Что происходит с нейронами при стрессе

Стресс и нейронные сети: почему лучше не нервничать

За свою жизнь я сталкивался с десятками публикаций и книг, посвященных преодолению стрессов и эмоциональной реактивности. Обычно в таких материалах большое внимание уделяется избавлению от нервного напряжения, в то время как вред, наносимый организму во время стрессов, практически не описывается.

Даже Карнеги в свое время пытался с медицинской точки зрения описать вред, получаемый организмом от излишних переживаний, однако он не продвинулся дальше его краткой характеристики. В книге «Как перестать нервничать и начать жить» автор ссылается на результаты исследований, которые показали, что нервные люди чаще других умирают от инсультов, инфарктов и страдают от язвы желудка. Довольно убедительно, но информации все равно недостаточно.

Вооружившись переводчиком непонятных медицинских терминов и окунувшись на неделю в медицинский раздел Scientific American, ознакомился с результатами многих любопытных исследований на эту тему, которыми и делюсь с вами.

Первые действительно результативные исследования, посвященные влиянию стрессов на деятельность головного мозга, были проведены лишь в конце XX — начале XXI века. Ученые выяснили, что если мышь запереть в тесном домике, стресс, который она испытывает, самым прямым образом сказывается на ее здоровье — на 5-10% подскакивает давление, ускоряется сердцебиение, что в итоге приводит к серьезным заболеваниям или даже смерти. Действительно, артериальное давление и резкое ускорение кровообращения могут стать причиной инфаркта, но как тогда быть с инсультом? Как стресс влияет на клетки головного мозга?

Здесь все немного сложнее. Общеизвестно, что нейроны общаются друг с другом через так называемые синапсы, места контактов между двумя клетками, передавая друг другу нервные импульсы, амплитуда которых может изменяться, в том числе и под воздействием стресса. Особенно это актуально для гиппокампа, области мозга, участвующей в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти. При возникновении стрессового состоянии импульсы могут быть настолько сильными, что под их воздействием в нейронах и синапсах гиппокампа происходят аномальные изменения. Дендритные шипики, небольшие отростки, образующие синоптические соединения между нейронами, просто отмирают. Это приводит к возникновению дыр в нейронных сетях, что препятствует передаче импульсов. В итоге выжившие нейронные сети напоминают московские пробки в час пик – все необходимые импульсы просто не могут пробиться сквозь них, в результате чего часть информации теряется.

Выводы Кристофера Рекса, известного ученого, изучающего воздействие стресса на организм, неутешительны — регулярные всплески негативных эмоций в прямом смысле отупляют человека. Дело в том, что нормальная работа гиппокампа является необходимым условием усвоения и запоминания информации. И даже несколько кратковременных переживаний могут настолько сильно повредить нейроны и синапсы в этой области мозга, что восстанавливать их придется в течение многих недель или даже месяцев.

И обратный эффект. В 2009 году учеными было опубликовано сенсационное открытие — в мозге мышей, которым вводили антидепрессанты, нейроны не только хорошо сохраняются, но и разрастаются в целые нейронные пучки, что повышает способность к обучению, улучшает память. Кроме того, тогда же группа ученых под руководством Кристофера Рекса выяснила, что за повреждение дендритных шипиков ответственны конкретные нейропептиды — кортикотропинвысвобождающиеся гормоны (CRH), воздействующие на рецептор CRFR1.

Заблокировав это воздействие во время эксперимента, ученым удалось подтвердить свою правоту — даже после 5-часовых стрессов нейроны мышей были в норме, не было признаков когнитивных расстройств. Однако думать о победе над стрессом пока рано — исследователи уверены, что в живом организме нейропептид CRH воздействует и на другие рецепторы, которые еще предстоит определить.

Пока ученые гадают, как избавить мозг от пагубного влияния стресса, рекомендую вам воздержаться от излишних эмоциональных переживаний. В этом могут помочь книги «Как перестать беспокоиться и начать жить» Дейла Карнеги и «Психология эмоций» Кэррола Изарда. Мне они когда-то действительно помогли, но еще большое влияние на мое отношение к стрессам оказало научное понимание степени воздействия переживаний на мозг, описанное выше.

