Устойчивость к стрессу: Как приобрести устойчивость к стрессу: 5 простых шагов

Содержание

Как приобрести устойчивость к стрессу: 5 простых шагов

В современном мире большинство людей постоянно находится в поисках ответа на вопрос, как приобрести устойчивость к стрессу. Не всегда получается найти правильное решение, и от этого уровень негативного воздействия только растет. Нет конкретного совета, который способен развить стрессоустойчивость раз и навсегда.

Укрепление нервной системы состоит из комплекса факторов, которые направлены на физическое развитие, правильный отдых и питание, отношение с окружающими и так далее. Прийти на помощь могут некоторые современные продукты, которые принесут гораздо больше пользы, чем их аналоги. В нашей статье мы расскажем, как же приобрести устойчивость к стрессу и что может в этом помочь.

Виды и опасность стресса

Стресс можно условно разделить на два вида: положительный и отрицательный. Первый оказывает благоприятное воздействие на организм, способствуя выработке полезных гормонов (например, норадреналина). Положительный стресс, или эустресс, может быть вызван приятным сюрпризом, неожиданным повышением на работе, рождением ребенка и т. д.

Отрицательный стресс (дистресс) негативно влияет на психику и здоровье человека в целом. Выделяют две разновидности дистресса:

  • Острый – вызванный внезапным раздражителем, угрожающим нашему душевному равновесию. Реакция зависит от характера раздражителя, темперамента человека и состояния его психики на данный момент. Это может быть защита или уклонение. Восстановление прежнего баланса потребует затраты внутренних ресурсов организма.

  • Хронический – складывается в результате перманентного пребывания в неблагоприятной обстановке; организм истощает силы на борьбу со стрессом, поэтому защитные механизмы попросту перестают срабатывать.

Виды и опасность стресса

Регулярное создание стрессогенных ситуаций влечет за собой проявление физиологических проблем. Чем чреват хронический дистресс?

  • Сахарный диабет на фоне повышенного уровня глюкозы в крови (таким образом организм увеличивает объем энергии, чтобы убежать или защититься от опасности).

  • Снижение иммунитета вследствие усиленной выработки лейкоцитов вилочковой железой.

  • Разрушение мышечной системы и тканей внутренних органов из-за рефлекторного сокращения и постоянного напряжения.

  • Гематомы и нарушение кровообращения, провоцируемые чрезмерным расширением и разрывами капилляров.

  • Отравление токсинами, задерживающимися в организме вследствие нарушенного метаболизма.

Психика, подвергаемая стрессовым атакам, также претерпевает изменения:

  • Частая смена настроения, неконтролируемая агрессия.

  • Отсутствие заинтересованности в происходящем, вялость, апатия.

  • Бессонница, частые пробуждения, ночные кошмары.

  • Мигрени, развитие неврозов.

  • Слабость, постоянное желание спать.

  • Депрессия.

Польза от повышения стрессоустойчивости

Польза от повышения стрессоустойчивости

Под стрессоустойчивостью понимается целый спектр качеств, помогающих человеку преодолевать негативные состояния, не поддаваясь их влиянию, сохраняя физическое и психическое здоровье.

Согласно мнению ученых, стресс является своего рода тренировкой психики человека, поэтому дозированно он может и должен присутствовать в нашей жизни. Благодаря стрессовым ситуациям запускаются скрытые механизмы, позволяющие быстрее решать многие задачи, стимулирующие нас развиваться.

Однако если человек регулярно испытывает отрицательный стресс, происходит накапливание негативной энергии, что, в свою очередь, может привести к расстройству психики и проблемам со здоровьем.

Развитие стрессоустойчивости необходимо по двум причинам: она сводит к минимуму негативные последствия стресса и дает вам возможности для саморазвития.

Какую воду необходимо пить, чтобы быть здоровым?

Такой простой элемент как вода всегда считался жизненно важным и необходимым. Но вместе с тем, то количество мифов о воде, научных фактов и мнений, которые ежедневно навязывают, а потом опровергают, побуждает искать ответы на вопросы. Чтобы помочь вам, мы с командой подготовили бесплатный вебинар и подарок: 3 уникальных материала, основанные на опыте наших экспертов о продлении молодости с помощью воды. После прохождения нашего бесплатного вебинара вы узнаете:

Артём Хачатрян

практикующий врач терапевт-диетолог, натуропат

После прохождения нашего бесплатного вебинара вы узнаете:

Какая вода вредна для организма, и какими свойствами должна обладать полезная вода.

Как вода влияет на красоту, процессы восстановления, иммунитет и хронические заболевания.

Как с помощью воды обезопасить овощи и фрукты от нитратов и пестицидов.

Узнайте, как вода может заботиться о вашем здоровье, молодости и красоте на вебинаре врача-диетолога Артёма Хачатряна!

Записаться и получить подарок

Во время сильной эмоциональной встряски организм вырабатывает кортизол, так называемый гормон стресса. Его действие может проявляться в виде тахикардии и аритмии, скачках давления, мигрени. Неспособность противостоять нервным потрясениям приводит к регулярным перегрузкам организма, что в конечном итоге может привести к необратимым изменениям и значительно ухудшить состояние здоровья.

Психолог Б. Б. Величковский в своих работах выявил взаимосвязь уровня стрессоустойчивости и работы всех систем организма. Ученый пришел к выводу, что уравновешенные люди, спокойно реагирующие на неблагоприятные обстоятельства, гораздо менее подвержены риску развития хронических заболеваний, нежели люди нервные. Отмечено также, что люди, устойчивые к стрессовым ситуациям, реже прибегают к нездоровым способам подавления эмоций: курению, алкоголю, наркотическим веществам и т. д.

Высокий уровень стрессоустойчивости дает человеку ощущение твердой почвы под ногами. Он чувствует уверенность в себе, не паникует, трезво смотрит на вещи и решает проблемы по мере их поступления. Такой подход помогает адекватно коммуницировать со своим окружением, дает толчок для профессионального и личностного роста.

Человек, слишком остро реагирующий на негативные внешние факторы, может отпугнуть людей своим поведением, что способно не лучшим образом повлиять на все сферы его жизни, включая карьеру.

Предоставление возможностей для саморазвития

5 шагов к приобретению устойчивости к стрессу

  1. Физическая активность

    Если вы озаботились вопросом, как приобрести устойчивость к стрессу, в первую очередь должны понять, что происходит с организмом и как вы можете нивелировать негативные последствия. Резкий выброс кортизола и адреналина готовит тело к защите или бегству от опасности. Чтобы не позволить этим гормонам «застояться», используйте их раньше, чем они успеют причинить вам вред.

    Самое простое, что вы можете сделать, – заняться спортом. Физическая нагрузка разгонит кровь и сожжет гормоны стресса. Проще говоря, в любой непонятной ситуации – бегите. Или приседайте, отжимайтесь, мойте полы, в конце концов. Выберите себе занятие по душе, но обязательно с физической нагрузкой. Убедите себя, что это для вашего же блага. В спокойной обстановке решите, какие действия вы сможете предпринять в той или иной стрессовой ситуации, тогда вы не впадете в ступор, когда она действительно возникнет.

    Помните также, что здоровый дух может быть только в здоровом теле, поэтому возьмите себе за правило регулярно организовывать себе тренировку, будь то занятие в тренажерном зале или стрижка своего газона. Это также будет способствовать повышению устойчивости к стрессу. Кроме того, спорт и труд стимулируют выработку эндорфинов – гормонов счастья, так что хорошее настроение вам будет обеспечено.

  2. Отдых и расслабление

    Безусловно, этот этап намного приятнее первого, но без физической активности, позволяющей разогнать гормоны стресса, должного эффекта вы не достигнете. Поэтому даже расслабляющая ванна с пеной не спасет вас, пока кортизол бежит по венам, нагнетая чувство тревожности и вызывая тахикардию. Все в этом мире подчиняется закону маятника: качнули его в одну сторону, испытав стресс и поработав физически, толкайте его в сторону расслабления.

    Это интересно!

    «Вода, обогащенная водородом: польза и вред для организма» Подробнее

    Подойдут любые релаксационные действия: медитация, спокойная прогулка (идеально, если она пройдет в лесу или парке), сон, защищенный от внешних раздражителей, какое-либо занятие, не требующее максимальной концентрации (складывание пазлов, вязание, например). Позвольте времени замедлиться, оглянитесь вокруг и просто наслаждайтесь моментом.

    Как давно вы просто сидели на скамейке в сквере, ни о чем не думая, наблюдая за потоком людей и слушая пение птиц? А между тем именно такие минуты важны для соблюдения внутреннего баланса. И применять их важно не как волшебную пилюлю от стресса, а как регулярные тренировки устойчивости к негативным факторам.

    5 шагов к приобретению устойчивости к стрессу

  3. Акватерапия и уходовые процедуры

    Целительные свойства воды легко объяснить тем, что именно она дает возможность существовать всему живому на Земле. Еще в утробе матери человек находится в окружении воды, только там он бывает абсолютно защищен и спокоен. И во взрослой жизни мы неосознанно хотим вернуться в то умиротворенное состояние. Когда нам плохо, мы сворачиваемся калачиком, имитируя позу зародыша, стремясь спрятаться таким образом от проблем.

    Чтобы почувствовать себя отдохнувшими, мы принимаем ванну или душ, смывая не только грязь, но и усталость. Мы ходим в бассейн, ездим на речку или море, чтобы почувствовать невесомость своего тела, как тогда, в далеком прошлом, где не было страха и боли.

    Вода – мощный союзник в поисках способа, как приобрести устойчивость к стрессу. Водные процедуры не только помогают снизить уже возникшее волнение, но и станут отличной профилактикой стресса в будущем. Целебными также могут считаться различные расслабляющие манипуляции, которые проводит с вами другой человек (массажист, мастер маникюра и педикюра, парикмахер). Это должен быть проверенный специалист, которому вы полностью доверяете. С таким человеком вы не только сможете на пару часов забыть о проблемах, но и элементарно выговориться.

  4. Занятие для души

    Нельзя концентрировать свое внимание на одном лишь роде деятельности. Зачастую люди настолько зациклены на своей работе, что забывают о других занятиях, приносящих им радость. Такой подход чрезвычайно опасен. Когда вся ваша жизнь заключена в работе, все свои эмоции, как положительные, так и отрицательные, вы будете получать только там. А если со временем отрицательных становится все больше, это прямая дорога к нервному срыву.

    Найдите себе хобби, и желательно не одно. Чем больше интересов, помимо профессиональной деятельности, у вас будет, тем лучше. Не исключено, что со временем увлечение вытеснит основную работу и вы сможете зарабатывать на нем. Таких историй масса, и редко кто жалеет о решении начать работать на себя.

  5. Взаимодействие с другими людьми

    Человек не может существовать вне социума. Даже интровертам и социофобам необходимо общение, круг людей, у которых можно найти поддержку. Все люди разные, но среди них всегда найдутся единомышленники.

    Проживать свои эмоции в одиночку сложно, стресс разъедает нас изнутри, угрожая перерасти в депрессию. Важно уметь делиться своей болью. Родственники, друзья, коллеги, даже некое виртуальное сообщество – все они дают почувствовать, что вы не одиноки в этом мире. Порой даже незнакомый человек может стать той опорой, которая поможет вам выстоять против стресса.

    Нужно учиться строить отношения и понимать, что работают они не только в одностороннем порядке. Если вы нашли человека, готового выслушать вас, поддержать, помочь пережить неприятные моменты, будьте готовы сделать то же и для него.

    Польза водородной воды при развитии стрессоустойчивости

    Не всем дано умение открываться другим людям, поэтому не нужно стесняться обращаться за помощью к профессионалам. Взаимодействие с психологом помогло многим, так почему оно не сработает именно на вас? Зачем усиливать имеющийся стресс проблемами в общении с окружающими вас людьми? Возможно, именно в сложностях коммуникации с обществом и кроется корень вашего стресса. Если вы чувствуете, что такая проблема существует и решить ее самостоятельно вам не под силу, не стоит тянуть с походом к специалисту.

Польза водородной воды при развитии стрессоустойчивости

Прием напитка на постоянной основе помогает активизировать процессы, способные укрепить здоровье:

  • Нормализация функционирования антиоксидантной системы, что приводит к снижению оксидативного стресса. Негативные изменения в экологической обстановке, плохое питание, стрессогенные условия жизни – все это может подкосить иммунную систему. Употребление водородной воды станет хорошим подспорьем в профилактике многих заболеваний.

  • Стимуляция метаболизма, запуск обменных процессов, чтобы сбросить вес и удержать результат в дальнейшем.

  • Предотвращение скопления липидов в клетках печени, регулировка механизмов самоочищения.

  • Повышение резистентности организма к негативным внешним воздействиям.

  • Снижение риска развития аллергии, минимизация метеозависимости.

  • Профилактика хронических заболеваний: артрита, артроза, ревматизма, сахарного диабета и т. д.

  • Сведение к минимуму негативных последствий лучевой и химиотерапии.

    Это интересно!

    «Генератор водородной воды: возможности аппарата» Подробнее
  • Быстрое восстановление запаса энергии после занятий спортом. Исследования показали, что регулярный прием напитка снижает риск повреждения мозга после ударов по голове, что актуально для людей, занимающихся боксом и иными контактными видами спорта. При этом водородная вода не относится к доппингам.

  • Нормализация психоэмоционального состояния за счет регенерации клеток головного мозга.

  • Регулирование кислотно-щелочного баланса, снижение кислотности, ощелачивание организма.

  • В составе комплексной терапии помогает в лечении кожных заболеваний, травм органов зрения и слуха, нарушений в работе ЖКТ, сердечно-сосудистой и мочеполовой систем.

Насыщенную водородом воду рекомендуется применять также наружно, она прекрасно справляется с проблемами кожи: сухостью, аллергией, воспалительными процессами, зудом и раздражением. Наблюдается также эффективность жидкости в борьбе с возрастными изменениями, повышается эластичность кожи. Применение в косметологии помогает усилить результат от процедур и сохранить его на более долгий срок.

Подчеркнем, что терапия посредством водородной воды имеет накопительный эффект, поэтому первые заметные улучшения вы сможете почувствовать спустя 2-3 месяца регулярного приема.

