавэрского университета решила изучить, влияют ли невзгоды в раннем возрасте на экспрессию генов. Они подвергали крысят воздействию жестоких воспитателей в течение 30 минут ежедневно на протяжении первых семи дней жизни. Ученые провоцировали жестокое обращение крыс-матерей с детьми, помещая их в незнакомую среду и ограниченное пространство. В результате воспитатели начали топтать, ронять, таскать, активно отвергать и грубо обращаться со своими детенышами. Такое обращение, естественно, вызывало у младенцев дистресс-реакции [48] .
47
Смелая экстраполяция в отношении такого сложного процесса, как регуляция поведения.
48
Вызывало у младенцев дистресс-реакции: Roth, T. L., Lubin, F. D., Funk, A. J., and Sweatt, J. D. (2009). «Lasting epigenetic influence of early-life adversity on the BDNF gene.» Biological Psychiatry, 65(9), 760–769.
Нейротрофический фактор головного мозга (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) регулирует выживание и рост нейронов, влияя на синаптическую эффективность и пластичность. У подвергшихся жестокому обращению крысят [49] ученые обнаружили значительное снижение экспрессии гена BDNF, что соответствовало предыдущим выводам о влиянии раннего жизненного опыта и о последующем пагубном изменении личности и поведения. Этот неэффективный ген сохранялся на протяжении всего развития и во взрослом возрасте.
49
У подвергшихся жестокому обращению крысят: Roth, Tania L. and Sweatt, J. David (2011). «Epigenetic mechanisms and environmental shaping of the brain during sensitive periods of development.» Journal of Child Psychology and Psychiatry, 52(4), 398–408; Roth, Tania L. and Sweatt, J. David (2011). «Epigenetic marking of the BDNF gene by early-life adverse experiences.» Hormones and Behavior, Special Issue: Behavioral Epigenetics, 59(3), 315–320.
ИЗВЕСТНО, ЧТО ЖЕСТОКИЕ И НЕБРЕЖНЫЕ ВОСПИТАТЕЛИ ДЕЛАЮТ ДЕТЕЙ ОСОБЕННО ВОСПРИИМЧИВЫМИ К КОГНИТИВНОЙ И ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИЯМ.
Жестокое обращение в детстве [50] в значительной степени вызывает более позднее диагностирование глубокой депрессии в подростковом и взрослом возрасте, а также позднее обнаружение шизофрении, пограничного расстройства личности и посттравматического стрессового расстройства.
Деликатный уход тоже имеет огромную ценность для ребенка. Например, нейробиолог Регина Салливан из Медицинской школы Нью-Йоркского университета обнаружила, что у крысят, испытывающих боль, несколько сотен генов активнее, чем у крысят, с ней не знакомых. Однако в присутствии их матерей менее ста генов аналогичным образом экспрессировались (активировались). Салливан успешно продемонстрировала, что мать, успокаивающая своего ребенка во время боли, изменяет активность генов в части мозга, отвечающей за эмоции (миндалевидное тело), и таким образом вызывает положительную краткосрочную поведенческую реакцию у ребенка [51] .
50
Жестокое обращение в детстве: Bremner, J. D. (2003). «Long-term effects of childhood abuse on brain and neurobiology.» Child and Adolescent Psychiatric Clinics of North America, 12, 271–292; Heim, C. and Nemeroff, C. B. (2003). «The role of childhood trauma in the neurobiology of mood and anxiety disorders: preclinical and clinical studies.» Biological Psychiatry, 49, 1023–1039; Kaufman, J., Plotsky, P. M., Nemeroff, C. B., and Charney, D. S. (2000). «Effects of early adverse experiences on brain structure and function: clinical implications.» Biological Psychiatry, 48, 778–790; Schore, A. N. (2002). «Dysregulation of the right brain: a fundamental mechanism of traumatic attachment and the psychopathogenesis of posttraumatic stress disorder.» Australian and New Zealand Journal of Psychiatry, 36, 9–30.
51
Положительную краткосрочную поведенческую реакцию у ребенка: Sullivan, Regina. NYU Langone Medical Center / New York University School of Medicine. «Mother’s soothing presence makes pain go away, changes gene activity in infant brain.» ScienceDaily,November 18, www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141118125432.htm.