Апдейт: Еще одно исследование на тему влияния постоянного раздражителя

Прочитав комментарии, вспомнил о еще одном интересном исследовании, наглядно показывающем, что стресс — стрессу рознь, и не на все раздражители стоит реагировать.

Мышей помещали в маленький тесный домик. При этом их артериальное давление поднималось на 5-10%, ускорялось сердцебиение. Некоторые «пациенты» даже умирали от продолжительного стресса.
Однако если мышь посадить на металлическую решетку, поставив рядом тот же домик, но с открытым входом, и пустить по этой решетке электрический ток, мышь убежит в домик и будет чувствовать себя комфортно даже после суток пребывания там.

Это в очередной раз говорит нам о том, что любой стресс познается в сравнении и всегда может быть гораздо хуже. В любом случае, явно не стоит нервничать из-за пробок на дорогах, опозданий, недовольных коллег и других вещей, которые на самом деле никак не повлияют на нашу жизнь, если мы сами этого не захотим.

Апдейт 2. Нервные клетки восстанавливаются довольно быстро, особенно в молодом возрасте. Так что беспокоится по поводу прошлых стрессов не стоит, этим вы лишь создадите очередной.

К счастью, нервные клетки в молодом возрасте могут восстанавливаться гораздо быстрее, чем умирать. Все нейроны обонятельных центров мозга полностью заменяются каждые 40 дней, новые нервные клетки постоянно образуются в мозжечке и гиппокампе.

Происходит это, прежде всего, за счет правильного питания и избегания стрессов. Кстати, само по себе восстановление нервных клеток уже помогает справляться с будущими стрессами. Так что это круговая связь: чем меньше вы нервничаете, тем меньше вы нервничаете.

Кроме того, сейчас ученые многих университетов работают над созданием препаратов, способствующих ускоренному восстановлению нейронов. Например, в этом направлении работают ученые Массачусетского университета технологий. И, судя по публикации, довольно успешно.

Источник

Вопрос на T&P: что убивает нервные клетки и можно ли все-таки их восстановить?

Анна Докучаева

Стресс негативно сказывается не только на психическом состоянии человека, но и на физическом. Но действительно ли нервная система изнашивается из-за череды стрессовых ситуаций? T&P продолжают находить ответы на вопросы вместе с порталом The Question. В новом выпуске студент медицинского вуза попытался доходчиво объяснить, отчего на самом деле погибают нервные клетки и почему утверждение о том, что они не восстанавливаются, — миф.

Станислав Витковский

студент старших курсов медицинского университета

Следует отметить тот факт, что нервные клетки гибнут постоянно: каждый день мы теряем некоторое количество нейронов, и это биологически запрограммированный процесс. Каждый нейрон состоит из аксона и большого количества дендритов, при помощи которых он связывается с другими нейронами и образует сеть. Количество связей — показатель активности: если у нейрона их нет, значит, он не участвует в процессе обработки информации и передачи сигналов, а следовательно, просто так расходует энергию. От таких нейронов можно избавляться.

Утверждения «нервные клетки не восстанавливаются» и «нервная система статична и не способна к регенерации» давно опровергнуты. В головном мозге есть определенные зоны (субвентрикулярная зона и субгранулярная зона), в которых проходит процесс образования новых клеток — нейрогенез. Часть из них умирает, оставшиеся же образуют новые синаптические связи и включаются в общий процесс. Сейчас этот вопрос активно изучается, чтобы можно было стимулировать нейрогенез извне, что помогло бы в лечении нейродегенеративных заболеваний.