Ответом на вопрос, как приобрести устойчивость к стрессу, станет весь комплекс описанных выше мер. Только их совместное применение поможет вам повысить иммунитет к негативному воздействию внешних факторов и вернуть себе душевное равновесие.

5 навыков, делающих вас устойчивыми к стрессу

Жесткие дедлайны, высокие ожидания, неудачи — все это требует немалых эмоциональных затрат и гарантированно вызывает стресс. Но дедлайны и кризисы не отменить, а значит, надо двигаться дальше. Как преодолеть подобные испытания, не растратив себя?

За успехом часто стоят тревога, сомнения и усталость. Взлеты и падения способны надолго выбивать из колеи, лишая мотивации и веры в себя. Чтобы уцелеть, двигаясь к поставленным целям, надо быть эмоционально устойчивым. Устойчивостью психологи называют способность человека адаптироваться к неблагоприятным условиям и значительному стрессу. Доказано, что устойчивые люди быстрее и эффективнее решают проблемы, строят позитивную коммуникацию, имеют более высокий эмоциональный интеллект и адекватную самооценку.

Устойчивость — это не дар свыше, которым награждаются немногие, уверена коуч и поведенческий психолог Мелоди Уайлдинг. Каждый человек не только обладает определенной степенью устойчивости, считает Уайлдинг, но и может развить способность приходить в норму после заметных потрясений и научиться сохранять спокойствие во время кризиса. Для этого нужно освоить несколько навыков.

Измените отношение к стрессу

Избежать неудач нельзя, а вот изменить свое отношение к ним вполне. Вместо того чтобы воспринимать трудности как признак провала или угрозу, научитесь думать об испытаниях как об уроках, которые должны быть усвоены. Это поможет развить способность относиться к неудачам как к временным и решаемым. Не изводите себя мыслями о том, почему случилось то, что случилось, задайтесь вопросом «Что можно с этим сделать?» или «Что я должен извлечь из этой ситуации?». Умение находить смысл в хаосе — ключевое для устойчивого человека.

Управляйте своими эмоциями

Одни люди реагируют на стресс вспышками гнева, другие предпочитают устраняться. Ни одна из этих реакций не является конструктивной. Люди с высоким уровнем самосознания и психологической устойчивости прежде всего пытаются понять, что они чувствуют, даже если это неприятно. Позвольте себе правильно обрабатывать сложные эмоции, такие как фрустрация, гнев и печаль. В этом может помочь техника «письмо-освобождение», используемая в коучинге. Благодаря ей вы проясните свои переживания, связанные с проблемной ситуацией, и поймете, что делать дальше. Эффективно управляя эмоциями, вы также научитесь обозначать свою позицию четко, уверенно и при этом учитывать состояние окружающих.

Действуйте в условиях неопределенности

Принимать решения в условиях неопределенности трудно и тревожно. Если такая ситуация сложилась, сосредоточьтесь на процессе, не стремясь к совершенству. Фиксируйте свои победы и отмечайте даже незначительные достижения. Это поможет обрести уверенность в себе, которая выручит в трудной ситуации и позволит преодолеть кризис.

Заботьтесь о себе

Психологическая устойчивость требует энергии, поэтому убедитесь, что вы восполняете ее запасы за счет регулярных мероприятий, направленных на заботу о себе. Занятия спортом, правильное питание, качественный сон и личностное развитие — вот несколько способов повысить и поддержать уровень энергии. Не забывайте и об эмоциональном благополучии. Решать непростые задачи легче, когда вы сыты, спокойны и хорошо отдохнули.

Создайте правильное окружение

Позитивные доверительные отношения в офисе и за его пределами крайне важны для ощущения устойчивости. В трудные времена не стесняйтесь обращаться за помощью к наставникам и коллегам. Заручитесь поддержкой команды, вместо того чтобы взваливать все на себя. Надежное окружение, обеспечивающее значимую социальную поддержку, способствует психологическому благополучию, повышению мотивации и снижению негативного влияния стресса. Чтобы убедиться, что вокруг вас есть те, на кого можно положиться, направляйте усилия на построение качественных отношений задолго до того, как вам понадобится поддержка.

***

Неприятности на работе неизбежны, особенно если вы руководитель. Поэтому важно научиться реагировать на стрессы без долгосрочных негативных последствий. И тогда вы сможете заниматься тем, что делаете лучше всего: достигать высоких результатов.

Фото: Photo by Toa Heftiba on Unsplash
Источник: https://qz.com/work/1570546/how-to-make-yourself-resilient-five-tips-for-handling-stress/?utm_source=pocket&utm_medium=email&utm_campaign=pockethits&fbclid=IwAR1PgDuXWhkBh9eTEID7FvbVJ3DCcUUqlL0MPQjGJ7n_jnfxEeIfZppo7Gk

Как повысить устойчивость к стрессовым ситуациям?

Cоветы Мэг Джей, американского психолога, преподавателя клинической психологии в Университете штата Вирджиния.

Сначала согласитесь с тем, что некая ситуация действительно непроста для вас, независимо от ее масштабов. Не стыдитесь того, что какая-то проблема, большая или, на первый взгляд, несущественная заставляет вас нервничать. Многие говорят себе что-то вроде «это мелочи, я ж не с войны пришел», но здесь важно понимать, что самые обыденные повседневные неурядицы – это факторы, ведущие к хроническому стрессу.

Затем осознайте, что вы уже достаточно устойчивы. Даже если в вашей семье нет алкоголизма, домашнего насилия, или еще каких-либо серьезных проблем, вам же наверняка все равно приходилось переживать большие трудности и горестные потери. Вспомните три самых сложных периода в вашей жизни? Как вы прошли через них? Наверняка вы уже не понаслышке знаете о жизнестойкости.

Не ждите, пока обстоятельства изменятся сами собой. Стойкие люди активны: они задумываются о том, что можно предпринять в сложившейся ситуации, вместо того чтобы ждать, когда она «разрулится» сама собой без их участия. Возможно, предпринятые шаги не решат проблему в одночасье, но наверняка помогут найти правильный подход.
Обратитесь к своим сильным сторонам. Для каждого человека они индивидуальны. Кто-то харизматичен, кто-то находчив и остроумен, у кого-то ярко выражен талант в каком-либо деле. Используйте те черты и навыки, которые хорошо развиты именно у вас, чтобы разрешить непростую ситуацию.

Не пытайтесь справиться в одиночку. Важную роль в преодолении трудностей играет наличие рядом с вами неравнодушных людей. Стойкие люди всегда ищут поддержки. Необязательно обращаться за помощью к специалисту, вас может поддержать и лучший друг, и любимая тетя, и партнер по бизнесу. Пользуйтесь поддержкой, вместо того чтобы запрещать себе в ней нуждаться.

…в то же время, знайте, что это нормально – не рассказывать о своих проблемах всем подряд. Работайте над количеством и качеством ваших отношений с другими людьми в комфортном для вас формате. Одни скажут, что им достаточно одного-двух людей во всем мире, кто знал бы о них все. Другим хотелось бы поделиться со многими. Просто чувствуйте, что рядом есть люди, которым не все равно, сколько бы их ни было.

Дайте сознанию отдых. Стойкие люди читают книги, погружаются в любимые хобби, встречаются с друзьями, чтобы отдохнуть от проблемы, которую невозможно решить за один день. Конечно, передышка не исправит ситуацию, но зато не даст ей полностью поглотить вас. В преодолении трудностей важно не только действовать решительно и настойчиво, но и вовремя отвлечься. Придумайте свои способы «гигиены сознания» и не забывайте об этих важных моментах отдыха.

Будьте сострадательны к себе и осознайте, что именно невзгоды делают вас сильнее. С каждой новой преодоленной трудностью вы становитесь крепче. Конечно, многое зависит от того, насколько велика была проблема, какова поддержка и т. д. Научившись справляться со стрессом, получив этот опыт, вы закладываете фундамент жизнестойкости, становитесь увереннее и подготовленнее к будущим испытаниям. Иногда мы забываем об этом. В трудный момент мы чувствуем себя сломленными и подавленными, а вовсе не сильными. Сосредоточьтесь на своей стойкости и посмотрите на себя как на человека, достаточно хорошо подготовленного к жизни, ведь вам уже столько пришлось преодолеть.

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 4 0 obj /ModDate (D:20160628092914+03’00’) /Subject >> endobj 2 0 obj > stream application/pdf

  • Вестник Витебского государственного медицинского университета. — 2011. — Т. 10, № 1
  • Библиотека УО «ВГМУ»
  • Библиотека УО «ВГМУ»2016-06-28T09:29:14+03:002016-06-28T09:29:14+03:002016-06-28T09:29:14+03:00uuid:a07c2b0a-bc4d-49f8-9368-2d908ccc138duuid:53b66918-024a-4933-a9c9-24106bf04fb0 endstream endobj 3 0 obj > endobj 5 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > endobj 14 0 obj > endobj 15 0 obj > endobj 16 0 obj > endobj 17 0 obj > endobj 18 0 obj > endobj 19 0 obj > stream HWݎSh$ђl!3$H&\mAs&yЗ$)[3S,vlCEƳ_6. TdHGE]4??~7y%jRG/`T

    Повышающий устойчивость к стрессу препарат из Коми получил золотую медаль «РосБиоТех-2018» — Общество

    СЫКТЫВКАР, 9 октября. /Корр. ТАСС Наталия Казаковцева/. Инновационная разработка ученых-биотехнологов Коми для повышения стрессоустойчивости завоевала золотую медаль на XII Международном биотехнологическом форуме-выставке «РосБиоТех-2018». Об этом рассказал ТАСС руководитель научной группы, заведующий лабораторией биохимии и биотехнологии Института биологии Федерального исследовательского центра «Коми научный центр УрО РАН», доктор биологических наук, профессор Владимир Володин.

    «Продукт функционального питания для повышения стрессоустойчивости и улучшения обмена веществ, разработанный группой ученых Института в сотрудничестве с академиком РАН, профессором Виктором Тутельяном, удостоен золотой медали форума «РосБиоТех». Это пищевая добавка, которая рекомендована людям, чья деятельность связана с высокими физическими нагрузками, концентрацией зрения и внимания, резкой переменой часовых поясов. Продукт показан северянам, вахтовикам, полярникам, геологам, работникам транспорта, спортсменам, студентам и пожилым людям для повышения сопротивляемости к стрессу, профилактики сахарного диабета и ишемической болезни сердца, улучшения памяти», — рассказал ТАСС доктор Володин.

    Как пояснил ученый, продукт получен из листьев шпината, запатентован и может применяться в виде добавки в пищу. «Мы считаем, что за подобными продуктами функционального питания стоит большое будущее, поскольку современный человек все чаще сталкивается со сложными стрессовыми состояниями, людям многих профессий приходится преодолевать сильные физические или психические нагрузки. Одними белками, жирами и углеводами для восполнения сил и сохранения здоровья не обойтись, но можно обойтись без сильнодействующих лекарств — в некоторых пищевых растениях, в частности, в шпинате, содержатся особые вещества адаптогены, способные регулировать стресс», — отметил ученый.

    Польза без вреда

    Обычно содержание адаптогенов в пищевых растениях небольшое, но этого хватает для поддержания организма в тонусе в повседневной жизни. Для экстремальных ситуаций ученые-биотехнологи создают продукты функционального или специализированного питания, которые особыми методами обогащены микронутриентами — физиологически активными веществами.

    Биотехнологи Коми взяли для исследования шпинат, который, как считается, благотворно влияет на кроветворение, обмен веществ и особенно полезен для поддержания мужского здоровья. Считается также, что физиологическая активность шпината связана с наличием в нем фитоэкдистероидов — веществ-адаптогенов и микроэлементов.

    Однако в процессе исследований ученые выяснили, что содержание фитоэкдистероидов в нем достаточно низкое. Казалось бы, чтобы получить нужную для развития адаптогенного эффекта дозу, можно употребить большую порцию шпината, однако для людей, страдающих мочекаменной болезнью, не рекомендовано использовать в пищу больше шести граммов сырых листьев из-за содержащихся в них оксалатов — солей и эфиров щавелевой кислоты.

    «Мы поняли, что из шпината надо создать такой продукт питания, в котором бы содержание фитоэкдистероидов стало больше, а оксалаты бы не содержались вовсе. Спустя год вместе с коллегами из Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи в Москве мы создали продукт специализированного питания, который содержит в 100 раз больше фитоэкдистероидов и полностью лишен вредных оксалатов», — рассказала ТАСС участник научный группы, старший научный сотрудник Института биологии Светлана Володина.

    Из опыта 20-летних исследований

    В работе над препаратом биотехнологи также опирались на опыт работы с сибирским растением серпуха венценосная. В начале 1990-х годов оно было привезено из Алтая, совместно с селекционерами из Научно-исследовательского института сельского хозяйства Республики Коми был создан сорт серпухи «Памяти Журавского», а на основе фитоэкдистероидов, выделенных из листьев серпухи, получена целая линейка препаратов — биологически активных добавок: «Кардистен» для помощи людям с сердечно-сосудистой недостаточностью, «Адастен» — иммуномодулятор для спортсменов, «Диастен» — для снижения уровня сахара в крови больных сахарным диабетом второго типа.

    «Механизм действия фитостероидов в том, что они регулируют реакцию стрессового ответа, приводя в норму выработку гормона стресса кортизола и благоприятно влияя на многие физиологические процессы и обмен веществ в организме. Мы показали, что фитоэкдистероиды можно применять для заживления ран и ожогов, в том числе и при сильных химических ожогах от борщевика. Многие уникальные свойства разработанных нами препаратов были установлены благодаря совместной работе со многими российскими и зарубежными научными организациями и клиниками», — отметила Володина.

    Хотя препараты официально зарегистрированы в России как БАДы, ученые не спешат передавать их в широкую аптечную сеть — в России закрепилось отчасти справедливое негативное отношение населения к биологически активным добавкам, поэтому исследователи предпочитают пока работать с целевыми потребителями. Например, получен положительный опыт использования «Кардистена» для снижения избыточного веса у пациентов с сопутствующими сердечно-сосудистыми заболеваниями в московской клинике Института питания РАМН и для улучшения памяти у пациентов пожилого возраста в Коми республиканской больнице.

