Kako prenatalni hormoni stresa oblikuju razvoj mozga i potencijalno utiču na mentalno zdravlje

Razvoj ljudskog mozga je složen proces koji može biti pod uticajem različitih faktora iz spoljne sredine. Infekcije, hemikalije i stres tokom trudnoće mogu povećati rizik od kasnijeg razvoja neuroloških i psihijatrijskih poremećaja. Međutim, biološki mehanizmi koji stoje iza ovih uticaja nisu u potpunosti razjašnjeni.

Novo istraživanje naučnika sa Instituta za psihijatriju Maks Plank u Minhenu otkrilo je da sintetički glukokortikoidi, lekovi koji se često daju trudnicama u slučaju rizika od prevremenog porođaja, mogu značajno promeniti ranu fazu razvoja mozga, prenosi Neuroscience news.

Preporučujemo

Ova studija koja je objavljena u Science Advances pruža novi uvid u to koliko je fetalni mozak podložan spoljnim uticajima, ali i postavlja važno pitanje – da li ove promene povećavaju rizik od mentalnih poremećaja ili, pak, stvaraju otpornost na njih?

Glukokortikoidi su steroidni hormoni koji igraju ključnu ulogu u regulaciji telesnog odgovora na stres. Oni su takođe esencijalni za normalan razvoj fetusa, uključujući sazrevanje pluća. Kada postoji rizik od prevremenog porođaja, lekarima je prioritet da pomognu bebinim plućima da se brže razviju, kako bi se povećale šanse za preživljavanje i smanjile moguće komplikacije. Zato se trudnicama često prepisuju sintetički glukokortikoidi poput deksametazona ili betametazona.

Prema podacima iz 2020. godine, čak 10% svih beba – što iznosi oko 13 miliona novorođenčadi širom sveta – rođeno je prevremeno. S obzirom na ovu statistiku, upotreba sintetičkih glukokortikoida postala je široko rasprostranjena praksa u akušerstvu. Međutim, njihovi potencijalni dugoročni efekti na razvoj mozga do sada nisu bili u potpunosti istraženi.

Kako bi bolje razumeli uticaj sintetičkih glukokortikoida na mozak u razvoju, tim istraživača predvođen Leanderom Donijem i Elisabet Bajnder koristio je moždane organoide. Ovi organoidi su laboratorijski uzgojeni modeli ljudskog mozga dobijeni iz matičnih ćelija. Oni imitiraju rane faze razvoja mozga i omogućavaju naučnicima da proučavaju promene na ćelijskom nivou.

U eksperimentu, organoidi su bili duže vreme izloženi sintetičkim glukokortikoidima, kako bi se simulirala prekomerna izloženost ovim hormonima tokom trudnoće. Nakon toga, istraživači su ih uporedili sa kontrolnim organoidima koji su se razvijali bez uticaja ovih hormona.

Rezultati su pokazali značajnu promenu u raspodeli neurona u organoidima izloženim sintetičkim glukokortikoidima. U njima je zabeležen povećan broj inhibitornih neurona, dok se broj ekscitatornih neurona smanjio u odnosu na kontrolne organoide.

Različiti tipovi neurona u mozgu imaju specifične funkcije. Ekscitatorni neuroni su odgovorni za prenošenje signala između ćelija – oni podstiču sledeći neuron da se aktivira i šalje signal dalje. Inhibitorni neuroni, s druge strane, deluju suprotno – oni smanjuju ili usporavaju aktivnost drugih neurona, što pomaže u kontroli moždane aktivnosti i sprečavanju preterane pobuđenosti nervnog sistema.

- Ovi rezultati nam pokazuju da je ljudski mozak izuzetno prilagodljiv i podložan spoljnim uticajima u ranim fazama razvoja, čak i više nego što smo ranije mislili - izjavio je Leander Doni, vodeći autor studije.

Ono što ovu studiju čini posebno značajnom jeste činjenica da je neravnoteža između ekscitatornih i inhibitornih neurona ranije bila povezana sa neurološkim i psihijatrijskim poremećajima, ali samo sa genetske perspektive. Ovo istraživanje je prvo koje pokazuje da sredinski faktori, poput lekova koje majka uzima tokom trudnoće, mogu izazvati slične promene u mozgu fetusa.

Iako je jasno da sintetički glukokortikoidi menjaju neuronsku strukturu u razvoju, naučnici još ne znaju da li ove promene povećavaju rizik od mentalnih poremećaja ili, pak, pružaju određenu otpornost.

- Vidimo povećan broj inhibitornih neurona, ali naši podaci nam još ne govore da li to znači povećan rizik ili veću otpornost na određene poremećaje kasnije u životu - objašnjava Kristiana Kruceanu, jedna od autorki studije.

Ova pitanja su od izuzetne važnosti jer su neuronski disbalansi povezani sa raznim stanjima, uključujući: autizam, gde su primetne promene u ravnoteži između ekscitatornih i inhibitornih neurona; šizofreniju, kod koje se takođe primećuju promene u strukturi mozga; anksiozne poremećaje i depresiju, gde inhibitorni neuroni mogu igrati ulogu u regulaciji emocija.

Ova studija otvara vrata za dalja istraživanja koja bi mogla da pomognu u razvoju preventivnih strategija i novih terapija. Razumevanje uticaja sredinskih faktora na razvoj mozga može dovesti do preciznijeg određivanja kada i u kojoj dozi koristiti sintetičke glukokortikoide, razvoja terapija koje bi smanjile neželjene efekte ovih lekova na mozak fetusa, i identifikacije osoba koje su genetski podložnije ovim promenama i koje bi mogle imati povećan rizik od mentalnih poremećaja

Istraživanje tima sa Maks Plank Instituta, u saradnji sa naučnicima sa Karolinska Instituta u Stokholmu i Helmholc Minhen, pokazalo je da sintetički glukokortikoidi značajno menjaju razvoj mozga, povećavajući broj inhibitornih neurona i smanjujući broj ekscitatornih neurona. Ovo je prvo istraživanje koje dokazuje da ne samo genetika, već i sredinski faktori mogu dovesti do sličnih promena u mozgu koje su ranije povezivane sa mentalnim poremećajima.

Iako još nije jasno da li ove promene povećavaju rizik ili pružaju zaštitu od bolesti, jedno je sigurno, mozak u razvoju je daleko osetljiviji na spoljne uticaje nego što se ranije mislilo. Dalja istraživanja će pomoći da se bolje razume dugoročni uticaj ovih promena i potencijalne strategije za očuvanje mentalnog zdravlja budućih generacija.

(Telegraf Nauka / Neuroscience news)