Само понятие стресса очень расплывчатое. Для организма в принципе любое воздействие — это стресс, потому что любая информация, воспринимаемая нами, закономерно приводит к возбуждению определенных нейронов и, соответственно, к выработке нейромедиаторов, гормонов и так далее. Но есть также такое понятие, как «дистресс» — сверхпороговый раздражитель, который приводит к активации различных областей мозга и систем организма. Гормоном стресса закономерно считается кортизол, также при стрессе повышается и уровень норадреналина и адреналина, в головном мозге увеличивается количество глутамата (активирующего медиатора) и снижается уровень ГАМК (тормозного медиатора, отвечающего в том числе и за способность головного мозга восстанавливаться до состояния покоя). Повышение глутамата — закономерная реакция на стресс. Оно приводит нервную систему в состояние гипервозбуждения, чтобы можно было реагировать на стрессовую ситуацию как можно быстрее. Но при хроническом стрессе повышенное содержание глутамата приносит по большей части негативные последствия. Постоянно повышенная возбужденность, снижение количества ГАМК приводит к перевозбуждению нейронов. Непосредственно от этого они не погибнут, они просто выключатся из работы и снизят свою активность. Но хронический стресс в долгосрочной перспективе может нарушить не только механизм передачи сигнала между нейронами и биохимию нейромедиаторов, но и метаболические процессы организма. И как раз из-за этих нарушений нейроны и могут погибнуть.

При стрессе в организме нарушается обмен глюкозы, кислородный обмен, липидный обмен, повышается артериальное давление. В конечном итоге можно сказать, что нейроны при хроническом стрессе могут погибнуть вследствие возникающего недостатка питательных веществ и витаминов, а также из-за кислородного голодания, вызванного нарушением кровоснабжения тканей головного мозга и интоксикацией различными продуктами жизнедеятельности. Например, при стрессе повышается уровень кетоновых тел, которые, в свою очередь, весьма токсичны для организма.

Все это справедливо для действительно сильного стресса, который сохраняется на протяжении длительного времени в случае, если сам человек не пытается себе помочь.

Источник

Публикации в СМИ

Нейрогенез во взрослом мозге: влияние стресса и депрессии

Головной мозг – основной орган, реагирующий на стресс. Эта реакция является комплексным, очень сложным процессом, в котором происходит как активация, так и подавление различных мозговых структур, связанных с формированием памяти, осуществлением двигательных, эмоциональных и когнитивных функций.

Мозг определяет, какие ситуации и события могут оказаться для человека стрессорными, и его ответ на стресс может быть как адаптивным, так и маладаптивным (адекватным либо неадекватным). Хронический стресс приводит к депрессии, которая в свою очередь вызывает повреждения нейронных сетей. Стресс, производимый окружающей средой (стресс на работе, в семье) и в особенности стрессирующие события в жизни, такие как психологические травмы – наиболее распространенные факторы, вызывающие депрессию. Поскольку разработка новых подходов к созданию антидепрессантов и их применению базируется на более глубоком понимании нейробиологических основ этого процесса, необходимо изучение влияния стресса и депрессии на клеточном уровне.

Депрессия является хроническим, рецидивирующим, имеющим множественную этиологию и опасным для здоровья и жизни состоянием, которая представляет из себя набор психологических, нейроэндокринных, физиологических и поведенческих симптомов. Выраженность этих симптомов определяет степень депрессии, которой в те или иные моменты жизни подвергаются до 20% людей во всем мире. Около 20-50% населения земного шара страдают от депрессии, но часто это состояние неверно диагностируют (Wittchen, 2000).

Депрессивные психические расстройства – наиболее распространенное заболевание в мире, провоцирующее серьезные социоэкономические проблемы (WHO, 2001). По прогнозам, к 2015 году депрессия окажется второй после сердечнососудистых заболеваний причиной недееспособности среди европейцев.

Зоны мозга, наиболее сильно страдающие от депрессии – это зоны, отвечающие за формирование эмоций, за процессы обучения и памяти, а именно префронтальная кора, базальные ядра и гиппокамп. Изменения, происходящие в них, включают уменьшение объема структур, размеров нейронов и их плотности, что связано с нарушениями гемодинамики и метаболизма глюкозы. Также снижается количество клеток глии, которые играют ключевую роль в передаче нервного импульса.