    «Адастен» успешно использовался известным путешественником Федором Конюховым во время его перехода с Северного полюса в Гренландию в 2013 году и одиночного плавания через Тихий океан из Чили в Австралию в 2014 году.

    «Работаем мы и в направлении создания лекарственных препаратов. Понимая неблагоприятную статистику заболеваемости сахарным диабетом, мы нашли инвестора, с которым намерены провести полный цикл доклинических и клинических исследований «Диастена», чтобы зарегистрировать новый противодиабетический препарат», — заключил профессор Володин.

    Раскрыты механизмы устойчивости к стрессу

    В настоящее время доказано, что нейрогенез происходит в трех областях головного мозга: зубчатой извилине гиппокампа, субвентрикулярной области (боковые стенки латеральных желудочков мозга) и коре мозжечка. Зубчатая извилина (fascia dentata hippocampi) расположена в глубине гиппокампа – структуры, отвечающей за декларативную память, т.е. за удерживание информации о фактах и событиях, которая может быть сознательно воспроизведена (например, знания, почерпнутые из учебника, воспоминания из прошлого и т.д.).

    Основным механизмом, обеспечивающим запоминание новой информации, считается нейрогенез. Получение и сохранение любой новой информации (сознательное запоминание материала, поступление сенсорных данных или обучение автоматическим навыкам) сопровождается образованием новых нервных клеток, благодаря которым в значительной степени и осуществляется выполнение всех этих функций. Ученые показали, что в субгранулярной зоне зубчатой извилины гиппокампа находятся нейральные стволовые клетки, которые постоянно делятся и под влиянием микроокружения – радиальной глии и астроцитов – превращаются в созревающие нейроны. Последние из субгранулярной зоны мигрируют в гранулярный слой, где превращаются в зрелые гранулярные клетки.

    Раннее было установлено, что стресс снижет активность нейрогенеза в субгранулярной зоне зубчатой извилины, однако до настоящего момента оставалось неясным, как эти процессы связаны с индивидуальной чувствительностью к стрессу. Используя модель хронического стресса у мышей, группа ученых под руководством профессора психиатрии Медицинского Центра Амелии Айш (Dr. Amelia Eisch) показала, что через несколько недель после стрессового воздействия у чувствительных к стрессу животных наблюдается усиленный нейрогенез. Нервные клетки, образовавшиеся после стрессового воздействия в головном мозге чувствительных к стрессу мышей, имеют более длительный период жизни по сравнению с клетками головного мозга устойчивых к стрессу мышей. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

    «Это исследование – первая работа, которая связывает нейрогенез в гиппокампе с памятью социального опыта. Результаты показывают, что в определенный период времени можно воздействовать на воспоминания, относящиеся к ситуации в социуме, путем регулирования процесса образования нервных клеток в головном мозге, — рассказывает доктор Амелия Айш, – Результатом подобных исследований станет понимание того, почему люди так разнообразно реагируют на стрессовые ситуации».

    Недавние исследования доктора Айш и ее коллег показали взаимосвязь между нейрогенезом у взрослых с развитием у них привычек.

    В этом исследовании ученые использовали модель на животных, которую традиционно применяют при изучении стресса и депрессии. Доктор Айш и ее коллеги подвергали мышей социальному подавлению, каждый день оставляя их на 5 мин. в клетке с агрессивными мышами, а также оставляя мышей в клетке с барьером до конца дня. Затем ученые тестировали мышей на чувствительность к стрессу. Чувствительные к стрессу мыши после стрессового события, т.е. после помещения в клетку с агрессивными мышами, долго проявляли защитное поведение и поведение, похожее на депрессию. Поведение устойчивых к стрессу мышей в большей степени было похоже на поведение мышей контрольной группы, которые не подвергались воздействию стресса.

    Пролиферирующие клетки в субгранулярной зоне зубчатой извилины метили маркером бромдезоксиуридином (BrdU), который встраивается в ДНК клетки в период S-фазы (т.н. «фазы синтеза»), предшествующей делению. Анализ с помощью бромдезоксиуридина позволяет оценить процент делящихся клеток и уровень синтеза ДНК.

    Сразу после стрессового воздействия у мышей наблюдалось снижение числа меченных BrdU клеток в субгранулярной зоне, однако снижение носило временный характер и уровень синтеза ДНК нормализовался через 24 часа. Через четыре недели после стрессового воздействия у чувствительных к стрессу мышей обнаруживалось большее число новых нервных клеток в области зубчатой извилины, чем у нечувствительных мышей или мышей группы контроля, которые жили в клетках с неагрессивными мышами.

    В дальнейших экспериментах доктор Айш и ее коллеги использовали радиацию для подавления нейрогенеза в гиппокампе. У чувствительных к стрессу мышей прекратилось образование новых нервных клеток, и при длительном наблюдении они не проявляли защитных реакций. Однако подавление защитных реакций также имело разрушительное воздействие.

    «Облучение чувствительных к стрессу мышей приводило к изменению их поведения, которое можно было охарактеризовать как опасное, напоминающее поведение мыши — потенциального агрессора. Мы предположили, что выживание новых клеток может быть компенсаторным механизмом в головном мозге, позволяющим мыши помнить социально значимого агрессора, — говорит доктор Айш. – Мы очень хотим перенести полученные результаты на другие модели стресса у животных, а также исследовать механизмы, лежащие в основе обнаруженных изменений. Данные исследования имеют ключевое значение для понимания того, как образованные во взрослом организме нейроны помогают человеку в стрессовой ситуации».

    Последующие исследования позволят определить, какие именно гены вовлечены в процесс выживания новых клеток нервной системы у чувствительных к стрессу мышей.

    По материалам: UT Southwestern Medical Center


    Ссылка на публикацию: Cbio

    11.3. Устойчивость к стрессу как личностное свойство. Психологический стресс: развитие и преодоление

    11.3. Устойчивость к стрессу как личностное свойство

    Устойчивое поведение человека в условиях стресса («стрессоустойчивость») является одним из важных психологических факторов обеспечения успешного преодоления стресса. Исследование природы стрессоустойчивости, путей и средств ее формирования и поддержания имеет важное значение для целого ряда жизненных и профессиональных событий, которые протекают в экстремальных условиях.

    В настоящее время, несмотря на достаточное количество работ по данной проблеме, нет ясности в понимании сущности стрессоустойчивости, роли психики в ее обеспечении, особенностей проявления в различных ситуациях. Однако эти вопросы нашли отражение применительно к понятию «эмоциональная устойчивость», которое можно считать с определенным допущением синонимом понятия «стрессоустойчивость» [1, 82, 139, 159 и др.].

    Ряд авторов свойство эмоциональной устойчивости связывают с характеристиками темперамента, которые оказывают определенное влияние в основном на реактивность и силу эмоциональных переживаний и проявлений, а не на их содержание [93, 181]. Другие исследователи считают эмоциональную устойчивость проявлением волевых характеристик личности и определяют ее как способность управлять возникающими эмоциями при выполнении деятельности [139, 154]. В исследованиях М.И. Дьяченко и его коллеги [81] и К. Изарда [96] обосновывается положение о том, что эмоциональная устойчивость в значительной мере детерминируется динамическими (интенсивность, гибкость, лабильность) и содержательными (виды эмоций и чувств, их уровень) характеристиками эмоционального процесса. Важный фактор эмоциональной устойчивости – содержание и уровень эмоций, чувств, переживаний в экстремальной обстановке. П.Б. Зильберман [93] приходит к выводу, что под эмоциональной устойчивостью следует понимать интегративное свойство личности, характеризующееся таким взаимодействием эмоциональных, волевых, интеллектуальных и мотивационных компонентов психической деятельности индивида, которое обеспечивает успешное достижение цели деятельности в сложной эмоциональной обстановке.

    Таким образом, многие авторы отмечают, что эмоциональная устойчивость как свойство психики отражает способность человека успешно осуществлять необходимую деятельность (жизнедеятельность) в сложных условиях. М.И. Дьяченко и В.А. Пономаренко [82], развивая это положение, считают, что очень важно определить в этом свойстве психики место и роль собственно эмоционального компонента. В противном случае трудно избежать отождествления эмоциональной устойчивости с волевой и психической устойчивостью, которые также могут рассматриваться как интегральные свойства личности. Другими словами, соотнося результаты деятельности с эмоциональной устойчивостью, нельзя не учитывать, что успех выполнения необходимых действий в сложной обстановке обеспечивается не только ею, но и многими личностными качествами и опытом человека. По мнению авторов, собственно эмоциональными детерминантами стрессоустойчивого поведения являются эмоциональная оценка ситуации, эмоциональное предвосхищение хода и результатов деятельности, испытываемые в данной ситуации эмоции и чувства, эмоциональный опыт личности (эмоциональные установки, образы, прошлые переживания). Результаты их исследований показывают, что эмоциональная устойчивость как качество личности является единством компонентов: а) мотивационного; б) эмоционального; в) волевого, который выражается в сознательной саморегуляции действий, приведении их в соответствие с требованиями ситуации; г) интеллектуального – оценка и определение требований ситуации, прогноз ее возможного изменения, принятие решений о способах действий.

    Эмоциональная устойчивость личности в экстремальных условиях обеспечивает переход психики на новый уровень активности – такая перестройка мотивационных, регуляторных и исполнительных функций позволяет не только предотвратить, но и преодолеть сложную ситуацию в жизни и деятельности.

    Попытки установить универсальный принцип разделения людей на устойчивых и неустойчивых к воздействию стресса, предпринимались рядом исследователей. Так, активное и пассивное поведение при стрессе Г. Селье [196] связывал с индивидуальными гормональными различиями. По мнению В.А. Файвишевского [212], наличие неосознаваемых влечений к получению как положительных, так и отрицательных эмоций, разница в восприятии одной и той же стрессогенной ситуации разными людьми обусловлены различным балансом возбудимости систем положительной и отрицательной мотивации. J. Rotter [446] отмечал различия в характере реагирования на стресс у лиц с внешним («экстреналы») и внутренним («интерналы») локус-контролем.

    Анализ литературных данных, проведенный А.М. Боковиковым [39], показал, что уровень стрессоустойчивости не связан с показателями интро-экстраверсии, но имеет обратную корреляционную связь со степенью нейротизма. Р. Лазарус [119] и D.J. Gallagher [331] отметили, что у лиц с высоким уровнем нейротизма оценка собственных ресурсов подвергается значительному искажению: чаще всего ресурсы оцениваются как неадекватные, что приводит к недооценке угрожающего значения стрессогенных ситуаций. И наоборот, эмоционально устойчивые индивиды воспринимают стрессогенные события как вызов, потребность и стремление их активно преодолевать.

    Имеющиеся данные о стрессоустойчивости «интерналов» и «экстерналов», в том числе при невозможности контролировать стрессогенную ситуацию, являются противоречивыми и не позволяют говорить о локусе контроля как о факторе, определяющем резистентность индивида к стрессу [277].

    Делались попытки прогнозировать стрессоустойчивость на основании социальной интро– и экстраверсии [360, 422]. Широкое распространение получила система прогнозирования устойчивости к стрессу по показателям нейротизма, интро– и экстраверсии, которую предложил H.J. Eysenck [312].

    Ограниченность существующих систем прогноза связана, с одной стороны, с многокомпонентностью свойства устойчивости к стрессу и с методической сложностью в одинаковой степени оценить все структурные компоненты устойчивости. С другой стороны, индивидуальная вариантивность личностных характеристик не способствует получению достоверного прогноза, который зависит также от значений действующего стресс-фактора, определяющих его интенсивность и степень значимости для субъекта.

    В настоящее время используется универсальная закономерность, отражающая взаимосвязь интенсивности стресса, степени активации нервной системы и эффективности деятельности. Исследованиями D.E. Broadbent [263] установил, что в условиях стрессорного воздействия раньше происходит нарушение более сложной деятельности при одновременном повышении эффективности более простой. Имели место случаи, когда на фоне нарушения самочувствия при стрессе у оператора происходило улучшение качества деятельности, что, по-видимому, свидетельствует о большей устойчивости психологических функций, лежащих в основе относительно простой деятельности по сравнению с меньшей устойчивостью физиологических функций. Описана парадоксальная ситуация, когда при стрессе показатели качества выполнения более сложной деятельности могут увеличиться в большей мере, чем показатели менее сложной деятельности.

    Итак, устойчивость человека к стрессу является одной из характеристик этого психического состояния и важным психологическим фактором обеспечения жизни и деятельности в трудных ситуациях. Исследование природы стрессоустойчивости, механизмов ее развития и проявления, зависимости от внешних условий и влияния на процессы преодоления стресса позволяет не только понять сущность этого феномена, но и обосновать пути и методы его оценки, формирования и поддержания.

    Исходной позицией в изучении стрессоустойчивости должно служить определение этого понятия, которое ряд авторов сводит лишь к понятию эмоциональной устойчивости [82, 93 и др.], хотя эти понятия не являются тождественными. Под «стрессоустойчивостью» мы понимаем интегративное свойство человека, которое, во-первых, характеризует степень его адаптации к воздействию экстремальных факторов внешней (гигиенические условия, социальное окружение и т. п.) и внутренней (личной) среды и деятельности. Во-вторых, оно определяется уровнем функциональной надежности субъекта деятельности и развития психических, физиологических и социальных механизмов регуляции текущего функционального состояния и поведения в этих условиях. И в-третьих, это свойство проявляется в активации функциональных ресурсов (и оперативных резервов) организма и психики, а также в изменении работоспособности и поведения человека, направленных на предупреждение функциональных расстройств, негативных эмоциональных переживаний и нарушений эффективности и надежности деятельности.

    Из этого определения следует, что механизмы регуляции и особенности проявления стрессоустойчивости человека обусловливаются характеристиками его (а) мотивации и целенаправленного поведения, (б) функциональных ресурсов и уровня их активации, (в) личностных черт и когнитивных возможностей, (г) эмоционально-волевой реактивности, (д) профессиональной подготовленности и работоспособности. Свойство стрессоустойчивости на всех уровнях его регуляции и проявления означает стабильность функций организма и психики при воздействии стресс-факторов, их резистентность (сопротивляемость) и толерантность (выносливость) к экстремальным воздействиям, функциональную приспособляемость (адаптированность) человека к жизни и деятельности в конкретных экстремальных условиях, и наконец, способность компенсировать чрезмерные функциональные сдвиги (нарушения) при воздействии стрессоров.

    Как известно, стрессовая реакция имеет целостный характер и затрагивает все уровни жизнедеятельности человека. Выделяют две наиболее общие формы поведенческой активности при кратковременных, но достаточно интенсивных воздействиях: активно-эмоциональную и пассивно-эмоциональную [105]. Эти формы поведенческих реакций проявляются у человека в экстремальных условиях. Установлено, что при воздействии стресс-факторов первая форма поведения выражается в импульсивных, несвоевременных действиях, в утрате и разрушении ранее выработанных навыков, в неиспользовании прошлого опыта, в повторении неадекватных двигательных реакций. Вторая форма поведения характеризуется, как правило, замедленностью действий вплоть до развития ступорозного состояния [16, 63]. Обе указанные формы поведения можно рассматривать как проявления неустойчивости человека к воздействию стрессоров, обусловливающее снижение надежности его деятельности в экстремальных условиях.

    Не менее важен и другой аспект данной проблемы, связанный с изучением собственно стрессоустойчивости человека, то есть его возможностей сохранять в стрессогенной обстановке не только целостность организма и личности, но и требуемый уровень качества решаемых задач. Было бы неверно сводить поведенческие проявления в стрессогенной обстановке лишь к активно– и пассивно-эмоциональной форме. Для подготовленных специалистов наиболее характерно целесообразно-активное поведение, то есть активная реализация осмысленных действий, направленных на решение стоящих перед ними задач при сохранении своего здоровья и целостности управляемого объекта. Подтверждением этого служат результаты экспериментальных исследований, проводившихся в реальных условиях операторской деятельности [11, 16, 174].

    Специфика изучения проблемы стрессоустойчивости заключается в том, что ее внешние категории (качество поведения и состояние функций) не являются собственно психологическими, – содержательное исследование психической стрессоустойчивости предполагает выделение собственного психологического критерия. В зависимости от основания, по которому исходно вычленяются психические процессы, лежащие в основе формирования и проявления устойчивости – неустойчивости, возможны два подхода. Первый из них, традиционно-аналитический подход, опирается на «членение» психики по признаку качественного своеобразия на познавательные, эмоциональные и волевые процессы, а собственно психическая стрессоустойчивость определяется через частные оценки устойчивости отдельно рассматриваемых психических процессов и свойств. Бесспорно, что высокий уровень устойчивости психологических качеств является предпосылкой стрессоустойчивости человека, однако, однозначно не детерминирует ее.

    Второй – системно-регулятивный подход к определению психической стрессоустойчивости предполагает «вычленение» психических процессов не по признаку качественного своеобразия, а с точки зрения их непосредственной функции в регуляции поведения. При данном подходе психические процессы рассматриваются как функциональные звенья, блоки (регулирующие функции), образующие систему психической регуляции поведения (деятельности).

    С позиций концепции системы психической регуляции деятельности [110, 222] нами была рассмотрена роль отдельных компонентов этой системы в формировании стрессоустойчивости человека, и в частности, устойчивости отдельных функциональных звеньев к воздействию стрессоров [38].

    Установлено, во-первых, что функциональные звенья критериев успеха, заданных программ и представление-прогноз обеспечивают субъективную представленность человеку информации о требуемых результатах и программах их достижения (блок «что должно быть»).

    Критерии успеха выступают в роли субъективных эталонов, по которым человек судит о том, в какой степени достигнуты требуемые промежуточные и конечные результаты. Критерии успеха вырабатываются самим человеком, в ходе деятельности под воздействием стрессоров они могут трансформироваться. Степень устойчивости критериев успеха к стрессорам определяется их побудительной силой для человека и зависит от мотивов деятельности.

    Заданные программы обеспечивают субъективную представленность человеку нормативной последовательности действий, выполнение которых позволяет достичь требуемых результатов. Воздействие стрессоров может обусловить несоответствие имеющихся программ новым обстоятельствам. Поэтому роль данного функционального звена в регуляции стрессоустойчивости состоит в том, чтобы за счет актуализации ранее усвоенных программ, их перестройки и даже построения новых вариантов обеспечить выполнение действий для достижения критериев успеха. О степени устойчивости этого звена к стрессорам можно судить по запасу, а также по гибкости программ, ведущих к достижению критериев успеха.

    Представление-прогноз – (образ заданной динамики [по 168]) – обеспечивает субъективную представленность человеку заданной последовательности (включая временную) различных стадий поведенческого процесса, их взаимовлияния, взаимосвязи между изменяющимися параметрами процесса. Наличие такого представления-прогноза позволяет объяснить, например, характерную для операторов способность реконструировать по одной детали целостную картину технологического процесса. Эта способность играет важную роль в стрессогенной обстановке, когда от оператора, располагающего минимальным объемом информации, требуется верно оценить ситуацию за очень короткий промежуток времени. Представление-прогноз дает возможность человеку предвосхищать еще не наступившие, но должные наступить изменения в состоянии управляемого процесса. Об устойчивости этого функционального звена к воздействию стрессора можно судить по степени дифференцированности, структурированности и доступной глубине «продвинутости» представления-прогноза, и чем они более выражены, тем он устойчивее к воздействию стрессоров.

    Во-вторых, функциональные звенья предвосхищающих схем и оперативных образов обеспечивают субъективную представленность человеку информации о текущих параметрах управляемого процесса (блок «то, что фактически есть»).

    Предвосхищающие схемы активно формируются человеком в каждый момент времени. Они, по сути, являются схемами сбора информации, которые опираются на заданные программы и представление-прогноз и развертываются в направлении достижения критериев успеха. В обычных условиях человек достаточно точно контролирует свои ожидания, какие параметры, насколько и когда должны измениться. Поэтому маршруты сбора информации не носят хаотичного характера, а подчиняются определенным закономерностям. Под воздействием стрессоров обычно используемые схемы сбора информации оказываются неэффективными. В этих случаях, как правило, происходит расширение зоны приема сигналов, включение в число воспринимаемой иррелевантной информации, что влечет за собой снижение функциональной надежности. Об устойчивости этого функционального звена к воздействию стрессоров можно судить по гибкости (быстроте) перехода от потерявшей свою полезность схемы сбора информации к другой, которая направлена на активный отбор сигналов, обеспечивающих реализацию требуемой программы рабочих действий.

    Информация, «запрашиваемая» предвосхищаемыми схемами, субъективно отражается человеком посредством оперативных образов. Стрессоры оказывают существенное влияние на развертывание оперативных образов. Например, воздействие экстремальных факторов космического полета вызывает у космонавтов, особенно в начальном периоде полета, различные психосенсорные нарушения, включая иллюзии восприятия. При возрастании уровня эмоционального напряжения сокращается диапазон воспринимаемых перцептивных сигналов: сначала сокращение происходит за счет иррелевантных, а затем и релевантных признаков, что обусловливает снижение качества деятельности. Об устойчивости оперативных образов к воздействию стрессоров можно судить по своевременности и безошибочности перцептивного выделения сигналов из информационного поля в экстремальных условиях.

    В-третьих, функциональное звено концептуальной модели позволяет человеку проводить постоянное сличение и синтез в единое динамическое представление двух тенденций: той, которая должна быть в настоящем и будущем, и той, которая фактически имеется в настоящем и наиболее вероятна в будущем (блок сравнения между «должно быть» и «фактически есть»). Первая тенденция субъективно отражается на основе критериев успеха, заданных программ и представления-прогноза, вторая – на основе превосходящих схем и оперативных образов. Возможность соотнесения разных тенденций позволяет человеку иметь целостную, многоаспектную прогнозируемую оценку ситуации в стрессогенной обстановке. Следует отметить, что воздействие стрессоров на концептуальную модель имеет суммарный эффект: поскольку концептуальная модель интегрирует в себе все перечисленные выше функциональные звенья, постольку влияние стрессоров, оказанное на каждое из этих звеньев, интегрируется в единый эффект. Воздействия стрессоров затрудняют для человека поддержание и коррекцию концептуальной модели, вызывают повышение субъективной неопределенности относительно времени и вида события и вынуждают его переходить к ожиданию очень широкого круга событий.

    В-четвертых, принятие решения как функциональное звено в системе психической регуляции обеспечивает выдвижение и выбор из нескольких альтернатив вариантов действий или оценки трудной ситуации (блок «что и как делать»). В стрессогенной обстановке принятию решения принадлежит ключевая роль в обеспечении психической стрессоустойчивости: выбор действий, с помощью которых преодолеваются негативные последствия, связанные с воздействием стрессоров. Развитие стрессогенной ситуации может, в конечном счете, привести к чрезмерному увеличению числа возможных альтернатив и затруднить однозначный и уверенный выбор. Об устойчивости принятия решения к воздействию стрессоров можно судить по тому, насколько правильно и своевременно человек решает, что и как надо сделать для достижения критериев успеха.

    В-пятых, планирование и коррекция исполнительных действий обеспечивают функцию текущего запуска, реализации и контроля исполнительных действий (блок исполнения команд). Система психологической регуляции в конечном счете реализуется в действиях, необходимых для выполнения задачи на требуемом уровне, поэтому данное функциональное звено является «выходным» компонентом системы, в котором интегрируются эффекты всех предшествующих звеньев. Воздействие стрессоров на данное звено проявляется как в суммарном эффекте, так и в непосредственном влиянии на выполняемые действия. Об устойчивости планирования и коррекции действий можно судить непосредственно по результативным показателям (скорости, точности и т. п.) их выполнения.

    Итак, низкая устойчивость к стрессорам какого-либо из рассмотренных функциональных звеньев приводит в конечном счете к снижению психической стрессоустойчивости человека. Можно предположить, что критерии успеха и принятие решения играют ключевую роль в обеспечении устойчивости к стресс-факторам, поскольку «сбои» в этих функциональных звеньях не просто снижают ее, а ведут к фактическому отказу оператора от исходно выбранной или заданной направленности профессионального поведения на сохранение требуемого качества деятельности в стрессогенной обстановке.

    Отмеченная выше роль функциональных звеньев системы психической регуляции деятельности в обеспечении устойчивости человека к воздействию экстремальных факторов свидетельствует о том, что развитие психологического стресса и стрессоустойчивости обусловливается не только характером когнитивных процессов оценки стрессорных воздействий и индивидуальных возможностей по его преодолению. Это соответствует наиболее известной когнитивной теории стресса Р. Лазаруса. Значительное влияние на развитие указанного психического состояния и проявление стрессоустойчивости оказывают характер системы психической регуляции деятельности в стрессогенных условиях, степень сформированности, устойчивости и своевременности развертывания функциональных звеньев этой системы.

    Данный текст является ознакомительным фрагментом.

    Продолжение на ЛитРес

    В чем разница между стрессоустойчивостью, стрессоустойчивостью и сопротивляемостью?

    Стрессоустойчивость — это то, что эксперт Стэнфордского университета по стрессу Роберт Сапольски называет вашей сигнатурой стресса . У всех разные уровни чувствительности к стрессу. Есть определенные области мозга, которые имеют рецепторы для химических веществ, вызывающих стресс, и, как это ни парадоксально, чем больше у вас рецепторов в этих областях, тем менее вы чувствительны к стрессу. Другими словами, человек, у которого много рецепторов в этой области, будет иметь высокую толерантность к стрессу.

    Стрессоустойчивость — это термин, который использует эксперт Джонса Хопкинса по стрессу, доктор Джордж Эверли, для описания человека, которого вообще не беспокоит стресс. Этот человек просто позволяет стрессу скатиться с него или со спины. Это почти что иммунитет к стрессу. И точно так же, как настоящая вакцинация, некоторые люди культивируют это состояние иммунитета, сознательно подвергая себя контролируемым дозам стресса. Все взрослые водители проходят тот же процесс, когда впервые учатся водить машину.Мы начинаем бояться этого (по уважительной причине) и в конце концов доходим до того, что это совсем не вызывает стресса.

    Стрессоустойчивость можно научить таким же образом всем, от работы со змеями до прыжков с парашютом. Большинство из нас предпочитают не делать этого или никогда не верят, что можем дойти до точки, когда стрессовая деятельность потеряет свою способность вызывать у нас стресс.

    Я несколько раз видел, как доктор Эверли выступал, и ему нравится показывать это видео, чтобы проиллюстрировать устойчивость к стрессу. Это ясно показывает, каково это: НЕ беспокоиться о том, что может сокрушить других.

    Устойчивость определяется как восстановление после невзгод. Каждый по-своему справляется с невзгодами. Некоторых людей это убивает. Некоторым требуется много времени, чтобы оправиться от этого, а третьи прыгают прямо на ринг и снова начинают драться. Сосредоточение внимания на времени, необходимом для восстановления после падения (что в данном случае означает ЛЮБЫЕ невзгоды), — хороший способ определить собственное чувство устойчивости.

    Общая метафора для всех этих концепций происходит от силовых тренировок.Когда вы впервые занимаетесь силовой тренировкой, на следующий день у вас болят мышцы. Эта болезненность является результатом очень незначительных разрывов мышечных волокон. Если вы дадите этим мышцам время для должного заживления и восстановления (например, несколько дней отдыха), они станут еще сильнее, чем были раньше. Мы сознательно напрягаем мышцы, чтобы сделать их сильнее.

    Мы можем применять тот же подход к жизни каждый раз, когда напоминаем себе, что столкновение со стрессом делает нас сильнее.И это, конечно, напоминает знаменитую цитату немецкого философа Фридриха Ницше: «Все, что не убивает, делает вас сильнее».

    Таким образом, устойчивость и стрессоустойчивость можно развивать и / или обучать. Даже стрессоустойчивость можно изменить за счет изменений в мозге, которые происходят в результате нейропластичности. Мозг изменяется в ответ на опыт , поэтому, если вы измените свое отношение к стрессу и будете рассматривать каждую стрессовую ситуацию, с которой вы сталкиваетесь, как «возможность для обучения», области мозга, которые помогают вам изменять и контролировать стресс, также изменятся.