Так называемая «стресс-гипотеза» аффективных психических расстройств подтолкнула разработку моделей депрессии на животных. Эти модели стали незаменимы в доклинических исследованиях по психопатологии, патофизиологии депрессии и специфических реакций на антидепрессанты. Открытие того, что в дефинитивной нервной системе продолжаются процессы нейрогенеза, привлекло в свое время большой интерес научного сообщества, так как до этого нейрональные сети взрослого мозга считались неизменными и неспособными к регенерации. Эта аксиома была в 1928 году высказана известным испанским нейрофизиологом Сантъяго Рамоном и Кайялом (Santiago Ramon y Cajal), который в одной из работ написал про нервную ткань: «здесь все может погибнуть, но ничто не способно восстанавливаться» (Cajal, 1928). Современные исследования опровергли этот взгляд, продемонстрировав формирование новых нейронов (нейрогенез) во взрослом мозге. При этом процессы нейрогенеза могут усиливаться позитивными регуляторами и подавляться негативными, такими как острый и хронический стресс.

В то время как стресс ингибирует нейрогенез в гиппокампе, антидепрессанты имеют противоположный эффект. Более того, пациенты с расстройствами эмоциональной сферы в среднем имеют гиппокамп с меньшими средними размерами, чем у здоровых людей. Когда об этом стало известно, это привело к возникновению «нейрогенной гипотезы» депрессии, которая гласит, что нейрогенез в гиппокампе, а точнее его нарушения, могут оказаться первопричиной развития депрессивных расстройств. Однако, согласно сегодняшнему взгляду на эту проблему, нейрогенез в гиппокампе не играет ключевой роли в патогенезе депрессии, хотя и может быть ответственен за некоторые поведенческие эффекты антидепрессантов (Sahay & Hen, 2007).

Также растет количество данных о том, что, помимо воздействия на нейрогенез, стресс и антидепрессанты оказывают влияние на формирование специфических клеток нервной ткани – глии (глиогенез), необходимых для выживания нейронов. Нервная ткань содержит примерно в 100 раз больше глиальных клеток, чем нейронов. Глия выполняет трофическую функцию и принимает участие в регуляции передачи нервных импульсов через синапсы (контакты между отростками нервных клеток). Глиальные клетки также обладают рецепторами к нейротрансмиттерами и стероидным гормонам и способны к генерации электрических импульсов. По этой причине структурные изменения в глиальных клетках могут быть существенны для обмена информацией между нейронами, а также между нейронами и глией.

Во взрослом мозге терапия различными антидепрессантами может стимулировать не только нейрогенез, но и глиогенез. Более того, исследования на животных показали, что хронический стресс подавляет деление клеток не только в гиппокампе, но также и в префронтальной коре, и что этот эффект может быть отменен антидепрессантами (Czeh et al., 2007). Результаты эти были подтверждены исследованиями пациентов с расстройствами эмоций. С помощью компьютерной томографии было показано, что префронтальная кора, несомненно, вовлечена в патофизиологические процессы. В дальнейшем была проведена оценка состояния тканей умерших пациентов, показавшая, что число глиальных клеток в образцах мозга от пациентов, в анамнезе которых была указана тяжелая депрессия, существенно снижено.

В последние два десятилетия представления о мозге сильно изменились. Теперь ясно, что нейрональные и глиальные сети не неизменны, и находятся под контролем множества факторов, таких как факторы внешней среды (например, обучение), и внутренние факторы: нейротрофины, глюкокортикоиды, половые гормоны, и проч. Антидепрессанты стимулируют нейро- и глиогенез, поэтому структурные повреждения, вызванные стрессом и депрессией, не являются необратимыми.

Сегодня считается, что нейрогенез во взрослом мозге ограничен несколькими зонами: гиппокампом и областями, прилегающими к латеральным мозговым желудочкам. Однако появляется все больше данных о том, что образование новых нейронов происходит также в неокортексе. Несмотря на небольшое число этих клеток, они имеют важное значение для функционирования неокортекса. Взаимосвязь психических заболеваний и цитогенеза в дефинитивном неокортексе пока не ясна, но уже ведутся ее доклинические исследования. Возможно, на основе этих работ будут созданы более эффективные подходы к лечению депрессии.