    Я веду блог о стрессе на моем сайте www.StressStop.com. Иногда я занимаюсь другими проблемами, такими как бессонница, контроль веса и депрессия, когда мне кажется, что в этой конкретной проблеме есть стрессовый компонент. Я также написал книгу под названием «ОСТАНОВИТЬ СТРЕСС НА ЭТУ МИНУТУ».

    Нейробиология стрессоустойчивого мозга

    Реферат

    Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, посвященных изучению последствий острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в ходе исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

    Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

    Введение

    Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

    Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет — все они действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокий уровень стрессоустойчивости задерживает «переломный момент » от адаптивных к неадаптивным реакциям и увеличивает продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

    Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

    Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

    Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты смягчения стресса от упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности грызунов, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно бегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от индуцированного стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001). , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

    Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферный эффект стресса от бега с колесом, включают адаптацию в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью как таковой , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к буферизации стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

    Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) представил презентацию, озаглавленную «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие представление о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые по сравнению с контролируемыми стрессорами приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

    Однако в последнее время исследования переместились к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они неконтролируемы ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

    Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копирование имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

    Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует эффективности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

    Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и, таким образом, снижает нейрогенез в гиппокампе, преодоление условий, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

    Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических средств.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α 1 AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α 1 AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

    Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало, что общее время сна с празозином на 94 минуты больше, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

    Нейробиология стрессоустойчивого мозга

    Реферат

    Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, посвященных изучению последствий острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в ходе исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

    Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

    Введение

    Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

    Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет — все они действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокий уровень стрессоустойчивости задерживает «переломный момент » от адаптивных к неадаптивным реакциям и увеличивает продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

    Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

    Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

    Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты смягчения стресса от упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности грызунов, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно бегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от индуцированного стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001). , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

    Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферный эффект стресса от бега с колесом, включают адаптацию в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью как таковой , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к буферизации стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

    Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) представил презентацию, озаглавленную «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие представление о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые по сравнению с контролируемыми стрессорами приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

    Однако в последнее время исследования переместились к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они неконтролируемы ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

    Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копирование имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

    Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует эффективности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

    Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и, таким образом, снижает нейрогенез в гиппокампе, преодоление условий, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

    Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических средств.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α 1 AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α 1 AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

    Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало, что общее время сна с празозином на 94 минуты больше, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

    Нейробиология стрессоустойчивого мозга

    Реферат

    Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, посвященных изучению последствий острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в ходе исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

    Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

    Введение

    Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

    Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет — все они действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокий уровень стрессоустойчивости задерживает «переломный момент » от адаптивных к неадаптивным реакциям и увеличивает продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

    Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

    Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

    Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты смягчения стресса от упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности грызунов, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно бегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от индуцированного стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001). , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

    Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферный эффект стресса от бега с колесом, включают адаптацию в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью как таковой , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к буферизации стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

    Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) представил презентацию, озаглавленную «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие представление о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые по сравнению с контролируемыми стрессорами приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

    Однако в последнее время исследования переместились к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они неконтролируемы ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

    Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копирование имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

    Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует эффективности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

    Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и, таким образом, снижает нейрогенез в гиппокампе, преодоление условий, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

    Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических средств.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α 1 AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α 1 AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

    Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало, что общее время сна с празозином на 94 минуты больше, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

    Нейробиология стрессоустойчивого мозга

    Реферат

    Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, посвященных изучению последствий острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в ходе исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

    Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

    Введение

    Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

    Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет — все они действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокий уровень стрессоустойчивости задерживает «переломный момент » от адаптивных к неадаптивным реакциям и увеличивает продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

    Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

    Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

    Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты смягчения стресса от упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности грызунов, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно бегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от индуцированного стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001). , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

    Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферный эффект стресса от бега с колесом, включают адаптацию в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью как таковой , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к буферизации стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

    Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) представил презентацию, озаглавленную «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие представление о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые по сравнению с контролируемыми стрессорами приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

    Однако в последнее время исследования переместились к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они неконтролируемы ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

    Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копирование имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

    Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует эффективности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

    Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и, таким образом, снижает нейрогенез в гиппокампе, преодоление условий, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

    Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических средств.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α 1 AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α 1 AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

    Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало, что общее время сна с празозином на 94 минуты больше, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

    ОТДЫХ и стрессоустойчивость при старении и болезни Альцгеймера

  • 1

    Gómez-Isla, T. et al. Глубокая потеря нейронов энторинальной коры второго слоя происходит при очень легкой форме болезни Альцгеймера. J. Neurosci. 16 , 4491–4500 (1996)

    PubMed Google ученый

  • 2

    Петерс, А., Сетхарес, К. и Мосс, М. Б. Эффекты старения на слое 1 в области 46 префронтальной коры у макаки-резуса. Cereb. Cortex 8 , 671–684 (1998)

    CAS PubMed Google ученый

  • 3

    Янкнер Б.А., Лу Т. и Лорч П. Старение мозга. Annu. Преподобный Патол. 3 , 41–66 (2008)

    CAS Google ученый

  • 4

    Кеньон, К.Дж. Генетика старения. Nature 464 , 504–512 (2010)

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 5

    Сполдинг, К. Л., Бхардвадж, Р. Д., Бухгольц, Б. А., Друид, Х. и Фризен, Дж. Ретроспективное датирование рождения клеток у людей. Ячейка 122 , 133–143 (2005)

    CAS PubMed Google ученый

  • 6

    Чонг, Дж.A. et al. REST: белок-глушитель млекопитающих, который ограничивает экспрессию гена натриевого канала в нейронах. Ячейка 80 , 949–957 (1995)

    CAS PubMed Google ученый

  • 7

    Schoenherr, C.J. & Anderson, D.J. Фактор сайленсера, ограничивающий нейроны (NRSF): координирующий репрессор множества нейрон-специфичных генов. Наука 267 , 1360–1363 (1995)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 8

    Баллас, Н., Grunseich, C., Lu, D. D., Speh, J. C. & Mandel, G. REST и его корепрессоры опосредуют пластичность хроматина нейронального гена на протяжении всего нейрогенеза. Ячейка 121 , 645–657 (2005)

    CAS Google ученый

  • 9

    Lu, T. et al. Генная регуляция и повреждение ДНК в стареющем мозге человека. Nature 429 , 883–891 (2004)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 10

    Loerch, P.M. et al. Эволюция транскриптома и синаптической регуляции стареющего мозга. PLoS ONE 3 , e3329 (2008)

    PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 11

    Хольцман, Д. М., Моррис, Дж. К. и Гоут, А. М. Болезнь Альцгеймера: вызов второго века. Sci. Пер. Med. 3 , 77ср1 (2011)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 12

    Граймс, Дж.A. et al. Корепрессор mSin3A является функциональным компонентом репрессорного комплекса REST-CoREST. J. Biol. Chem. 275 , 9461–9467 (2000)

    CAS PubMed Google ученый

  • 13

    Shimojo, M. Характеристика сигнала ядерного нацеливания REST / NRSF. Neurosci. Lett. 398 , 161–166 (2006)

    CAS PubMed Google ученый

  • 14

    Вэнь, К., Levitan, D., Li, X. & Greenwald, I. spr-2 , подавитель дефекта яйцекладки, вызванного потерей sel-12 пресенилина в Caenorhabditis elegans , является членом Подсемейство белков SET. Proc. Natl Acad. Sci. США 97 , 14524–14529 (2000)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 15

    Lakowski, B. et al. Два супрессора sel-12 кодируют белки цинковых пальцев C2h3, которые регулируют транскрипцию пресенилина у Caenorhabditis elegans . Разработка 130 , 2117–2128 (2003)

    CAS PubMed Google ученый

  • 16

    Jarriault, S. & Greenwald, I. Супрессоры фенотипа с дефектом яйцекладки у мутантов пресенилина sel-12 участвуют корепрессорный комплекс CoREST в передаче сигналов LIN-12 / Notch у C. elegans . Genes Dev. 16 , 2713–2728 (2002)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 17

    Treusch, S.и другие. Функциональные связи между токсичностью Aβ, переносом эндоцитов и факторами риска болезни Альцгеймера у дрожжей. Наука 334 , 1241–1245 (2011)

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 18

    Виллерт, Дж., Эппинг, М., Поллак, Дж. Р., Браун, П. О. и Нусс, Р. Транскрипционный ответ на белок Wnt в клетках эмбриональной карциномы человека. BMC Dev. Биол. 2 , 8 (2002)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 19

    Липинский, М.M. et al. Полногеномный анализ выявляет механизмы, регулирующие аутофагию при нормальном старении мозга и болезни Альцгеймера. Proc. Natl Acad. Sci. США 107 , 14164–14169 (2010)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 20

    Tothova, Z. et al. FoxOs являются критическими медиаторами устойчивости гемопоэтических стволовых клеток к физиологическому окислительному стрессу. Ячейка 128 , 325–339 (2007)

    CAS PubMed Google ученый

  • 21

    Li, Y.и другие. Генетическая ассоциация FOXO1A и FOXO3A с признаком долголетия в популяциях ханьцев. Hum. Мол. Genet. 18 , 4897–4904 (2009)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 22

    Баллас, Н. и Мандель, Г. Многоликий REST контролирует эпигенетическое программирование нейронных генов. Curr. Opin. Neurobiol. 15 , 500–506 (2005)

    CAS PubMed Google ученый

  • 23

    Отто, С.J. et al. Новый мотив связывания для репрессора транскрипции REST открывает большие генные сети, отвечающие за нейрональные функции. J. Neurosci. 27 , 6729–6739 (2007)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 24

    Abrajano, J. J. et al. REST и CoREST модулируют спецификацию, созревание и поддержание подтипа нейронов. PLoS ONE 4 , e7936 (2009)

    PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 25

    Ю, М.и другие. Мыши с дефицитом нейронов NRSF / REST более уязвимы к нейротоксину MPTP. Neurobiol. Старение 34 , 916–927 (2013)

    CAS PubMed Google ученый

  • 26

    Fischer, A., Sananbenesi, F., Wang, X., Dobbin, M. & Tsai, L.H. Восстановление обучения и памяти связано с ремоделированием хроматина. Nature 447 , 178–182 (2007)

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 27

    Gräff, J.И Цай, Л. Х. Ацетилирование гистонов: молекулярная мнемоника хроматина. Nature Rev. Neurosci. 14 , 97–111 (2013)

    Google ученый

  • 28

    Ронан, Дж. Л., Ву, В. и Крэбтри, Г. Р. От развития нервной системы к познанию: неожиданные роли хроматина. Nature Rev. Genet. 14 , 347–359 (2013)

    CAS PubMed Google ученый

  • 29

    Брюс, А.W. et al. Полногеномный анализ генов-мишеней репрессорного элемента 1, подавляющего фактор транскрипции / нейрон-рестриктивного фактора молчания (REST / NRSF). Proc. Natl Acad. Sci. США 101 , 10458–10463 (2004)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 30

    Беннетт Д. А., Шнайдер Дж. А., Арванитакис З. и Уилсон Р. С. Обзор и результаты исследования религиозных орденов. Curr. Alzheimer Res. 9 , 628–645 (2012)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 31

    Bennett, D. A. et al. Обзор и результаты спешного проекта «Память и старение». Curr. Alzheimer Res. 9 , 646–663 (2012)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 32

    Bennett, D. A. et al. Правила принятия решений, определяющие клинический диагноз болезни Альцгеймера в двух когортных исследованиях на уровне сообществ, по сравнению со стандартной практикой в ​​клинических когортных исследованиях. Нейроэпидемиология 27 , 169–176 (2006)

    PubMed Google ученый

  • 33

    Bennett, D. A. et al. Естественная история легких когнитивных нарушений у пожилых людей. Неврология 59 , 198–205 (2002)

    CAS PubMed Google ученый

  • 34

    Шнайдер Дж. А., Арванитакис З., Леурганс С. Э. и Беннетт Д.A. Невропатология вероятной болезни Альцгеймера и легких когнитивных нарушений. Ann. Neurol. 66 , 200–208 (2009)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 35

    Loerch, P. M. et al. Эволюция транскриптома и синаптической регуляции стареющего мозга. PLoS ONE 3 , e3329 (2008)

    PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 36

    Болстад, Б.М., Иризарри, Р. А., Астранд, М. и Спид, Т. П. Сравнение методов нормализации для данных массива олигонуклеотидов высокой плотности на основе дисперсии и смещения. Биоинформатика 19 , 185–193 (2003)

    CAS Google ученый

  • 37

    Тушер, В. Г., Тибширани, Р. и Чу, Г. Анализ значимости микрочипов, применяемых к отклику на ионизирующее излучение. Proc. Natl Acad. Sci. США 98 , 5116–5121 (2001)

    CAS МАТЕМАТИКА ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 38

    Li, C.И Вонг, У. Х. Модельный анализ массивов олигонуклеотидов: вычисление индекса экспрессии и обнаружение выбросов. Proc. Natl Acad. Sci. США 98 , 31–36 (2001)

    CAS PubMed МАТЕМАТИКА ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 39

    Ю. М. и др. Изменение экспрессии NRSF, усугубляющее гибель клеток SH-SY5Y, вызванную ионом 1-метил-4-фенилпиридиния. Neurosci. Res. 65 , 236–244 (2009)

    CAS PubMed Google ученый

  • 40

    Лю Т.и другие. Генная регуляция и повреждение ДНК в стареющем мозге человека. Nature 429 , 883–891 (2004)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 41

    Сполдинг, К. Л., Бхардвадж, Р. Д., Бухгольц, Б. А., Друид, Х. и Фризен, Дж. Ретроспективное датирование рождения клеток у людей. Ячейка 122 , 133–143 (2005)

    CAS PubMed Google ученый

  • 42

    Зигмунд, К.D. et al. Метилирование ДНК в коре головного мозга человека динамически регулируется на протяжении всей жизни и включает дифференцированные нейроны. PLoS ONE 2 , e895 (2007)

    PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 43

    Zhang, Y. et al. Модельный анализ ChIP-Seq (MACS). Genome Biol. 9 , R137 (2008)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 44

    Schoenherr, C.Дж. И Андерсон, Д. Дж. Фактор нейрон-рестриктивного глушителя (NRSF): координирующий репрессор множества нейрон-специфичных генов. Наука 267 , 1360–1363 (1995)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 45

    Джонсон, Д. С., Мортазави, А., Майерс, Р. М. и Уолд, Б. Полногеномное картирование взаимодействий белок-ДНК in vivo. Наука 316 , 1497–1502 (2007)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 46

    Отто, С.J. et al. Новый мотив связывания для репрессора транскрипции REST открывает большие генные сети, отвечающие за нейрональные функции. J. Neurosci. 27 , 6729–6739 (2007)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 47

    Мао, К.А. и др. Нейрональный репрессор транскрипции REST подавляет Atoh7-независимую программу инициации развития ганглиозных клеток сетчатки. Dev. Биол. 349 , 90–99 (2011)

    CAS PubMed Google ученый

  • 48

    Лоренцо А.и другие. Амилоид β взаимодействует с белком-предшественником амилоида: потенциальный токсический механизм при болезни Альцгеймера. Nature Neurosci. 3 , 460–464 (2000)

    CAS PubMed Google ученый

  • 49

    Kayed, R. et al. Фибрилоспецифические, зависимые от конформации антитела распознают общий эпитоп, общий для амилоидных фибрилл и фибриллярных олигомеров, который отсутствует в префибриллярных олигомерах. Мол. Neurodegener. 2 , 18 (2007)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 50

    Busciglio, J. & Yankner, B.A. Апоптоз и повышенное образование активных форм кислорода в нейронах синдрома Дауна in vitro . Nature 378 , 776–779 (1995)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 51

    Бреннер, С.Генетика Caenorhabditis elegans . Генетика 77 , 71–94 (1974)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 52

    Lin, K., Dorman, JB, Rodan, A. & Kenyon, C. daf-16 : член семейства HNF-3 / вилочных головок, который может удвоить продолжительность жизни по сравнению с Caenorhabditis elegans . Наука 278 , 1319–1322 (1997)

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 53

    Ван Рамсдонк, Дж.M. & Hekimi, S. Делеция митохондриальной супероксиддисмутазы sod-2 увеличивает продолжительность жизни у Caenorhabditis elegans . PLoS Genet. 5 , e1000361 (2009)

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 54

    Calixto, A., Chelur, D., Topalidou, I., Chen, X. & Chalfie, M. Усиление нейрональной РНКи в C. elegans с использованием SID-1. Nature Methods 7 , 554–559 (2010)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 55

    Treusch, S.и другие. Функциональные связи между токсичностью Aβ, переносом эндоцитов и факторами риска болезни Альцгеймера у дрожжей. Наука 334 , 1241–1245 (2011)

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 56

    Абрамофф, М. Д., Магальяйнс, П. Дж. И Рам, С. Дж. Обработка изображений с помощью ImageJ. Биофотон. Int. 11 , 36–42 (2004)

    Google ученый

  • 57

    Маллиган, П.и другие. CDYL связывает REST и гистоновые метилтрансферазы для репрессии генов и подавления клеточной трансформации. Мол. Ячейка 32 , 718–726 (2008)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 58

    Westbrook, T. F. et al. SCF β-TRCP контролирует онкогенную трансформацию и дифференцировку нейронов посредством деградации REST. Nature 452 , 370–374 (2008)

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 59

    Симодзё, М.И Херш, Л. Б. Характеристика белка LIM-домена, взаимодействующего с REST / NRSF (RILP): локализация и взаимодействие с REST / NRSF. J. Neurochem. 96 , 1130–1138 (2006)

    CAS PubMed Google ученый

  • 60

    Лоис, К., Хонг, Э. Дж., Пиз, С., Браун, Э. Дж. И Балтимор, Д. Передача зародышевой линии и тканеспецифическая экспрессия трансгенов, доставляемых лентивирусными векторами. Наука 295 , 868–872 (2002)

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 61

    Симодзё, М.Характеристика сигнала ядерного нацеливания REST / NRSF. Neurosci. Lett. 398 , 161–166 (2006)

    CAS PubMed Google ученый

  • 62

    Саров М. и др. Ресурс в масштабе генома для исследования функции белка in vivo на основе тегов у C. elegans . Ячейка 150 , 855–866 (2012)

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Генетический скрининг определяет адаптивную анеуплоидию как ключевой медиатор устойчивости к стрессу ER у дрожжей

    Значимость

    У эукариот около одной трети всех белков свернуто в эндоплазматическом ретикулуме (ER).Когда потребность в сворачивании белка превышает емкость ER, активируется ответ развернутого белка (UPR), чтобы противодействовать стрессу ER. Однако механизмы адаптации к стрессу ER не ограничиваются UPR. Здесь мы сообщаем, что усиление хромосомы II у дрожжей позволяет адаптировать клетки к неправильной укладке белков. Мы сузили эффект дупликации хромосомы II до трех генов, которые способствуют устойчивости к стрессу ER независимо от UPR. Сверхэкспрессии этих генов было достаточно для защиты клеток от стресса ER и привело к устранению анеуплоидии.Таким образом, анеуплоидия может служить важной адаптацией генома, защищающей клетки от стресса ER.

    Abstract

    Геном дрожжей становится нестабильным во время стресса, что часто приводит к адаптивной анеуплоидии, что позволяет быстро активировать защитные механизмы, восстанавливающие клеточный гомеостаз. В этом исследовании мы провели генетический скрининг Saccharomyces cerevisiae , чтобы определить адаптации генома, которые придают устойчивость к стрессу эндоплазматического ретикулума (ЭР), вызванному туникамицином.Полногеномное секвенирование мутантов, устойчивых к туникамицину, показало, что устойчивость к стрессу ER значительно коррелировала с приростом хромосом II и XIII. Мы обнаружили, что дупликации хромосом позволяют адаптироваться дрожжевым клеткам к стрессу ER независимо от развернутого белкового ответа, и что одной только дополнительной копии хромосомы II достаточно для индукции защиты от туникамицина. Более того, защитный эффект дисомных хромосом может быть подтвержден сверхэкспрессией нескольких генов, расположенных на хромосоме II.Среди этих генов сверхэкспрессия UDP- N -ацетилглюкозамин-1-P трансферазы ( ALG7 ), субъединица 20S протеасомы ( PRE7 ), и YBR085C-A индуцировали устойчивость к туникамицину в клетках дикого типа. , тогда как делеция всех трех генов полностью изменила фенотип устойчивости к туникамицину. Вместе наши данные демонстрируют, что анеуплоидия играет критическую роль в адаптации к стрессу ER за счет увеличения числа копий генов, защищающих от стресса ER. В то время как анеуплоидия сама по себе приводит к протеотоксическому стрессу, специфические для генов эффекты анеуплоидии хромосомы II противодействуют отрицательному эффекту, приводящему к улучшенному сворачиванию белка.

    В эукариотических клетках мембраны и секретируемые белки сворачиваются в просвете эндоплазматического ретикулума (ЭПР) перед тем, как экспортироваться в органеллы-мишени (1). Если потребность в сворачивании белка превышает способность сворачивания ER, клетки накапливают неправильно свернутые белки и испытывают стресс ER. Накопление неправильно свернутых белков в ER приводит к активации нескольких путей передачи внутриклеточного сигнала, которые вместе называют unfolded protein response (UPR), для восстановления гомеостаза ER.После активации UPR различные механизмы снижают стресс ER за счет увеличения экспрессии резидентных шаперонов ER и ферментов, участвующих в фолдинге белка, ER-ассоциированной деградации (ERAD) неправильно свернутых белков и снижения синтеза белка для ограничения количества возникающих пептиды, поступающие в просвет ЭПР (2).

    У дрожжей UPR инициируется активацией трансмембранного сенсора ER Ire1. Ire1 ощущает накопление неправильно свернутых или развернутых белков в ER, а затем аутофосфорилирует и олигомеризуется, чтобы активировать его C-концевой РНКазный домен (3⇓⇓-6).Впоследствии домен РНКазы Ire1 вырезает интрон, ингибирующий трансляцию, в мРНК HAC1 , обеспечивая трансляцию фактора транскрипции Hac1 (7⇓ – 9). Затем Hac1 индуцирует экспрессию гена-мишени UPR, включая резидентные шапероны ER и ферменты, участвующие в сворачивании белка. Однако механизмы адаптации к стрессу ER не ограничиваются UPR. Кроме того, несколько Hac1-независимых механизмов, которые активируются в ответ на накопление неправильно свернутых белков и необходимы для приспособленности клеток во время стресса ER, были идентифицированы у дрожжей (10-12).

    Грубые перестройки генома, такие как анеуплоидия (изменение числа хромосом), часто связаны с медленным ростом клеток, дисбалансом в составе белков и протеотоксичностью, но также могут служить механизмом для регулирования дозировки генов (13, 14). Недавние исследования показали, что адаптивная анеуплоидия может быть полезной под давлением отбора и часто используется клетками в качестве механизма активации защитных генов путем изменения числа копий хромосомы (15). Например, в ответ на дефицит тиолпероксидазы клетки увеличивают экспрессию генов, противодействующих окислительному стрессу, за счет дупликации хромосомы (Chr) XI (16).Кроме того, было показано, что анеуплоидия способствует адаптации к дефициту теломеразы, вызванному ростом при повышенных температурах (17, 18).

    Здесь мы сообщаем, что анеуплоидия также играет ключевую роль в выживании и адаптации дрожжей во время воздействия стресса ER. В этом исследовании мы провели генетический скрининг Saccharomyces cerevisiae для выявления мутантов, устойчивых к индуцированному туникамицином (TM) стрессу ER. Полногеномное секвенирование устойчивых к ТМ мутантов показало, что они приобрели дополнительные копии нескольких хромосом.Мы обнаружили, что устойчивость к стрессу ER у этих мутантов обусловлена ​​именно анеуплоидией Chr II и не зависит от фактора транскрипции Hac1. Наш анализ показывает, что защитный эффект Chr II дисомы против стресса ER требует комбинированной функции по крайней мере трех генов ( ALG7 , PRE7 и YBR085C-A ), расположенных на этой хромосоме. Среди них сверхэкспрессия ALG7 , который кодирует ключевой фермент в пути долихола N-связанного гликозилирования белка, позволила клеткам потерять дополнительную копию Chr II.Интересно, что мы обнаружили, что путь синтеза N-гликанов также активируется в UPR-дефицитных клетках, что позволяет клеткам компенсировать отсутствие UPR за счет увеличения продукции UDP- N -ацетилглюкозамина (UDP-GlcNAc), a предшественник N-связанного гликозилирования. Взятые вместе, наши данные демонстрируют, что адаптивная анеуплоидия является критическим медиатором стрессоустойчивости ER.

    Результаты

    Анеуплоидия обеспечивает быстрое развитие дрожжевых клеток, устойчивых к стрессу ЭР.

    Чтобы охарактеризовать механизмы адаптации клеток к стрессу ER, мы провели генетический скрининг на S.cerevisiae . С этой целью гаплоидные клетки BY4741 дикого типа выращивали в присутствии летальной дозы туникамицина (TM), ингибитора N-связанного гликозилирования в ER (19). Мы идентифицировали несколько клонов, устойчивых к туникамицину (TM-R), которые спонтанно развили стрессоустойчивость, а затем выбрали пять из них для дальнейшего анализа (рис. 1 A и B ). Мы обнаружили, что устойчивость к ТМ у этих штаммов была связана со снижением скорости роста по сравнению с клетками дикого типа (рис.1 C и SI Приложение , рис. S1 A ). Мы также наблюдали, что штаммы TM-R имели уменьшенную продолжительность репликативной жизни и не могли расти на глицерине, неферментируемом источнике углерода, что позволяет предположить, что клетки TM-R не обладают способностью к дыханию ( SI Приложение , рис. S1 B и S2 ). А ). Предыдущие исследования показали, что снижение глобальной трансляции мРНК из-за истощения рибосомных белков может повысить устойчивость дрожжей к ТМ (20). Хотя штаммы TM-R демонстрируют медленный рост и сокращение продолжительности жизни, мы обнаружили, что не было значительных изменений в скорости трансляции белка у этих мутантов, как видно из анализа профиля полисома ( SI Приложение , рис.С2 В ).

    Рис. 1.

    Генетический скрининг определяет увеличение Chr II и XIII, которое связано с устойчивостью к стрессу ER. ( A ) Экспериментальный дизайн генетического скрининга, используемого для выделения мутантов, которые приобрели устойчивость к ТМ-индуцированному стрессу ER. ( B ) Репрезентативные изображения клеток дикого типа (BY4741) и устойчивых к TM (TM-R) мутантов, выращенных в присутствии указанных концентраций TM. Последовательные разведения (10 ×) логарифмически растущих клеток наносили на чашки с контрольным агаром или планшеты с TM и инкубировали в течение 48 ч при 30 ° C.( C ) Время удвоения для штаммов TM-R в присутствии указанных концентраций TM. Время удвоения рассчитывали с использованием программного обеспечения Yeast Outgrowth Data Analyzer. Планки погрешностей представляют SEM ( n = 3). * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, тест Велча t . ( D ) Дупликацию хромосом в штаммах TM-R определяли с помощью полногеномного секвенирования. Глубина чтения рассчитывалась в окнах размером 100 п.н. ( E ) Анализ сплайсинга мРНК HAC1 в мутантах TM-R.Уровни сплайсированной (spl) и несплайсированной (us) мРНК HAC1 определяли с помощью ОТ-ПЦР. Планки погрешностей представляют SEM ( n = 3). * P <0,05, тест Стьюдента t . ( F ) Анализ сплайсированной мРНК HAC1 после отмывки TM у мутантов TM-R2 и TM-R5. Логарифмически растущие клетки обрабатывали 1 мкг / мл TM в течение 30 мин; клетки промывали и инкубировали в свежей среде в течение указанного времени. Уровни сплайсированной (spl) и несплайсированной (us) мРНК HAC1 определяли с помощью ОТ-ПЦР.