Wittchen HU, Hoefler M, Meister W. Depressionen in der Allgemeinpraxis. Die bundesweite Depressionsstudie. Stuttgart: Schattauer, 2000
Moussavi S, Chatterji S, Verdes E, et al. Depression, chronic diseases, and decrements in health: results from the World Health Surveys. Lancet 2007;370:851-858

World Health Organisation (WHO). The World Health Report 2001. Mental Health: New Understanding, New Hope. Download http://www.who.int/whr/2001/en/whr01_en.pdf

Sahay A, Hen R. Adult hippocampal neurogenesis in depression. Nature Neuroscience 2007;10:1110-1115

Ramon y Cajal, SR. Degeneration and regeneration of the nervous system. London, Oxford University Press, 1928

Czeh B, Mueller-Keuker JIH, Rygula R, et al. Chronic social stress inhibits cell proliferation in the adult medial prefrontal cortex: hemispheric asymmetry and reversal by fluoxetine treatment. Neuropsychopharmacology 2007;32:1490-1503

Код вставки на сайт

Нейрогенез во взрослом мозге: влияние стресса и депрессии

Головной мозг – основной орган, реагирующий на стресс. Эта реакция является комплексным, очень сложным процессом, в котором происходит как активация, так и подавление различных мозговых структур, связанных с формированием памяти, осуществлением двигательных, эмоциональных и когнитивных функций.

Мозг определяет, какие ситуации и события могут оказаться для человека стрессорными, и его ответ на стресс может быть как адаптивным, так и маладаптивным (адекватным либо неадекватным). Хронический стресс приводит к депрессии, которая в свою очередь вызывает повреждения нейронных сетей. Стресс, производимый окружающей средой (стресс на работе, в семье) и в особенности стрессирующие события в жизни, такие как психологические травмы – наиболее распространенные факторы, вызывающие депрессию. Поскольку разработка новых подходов к созданию антидепрессантов и их применению базируется на более глубоком понимании нейробиологических основ этого процесса, необходимо изучение влияния стресса и депрессии на клеточном уровне.

Депрессия является хроническим, рецидивирующим, имеющим множественную этиологию и опасным для здоровья и жизни состоянием, которая представляет из себя набор психологических, нейроэндокринных, физиологических и поведенческих симптомов. Выраженность этих симптомов определяет степень депрессии, которой в те или иные моменты жизни подвергаются до 20% людей во всем мире. Около 20-50% населения земного шара страдают от депрессии, но часто это состояние неверно диагностируют (Wittchen, 2000).

Депрессивные психические расстройства – наиболее распространенное заболевание в мире, провоцирующее серьезные социоэкономические проблемы (WHO, 2001). По прогнозам, к 2015 году депрессия окажется второй после сердечнососудистых заболеваний причиной недееспособности среди европейцев.

Зоны мозга, наиболее сильно страдающие от депрессии – это зоны, отвечающие за формирование эмоций, за процессы обучения и памяти, а именно префронтальная кора, базальные ядра и гиппокамп. Изменения, происходящие в них, включают уменьшение объема структур, размеров нейронов и их плотности, что связано с нарушениями гемодинамики и метаболизма глюкозы. Также снижается количество клеток глии, которые играют ключевую роль в передаче нервного импульса.

Так называемая «стресс-гипотеза» аффективных психических расстройств подтолкнула разработку моделей депрессии на животных. Эти модели стали незаменимы в доклинических исследованиях по психопатологии, патофизиологии депрессии и специфических реакций на антидепрессанты. Открытие того, что в дефинитивной нервной системе продолжаются процессы нейрогенеза, привлекло в свое время большой интерес научного сообщества, так как до этого нейрональные сети взрослого мозга считались неизменными и неспособными к регенерации. Эта аксиома была в 1928 году высказана известным испанским нейрофизиологом Сантъяго Рамоном и Кайялом (Santiago Ramon y Cajal), который в одной из работ написал про нервную ткань: «здесь все может погибнуть, но ничто не способно восстанавливаться» (Cajal, 1928). Современные исследования опровергли этот взгляд, продемонстрировав формирование новых нейронов (нейрогенез) во взрослом мозге. При этом процессы нейрогенеза могут усиливаться позитивными регуляторами и подавляться негативными, такими как острый и хронический стресс.