    Для выявления адаптаций генома, которые могут объяснить устойчивость к стрессу ER, мы выполнили полногеномное секвенирование устойчивых к TM мутантов. Неожиданно мы обнаружили, что многие мутанты TM-R приобрели дополнительные копии нескольких хромосом (рис. 1 D ). Анеуплоидия или аномальное количество хромосом связано с множеством заболеваний человека, включая рак, синдром Дауна и старение. Хотя анеуплоидия в целом приводит к нестабильности генома и протеотоксическому стрессу, она также может быть адаптивной (16, 21).Предыдущие исследования показали, что анеуплоидия может вызывать выживание клеток и быструю адаптацию в ответ на стресс (22, 23). Интересно, что Chr II и Chr XIII были дублированы в четырех разных мутантах, тогда как штамм TM-R2 не обнаружил анеуплоидии.

    Чтобы установить, активируют ли стрессоустойчивые мутанты ER передачу сигналов UPR, мы проанализировали сплайсинг мРНК HAC1 . Мы обнаружили, что фракция сплайсированной мРНК HAC1 была значительной ( P <0.05) увеличивалось в штамме нонанеуплоидного TM-R2 по сравнению с клетками дикого типа (34% мРНК HAC1 было сплайсировано для TM-R2) (рис. 1 E ). Однако в штаммах анеуплоидных TM-R фракция сплайсированной мРНК HAC1 не была значительно увеличена. Мы также отслеживали кинетику восстановления UPR в штаммах TM-R, отслеживая уровни сплайсированной мРНК HAC1 с течением времени после удаления TM (рис.1 F и SI, приложение , рис.S3). Интересно, что активность UPR отклонялась более значительно в клетках дикого типа по сравнению с TM-R2 и TM-R5. Однако, в отличие от клеток дикого типа и TM-R5, штамм TM-R2 продолжал демонстрировать сплайсинговую форму HAC1 даже через несколько часов после вымывания TM. Вместе эти данные предполагают, что анеуплоидия позволяет адаптировать дрожжевые клетки к стрессу ER и способствует устойчивости к TM независимо от UPR.

    Дупликация Chr II обеспечивает устойчивость к вызванному ТМ стрессу ЭР.

    Затем мы проверили, будут ли потеряны лишние хромосомы в штаммах TM-R при снятии стресса TM-R.Мы создали два маркерных штамма TM-R5, в которых одна из двух копий Chr II или Chr XIII была помечена селективным маркером KanMX, придающим устойчивость к антибиотику G418. Мы обнаружили, что дополнительные копии как Chr II, так и Chr XIII были потеряны, когда клетки выращивали в отсутствие TM (рис. 2 A ), и их потеря обращала вспять фенотип устойчивости к TM в эволюционировавших популяциях TM-R5 (рис. 2 В ). Чтобы сузить, какая из дупликаций хромосом отвечает за устойчивость к стрессу ER у наших анеуплоидных мутантов, мы использовали набор дисом, гаплоидных штаммов дрожжей, несущих дополнительную копию одной хромосомы (14).Мы наблюдали, что гаплоидный штамм дрожжей, обладающий дополнительным Chr II, но не другими дисомными штаммами, устойчив к TM-индуцированному ER стрессу (рис. 2 C и SI, приложение , рис. S4). Стоит отметить, что эти дисомные штаммы произошли на другом генетическом фоне (W303) от нашего стандартного штамма дикого типа (BY4741). Вместе эти данные указывают на то, что дупликация Chr II необходима и достаточна для придания устойчивости к стрессу ER клеткам по крайней мере двух разных лабораторных штаммов дрожжей.

    Рис. 2.

    Дупликация Chr II необходима и достаточна для придания клеткам устойчивости к стрессу ER. ( A ) Дополнительные копии Chr II или Chr XIII были помечены кассетой KanMX. Лабораторный эволюционный эксперимент проводили путем серийного разведения в среде YPD. Потеря лишних Chr II или XIII была обнаружена с помощью ПЦР в указанные дни. ( B ) Потеря дополнительных копий Chr II и XIII в отсутствие TM вернула фенотип устойчивости к TM в эволюционировавших популяциях TM-R5.( C ) Дупликации Chr II достаточно для придания клеткам устойчивости к стрессу ER.

    Защитный эффект дисомных хромосом может быть усилен сверхэкспрессией нескольких генов, расположенных на Chr II.

    ER стрессоустойчивость можно объяснить увеличением числа копий защитных генов на дублированных хромосомах (24, 25) или дупликацией генов, кодирующих регуляторные факторы, которые влияют на экспрессию генов по всему геному (26). Чтобы определить, какие пути активируются у анеуплоидных мутантов, мы проанализировали трансляцию белка в мутантах TM-R3 и TM-R5 с использованием Ribo-Seq.В соответствии с нашими ожиданиями, трансляция большинства генов на дублированных хромосомах была удвоена из-за увеличения числа копий (рис. 3 A и набор данных S1). Анализ генной онтологии генов, активированных в мутантах TM-R, показал обогащение генов, кодирующих белки, участвующие в функции ER, биосинтезе трегалозы и ERAD (рис. 3 B ). Среди генов, которые были активированы у мутантов TM-R, мы также идентифицировали несколько генов, участвующих в биосинтезе хитина и отложении его клеточной стенки ( CHS2 , CHS3 , CHS7 , RCR1 ).Хитин является компонентом клеточной стенки, который может придавать дрожжевым клеткам устойчивость к стрессу за счет повышения стабильности клеточной стенки. Однако анеуплоидные мутанты TM-R не проявляли повышенной устойчивости к стрессу клеточной стенки, вызванному калькофлуором белым и конго красным, тогда как штамм TM-R3 имел дефект целостности клеточной стенки, о чем свидетельствовала его неспособность расти на среде, содержащей клеточную стенку. — повреждающие вещества ( СИ Приложение , рис. S5).

    Рис. 3.

    Сверхэкспрессия YBR085C-A , ALG7 и PRE7 в клетках дикого типа индуцирует устойчивость к ТМ.( A ) Уровни трансляции генов в клетках TM-R3 и TM-R5 по сравнению со штаммом дикого типа, идентифицированным Ribo-Seq. ( B ) Анализ обогащения генной онтологии. Общие гены, активируемые более чем в два раза у мутантов TM-R3 и TM-R5, были проанализированы с использованием DAVID. ( C ) Общие гены, которые были активированы более чем в 1,5 раза (0,6 в логарифмической шкале 2 ) как у TM-R3, так и у TM-R5 мутантов. Гены, избыточная экспрессия которых вызывает устойчивость к ТМ, показаны красным. ( D ) Сверхэкспрессия (OE) YBR085C-A , ALG7 и PRE7 в клетках дикого типа индуцирует устойчивость к TM.Устойчивость штаммов к стрессу ER определяли с помощью точечных анализов на чашках с SD-агаром, содержащим 1 мкг / мл TM. ( E ) ALG7 Сверхэкспрессия вызывает потерю лишнего Chr II в клетках TM-R5, обработанных TM. Для лабораторного эволюционного эксперимента дополнительная копия Chr II в TM-R5 была помечена маркером устойчивости G418 путем замены YBR242W кассетой KanMX. Маркерные штаммы TM-R5 со сверхэкспрессией (OE) YBR085C-A , ALG7 или PRE7 культивировали в среде SD без лейцина в присутствии 1 мкг / мл TM.Лабораторные эксперименты по эволюции проводили путем серийных разведений свежей средой каждые 2 дня, и потеря дополнительной копии Chr II выявлялась с помощью ПЦР в указанные дни. ( F ) Одновременное удаление дополнительных копий YBR085C-A , ALG7 и PRE7 (3Δ) предотвращает резистентность TM в TM-R5 клетках.

    Чтобы идентифицировать специфические гены, которые вносят вклад в фенотип устойчивости к стрессу ER у мутантов TM-R, мы выбрали общие гены, которые были активированы в анеуплоидных мутантах TM-R3 и TM-R5 на уровне следа, и протестировали влияние сверхэкспрессия этих генов на устойчивость к ТМ в штамме BY4741 дикого типа (рис.3 С ). Мы обнаружили, что защитный эффект дисомных хромосом против стресса ER может быть повторен сверхэкспрессией нескольких генов, расположенных на Chr II. Среди этих генов сверхэкспрессия UDP- N -ацетилглюкозамин-1-P трансферазы ( ALG7 ), субъединицы 20S протеасомы ( PRE7 ), и YBR085C-A индуцировали устойчивость TM в клетках дикого типа. (Рис.3 D и SI Приложение , Рис. S6 A ). Мы также обнаружили, что сверхэкспрессия ALG7 вызывает потерю лишнего Chr II в клетках TM-R5, обработанных TM (рис.3 E ). Хотя удаление дополнительной копии этих генов одной только в анеуплоидных штаммах не изменило фенотип устойчивости к ТМ, одновременное удаление дополнительной копии всех трех генов полностью предотвратило устойчивость к ТМ, предполагая, что это является результатом комбинированного действия нескольких генов (рис. 3 F и SI Приложение , рис. S6 B ).

    Хромосомные дупликации не возникают в ответ на дефицит UPR.

    Предыдущие исследования дрожжей показали, что анеуплоидия часто приобретается как «грубое» решение стресса, которое затем устраняется и заменяется генно-специфическими растворами (15).Чтобы проверить, возникает ли дупликация хромосом в ответ на стресс ЭР низкой дозой, мы подвергли дрожжевые клетки дикого типа воздействию сублетальных концентраций ТМ, а затем отобрали отдельные колонии и проанализировали скорость их роста в средах без ТМ ( SI Приложение , стр. Рис. S7 A ). Подобно анеуплоидным мутантам TM-R, большая часть проанализированных клонов демонстрировала увеличенное время удвоения популяции, что является признаком анеуплоидии, когда клетки предварительно обрабатывали высокими дозами TM (0,5–2 мкг / мл).Но при низких концентрациях (0,1 и 0,2 мкг / мл) ТМ не оказывал ингибирующего действия на рост. Чтобы дополнительно проверить, приводит ли длительный стресс ER к анеуплоидии, мы выполнили полногеномное секвенирование мутантов, лишенных генов IRE1 и HAC1 , которые ранее характеризовались стрессом ER и широко распространенной агрегацией белков (27). Наш анализ не выявил каких-либо грубых геномных перестроек у мутантов ire1 Δ и hac1 Δ (рис. 4 A ).Вместе эти данные и тот факт, что ire1 Δ и hac1 Δ имеют продолжительность жизни и скорость роста, аналогичную клеткам дикого типа ( SI Приложение , рис. S7 B и C ), предполагают, что эти мутанты могут разработали альтернативные механизмы для поддержания гомеостаза белков.

    Рис. 4.

    IRE1 и HAC1 делеционные мутанты активируют ферменты, участвующие в гликозилировании белка и синтезе якоря GPI. ( A ) Охват генома мутантов ire1 Δ и hac1 Δ.Глубина чтения рассчитывалась в окнах размером 100 п.н. ( B ) Сравнение изменений трансляции белков у мутантов ire1 Δ и hac1 Δ с использованием Ribo-seq. Log 2 изменений отпечатка у мутанта ire1 Δ по сравнению с клетками дикого типа отложены по оси x , а log 2 изменений отпечатка у мутанта hac1 Δ отложены по оси y . ( C ) Делеция генов IRE1 и HAC1 активирует гликозилирование белка и синтез якоря GPI.( D ) График анализа главных компонентов, показывающий кластеризацию метаболитов, проанализированных в мутантах ire1 Δ и hac1 Δ. ( E ) Анализ уровней UDP-GlcNAc. ( F ) Сверхэкспрессия ALG7 и PRE7 , но не YBR085C-A , может спасти рост мутанта hac1 Δ при стрессе ER.

    Для выявления механизмов, которые компенсируют отсутствие UPR, мы проанализировали изменения экспрессии генов в мутантах ire1 Δ и hac1 Δ с помощью Ribo-Seq (рис.4 B и набор данных S2). Наш анализ показал, что отсутствие IRE1 и HAC1 в этих штаммах связано с повышенной экспрессией генов, участвующих в процессах секреторного пути ER, включая синтез гликофосфатидилинозитола (GPI) ( ERI1 , GPI15 , GPI18 ). и гликозилирование белков ( ALG14 , PGM2 , PMT6 ) (фиг.4 C ). Мы предположили, что усиление синтеза N- и O-гликанов и продукции якоря GPI может позволить клеткам противодействовать стрессу ER за счет увеличения экспорта гликозилированных и заякоренных GPI белков.Мы также использовали целевой анализ метаболитов, чтобы охарактеризовать метаболические профили в клетках дикого типа и UPR-дефицитных мутантов и определить, какие метаболические пути активируются в клетках ire1 Δ и hac1 Δ. Кластерный анализ выявил значительную разницу в профилях метаболома между тремя генотипами (рис. 4 D ). Поразительно, что мы наблюдали примерно трех- и пятикратное увеличение внутриклеточных уровней UDP-GlcNAc в клетках, лишенных IRE1 и HAC1 , соответственно, которые были одними из наиболее активируемых метаболитов (рис.4 E и набор данных S3). UDP-GlcNAc используется в реакциях гликозилирования белка и синтеза якоря GPI, что дополнительно подтверждает возможность того, что клетки, лишенные IRE1 и HAC1 , могут восстанавливать гомеостаз белка посредством активации O- и N-связанного гликозилирования.

    Наконец, мы проверили, может ли сверхэкспрессия генов, участвующих в устойчивости к стрессу ER из-за анеуплоидии Chr II, придавать устойчивость TM к UPR-дефицитным клеткам. Наш анализ показал, что сверхэкспрессия ALG7 и PRE7 , но не YBR085C-A , может спасти рост мутанта hac1 Δ при стрессе ER (рис.4 F ). Вместе эти данные предполагают, что ALG7 и PRE7 могут придавать устойчивость к стрессу ER независимо от UPR.