В то время как стресс ингибирует нейрогенез в гиппокампе, антидепрессанты имеют противоположный эффект. Более того, пациенты с расстройствами эмоциональной сферы в среднем имеют гиппокамп с меньшими средними размерами, чем у здоровых людей. Когда об этом стало известно, это привело к возникновению «нейрогенной гипотезы» депрессии, которая гласит, что нейрогенез в гиппокампе, а точнее его нарушения, могут оказаться первопричиной развития депрессивных расстройств. Однако, согласно сегодняшнему взгляду на эту проблему, нейрогенез в гиппокампе не играет ключевой роли в патогенезе депрессии, хотя и может быть ответственен за некоторые поведенческие эффекты антидепрессантов (Sahay & Hen, 2007).

Также растет количество данных о том, что, помимо воздействия на нейрогенез, стресс и антидепрессанты оказывают влияние на формирование специфических клеток нервной ткани – глии (глиогенез), необходимых для выживания нейронов. Нервная ткань содержит примерно в 100 раз больше глиальных клеток, чем нейронов. Глия выполняет трофическую функцию и принимает участие в регуляции передачи нервных импульсов через синапсы (контакты между отростками нервных клеток). Глиальные клетки также обладают рецепторами к нейротрансмиттерами и стероидным гормонам и способны к генерации электрических импульсов. По этой причине структурные изменения в глиальных клетках могут быть существенны для обмена информацией между нейронами, а также между нейронами и глией.

Во взрослом мозге терапия различными антидепрессантами может стимулировать не только нейрогенез, но и глиогенез. Более того, исследования на животных показали, что хронический стресс подавляет деление клеток не только в гиппокампе, но также и в префронтальной коре, и что этот эффект может быть отменен антидепрессантами (Czeh et al., 2007). Результаты эти были подтверждены исследованиями пациентов с расстройствами эмоций. С помощью компьютерной томографии было показано, что префронтальная кора, несомненно, вовлечена в патофизиологические процессы. В дальнейшем была проведена оценка состояния тканей умерших пациентов, показавшая, что число глиальных клеток в образцах мозга от пациентов, в анамнезе которых была указана тяжелая депрессия, существенно снижено.

В последние два десятилетия представления о мозге сильно изменились. Теперь ясно, что нейрональные и глиальные сети не неизменны, и находятся под контролем множества факторов, таких как факторы внешней среды (например, обучение), и внутренние факторы: нейротрофины, глюкокортикоиды, половые гормоны, и проч. Антидепрессанты стимулируют нейро- и глиогенез, поэтому структурные повреждения, вызванные стрессом и депрессией, не являются необратимыми.

Сегодня считается, что нейрогенез во взрослом мозге ограничен несколькими зонами: гиппокампом и областями, прилегающими к латеральным мозговым желудочкам. Однако появляется все больше данных о том, что образование новых нейронов происходит также в неокортексе. Несмотря на небольшое число этих клеток, они имеют важное значение для функционирования неокортекса. Взаимосвязь психических заболеваний и цитогенеза в дефинитивном неокортексе пока не ясна, но уже ведутся ее доклинические исследования. Возможно, на основе этих работ будут созданы более эффективные подходы к лечению депрессии.

Wittchen HU, Hoefler M, Meister W. Depressionen in der Allgemeinpraxis. Die bundesweite Depressionsstudie. Stuttgart: Schattauer, 2000
Moussavi S, Chatterji S, Verdes E, et al. Depression, chronic diseases, and decrements in health: results from the World Health Surveys. Lancet 2007;370:851-858

World Health Organisation (WHO). The World Health Report 2001. Mental Health: New Understanding, New Hope. Download http://www.who.int/whr/2001/en/whr01_en.pdf

Sahay A, Hen R. Adult hippocampal neurogenesis in depression. Nature Neuroscience 2007;10:1110-1115

Ramon y Cajal, SR. Degeneration and regeneration of the nervous system. London, Oxford University Press, 1928

Czeh B, Mueller-Keuker JIH, Rygula R, et al. Chronic social stress inhibits cell proliferation in the adult medial prefrontal cortex: hemispheric asymmetry and reversal by fluoxetine treatment. Neuropsychopharmacology 2007;32:1490-1503

Источник