    Обсуждение

    В этом исследовании мы провели генетический скрининг на S. cerevisiae , чтобы понять механизмы, с помощью которых клетки могут противостоять стрессу ER. Неожиданно мы обнаружили, что устойчивость к стрессу ER была связана с увеличением количества хромосом. Число дублированных хромосом варьировалось от двух в TM-R5 (анеуплоид для Chr II и XIII) до пяти дополнительных хромосом в клонах TM-R3 (анеуплоид для Chr II, VI, VIII, XII и XIII).Мы сузили влияние дисомных хромосом до нескольких специфических генов, расположенных на Chr II. Мы показываем, что дупликация Chr II способствует экспрессии генов, которые поддерживают стрессоустойчивость ER за счет увеличения дозировки генов. Однако устойчивые к ТМ клетки были недолговечными и имели медленный рост по сравнению с клетками дикого типа. Эти наблюдения согласуются с предыдущими исследованиями, показывающими, что приобретение дополнительных хромосом приводит к протеотоксичности (14, 28, 29). Более того, было показано, что штаммы дисомных дрожжей, содержащие дополнительную копию одной хромосомы, обычно имеют уменьшенную репликативную продолжительность жизни (30).Вместе эти данные показывают, что защитные гены, расположенные на дублированных хромосомах, полезны при стрессе ER, но протеотоксический эффект анеуплоидии приводит к снижению приспособленности, о чем свидетельствует сокращение продолжительности жизни и медленный рост.

    Предыдущие исследования показали, что экспрессия большинства генов, кодируемых анеуплоидными хромосомами, коррелирует с относительным числом копий хромосом (29, 31, 32). Мы предположили, что устойчивость к стрессу ER у анеуплоидных мутантов может быть объяснена увеличением дозировки специфических генов, расположенных на дуплицированных хромосомах.Мы обнаружили, что защитный эффект дублированных хромосом может быть повторен сверхэкспрессией трех генов, расположенных на Chr II, которые участвуют в регуляции белкового гомеостаза в ER, ALG7 , PRE7 и YBR085C-A . ALG7 кодирует UDP-GlcNAc: долихолфосфат N -ацетилглюкозамин-1-фосфаттрансферазу, которая опосредует первую стадию пути N-гликозилирования белка (33, 34). N-гликозилирование играет важную роль в фолдинге белка и гликан-зависимом контроле качества в ER.В свою очередь, PRE7 кодирует субъединицу 20S протеасомы, участвующую в протеасомной деградации протеина (35). Физиологическая роль YBR085C-A , который может представлять фактор передачи сигналов UPR, неизвестна. Интересно, что сверхэкспрессия ALG7 и PRE7 , но не YBR085C-A , может частично спасти рост мутанта hac1 Δ в присутствии TM, предполагая, что YBR085C-A может действовать выше UPR.

    Хотя Chr II и Chr XIII оба были анеуплоидами у четырех разных мутантов, мы обнаружили, что только Chr II дисом имел защитный эффект, но не Chr XIII.Поскольку дисомные штаммы, используемые для этих экспериментов, были получены на другом генетическом фоне из нашего стандартного штамма дикого типа (BY4741), мы не можем исключить возможность того, что Chr XIII играет защитную роль только на этом специфическом фоне. Альтернативным объяснением может быть то, что дупликация Chr XIII помогает с другими стрессами, такими как сама анеуплоидия, и, как следствие, может не участвовать непосредственно в устойчивости к стрессу ER, но все же может быть необходима для выживания клеток.

    Ингибирование синтеза белка является важным механизмом адаптации клеток в ответ на накопление неправильно свернутых белков в ЭПР (2).В то время как анеуплоидные мутанты характеризовались медленным ростом, повышенная устойчивость к стрессу ER в этих штаммах не была связана с дефектами трансляции белка. Эти данные согласуются с предыдущими исследованиями дисомных штаммов S. cerevisiae , показавшими, что анеуплоидия вызывает дефект роста клеток, задерживая фазу G 1 клеточного цикла в результате более медленного накопления циклинов G 1 , а чем из-за дефектов трансляции белков (25, 36). С другой стороны, устойчивые к ТМ мутанты могли получить дополнительные дозы гена для уменьшения импорта ТМ в клетку (37).Накопление хитина, структурного компонента клеточной стенки, было связано с повышенной устойчивостью к множественным стрессам (38, 39) и может быть в состоянии объяснить снижение проницаемости клеточной стенки для TM. Однако мы обнаружили, что анеуплоидные мутанты не проявляют повышенной устойчивости к стрессу клеточной стенки, предполагая, что устойчивость к стрессу ER у анеуплоидных мутантов маловероятна из-за снижения проницаемости клеток для TM.

    Примечательно, что повышенная защита от стресса ER у мутанта TM-R2 не вызвана анеуплоидией, а вместо этого может быть объяснена усилением передачи сигналов UPR.Мы обнаружили, что активация UPR у этого мутанта вызвана ингибированием ослабления сплайсинга HAC1 , что напоминает ранее описанные мутанты киназного домена Ire1 (4, 40). Уровень сплайсинга мРНК HAC1 и продукция белка Hac1 строго контролируется дефосфорилированием Ire1, которое важно для ослабления UPR, что предполагает потенциальное участие посттрансляционных модификаций в активации UPR в штамме TM-R2.

    Кроме того, наш анализ мутантов, лишенных генов IRE1 и HAC1 , показывает, что анеуплоидия не возникает в ответ на длительный стресс ER, и что эти штаммы развили независимые от анеуплоидии механизмы, чтобы компенсировать отсутствие UPR.Чтобы идентифицировать специфические пути, которые клетки используют для компенсации дефицита UPR, мы проанализировали изменения трансляции в ire1 Δ и hac1 Δ с помощью Ribo-Seq. Мы обнаружили, что отсутствие генов IRE1 и HAC1 у этих мутантов связано с повышенной экспрессией ферментов, участвующих в процессах секреторных путей ER. В частности, мы обнаружили повышенную трансляцию генов, участвующих в синтезе якоря GPI ( ERI1 , GPI15 , GPI18 ), а также N- и O-связанное гликозилирование ( ALG14 , PGM2 , PMT6 ).В соответствии с активацией пути гликозилирования мутанты ire1 Δ и hac1 Δ имели повышенные уровни UDP-GlcNAc. UDP-GlcNAc является важным субстратом для N-связанного гликозилирования и синтеза якоря GPI, что может позволить клеткам противодействовать стрессу ER за счет увеличения экспорта N-гликозилированных и заякоренных GPI гликопротеинов. Действительно, в недавнем исследовании Denzel et al. (41) наблюдали, что активация пути синтеза UDP-GlcNAc или добавление GlcNAc может облегчить стресс ER и даже увеличить продолжительность жизни у червей.

    В совокупности наши данные демонстрируют, что анеуплоидия играет ключевую роль в адаптации к стрессу ER, который опосредуется синергическим эффектом по крайней мере трех генов, расположенных на Chr II. Хотя известно, что анеуплоидия вызывает протеотоксичность, положительный эффект дупликации Chr II является результатом баланса между ген-специфическими и глобальными последствиями анеуплоидии.

    Материалы и методы

    Дрожжевые штаммы и плазмиды.

    Штаммы дрожжей, использованные в этом исследовании, и их генотипы перечислены в SI Приложение , Таблица S1.Клетки выращивали при 30 ° C в стандартной среде YPD (1,0% дрожжевого экстракта, 2,0% пептона и 2,0% глюкозы), если не указано иное. Штаммы, устойчивые к ТМ, получали путем посева родительских клеток BY4741 на планшеты YPD, содержащие 2 мкг / мл ТМ. Затем спонтанно возникшие устойчивые к ТМ мутанты, от TM-R1 до TM-R5, выделенные из отдельных колоний, отбирали для дальнейшего анализа. Одноэтапное разрушение гена, опосредованное ПЦР, проводили с использованием стандартных методик. Для сверхэкспрессии интересующих генов использовали плазмиду pATP425, содержащую три дрожжевые экспрессионные кассеты, управляемые конститутивными промоторами ADh2 , TDh4 и PGK1 (42).Олигонуклеотиды, используемые для разрушения гена и клонирования, перечислены в Приложении SI , Таблица S2.

    Точечные анализы.

    Устойчивость штаммов к ТМ, калькофлюору белому и конго красному определяли с помощью точечных анализов. Клетки первоначально выращивали в жидкой культуре без лекарств до тех пор, пока OD 600 = 0,6, и 10-кратные серийные разведения для каждого штамма наносили пятнами на чашки с YPD или синтетическим определенным (SD) агаром, содержащим указанные концентрации лекарств. Планшеты инкубировали при 30 ° C, изображения получали через 48 часов после посева.

    Репликативный анализ продолжительности жизни и скорости роста.

    Анализы продолжительности жизни проводили, как описано (43, 44). Для репликативного анализа продолжительности жизни клетки выращивали на свежеприготовленных планшетах YPD в течение 2 дней при 30 ° C. Для каждого штамма клетки-основатели высевали на чашки с агаром, отбирая новорожденные дочерние клетки с помощью микроманипулятора. Клетки контролировали на предмет деления клеток, и последующие отпочковавшиеся дочерние клетки отделяли и удаляли по мере их образования. Процесс продолжался до тех пор, пока клетки не перестали делиться.Продолжительность репликативной жизни рассчитывалась как количество делений каждой материнской клетки до того, как она подверглась старению. Скорость роста дрожжей анализировали с использованием автоматизированной системы микробиологического анализа кривой роста Bioscreen C (Growth Curves USA), как описано (45, 46).

    Секвенирование генома.

    Полногеномное секвенирование штаммов дрожжей выполняли, как описано (16). Для расчета глубины покрытия каждой хромосомы мы использовали набор инструментов Genome Analysis Toolkit (47). Инструмент «DepthOfCoverage» был применен к отсортированным *.bam файлы для создания таблицы глубины секвенирования для всего генома. Затем покрытие хромосом нормализовали по общему количеству считываний на образец. График был построен с помощью пакета ggplot2 в статистической среде R (https://www.r-project.org). Каждая точка представляет собой среднее значение глубины секвенирования 100 нт. На графике 100 000 точек.

    Профилирование рибосом.

    Дрожжевые культуры выращивали до OD 600 = 0,5 в 500 мл стандартной среды YPD, и клетки собирали фильтрованием через 0.Фильтр 45 мкм (Millipore) со стеклянным держателем. Гранулы соскребали шпателем, мгновенно замораживали в жидком азоте и хранили при -80 ° C. Дрожжевые экстракты были приготовлены путем криогенного измельчения клеточной пасты на криомельнице BioSpec. Аликвоты клеточных лизатов использовали для экстракции следа. Библиотеки Ribo-Seq были приготовлены с использованием набора ARTseq Ribosome Profiling (Illumina), как описано (48, 49), и секвенированы с использованием платформы Illumina HiSeq. Считывания рибосомных следов были сопоставлены с геномом S. cerevisiae из базы данных генома Saccharomyces (https: // www.yeastgenome.org/, номер выпуска R64-2-1). Выравнивание последовательностей выполняли с использованием программного обеспечения Bowtie 1.1.2 (50), допускающего два несоответствия на считывание, и значения rpkm (считывания на килобазу на миллион сопоставленных считываний) рассчитывались с использованием пользовательских скриптов. Онтология генов и анализ обогащения путей проводились с использованием базы данных DAVID (51).

    HAC1 Сплайсинг мРНК.

    Аликвоту клеточных лизатов использовали для выделения РНК. РНК обрабатывали ДНКазой I, и кДНК первой цепи синтезировали с использованием обратной транскриптазы SuperScript III (Life Technologies) со случайными гексамерными праймерами.Анализ сплайсинга мРНК HAC1 выполняли с помощью ОТ-ПЦР с праймерами, фланкирующими интрон HAC1 . Фрагменты ПЦР разделяли на 2% агарозных гелях и количественно определяли с помощью ImageJ. Результаты представлены как средние значения ± SEM трех независимых экспериментов. Статистическую значимость данных определяли путем вычисления значений P с использованием критерия Стьюдента t .

    Лабораторный эволюционный эксперимент.

    маркерных штаммов TM-R5, в которых одна из двух копий Chr II или Chr XIII была помечена маркером устойчивости G418, были получены путем замены кодирующих областей YBR242W и YMR132C кассетой KanMX соответственно.Лабораторный эволюционный эксперимент проводился путем серийных разведений. Клетки выращивали до достижения стационарной фазы при 30 ° C при умеренном встряхивании, а затем разбавляли в 1: 500 свежей средой. Эту процедуру повторяли до тех пор, пока потеря дополнительной хромосомы не была обнаружена с помощью ПЦР. Генотипирование выполняли путем выделения геномной ДНК из аликвоты дрожжевой культуры с использованием набора для очистки Master Pure Yeast DNA (Epicenter), который затем использовали в качестве матрицы для ПЦР с праймерами, которые выравниваются вне кодирующих областей YBR242W и . YMR132C .

    Профилирование метаболитов.

    Дрожжевые клетки инокулировали в течение ночи в среде YPD. На следующее утро культуры разбавляли до OD 600 <0,1 и выращивали при 30 ° C до OD 600 = 0,5. Клетки промывали стерильной H 2 O, и 20 миллионов клеток на образец мгновенно замораживали в жидком азоте и хранили при -80 ° C. Метаболиты экстрагировали из замороженных образцов ацетонитрилом и анализировали с использованием платформы жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС) в Северо-западном исследовательском центре метаболомики Вашингтонского университета, как описано (52).Внутренние стандарты, меченные стабильными изотопами, также использовали в качестве контроля вместе с экспериментальными образцами для обеспечения воспроизводимости результатов. Для каждого штамма были проанализированы четыре независимых биологических повтора. Статистическая значимость данных метаболомики была определена путем расчета значений P (без поправки на частоту ложных открытий) с использованием критерия суммы рангов Вилкоксона (53).

    Благодарности

    Мы благодарим Анжелику Амон и Вадима Гладышева за предоставленные штаммы дрожжей.Эта работа была поддержана грантами Национального института здравоохранения AG040191 и AG054566 (для V.M.L.), R01AG049494 (для D.E.L.P.) и P30AG013280 (для M.K.). Это исследование проводилось в то время, когда V.M.L. был получателем гранта Американской федерации исследований старения (AFAR) от AFAR. M.B.L. был поддержан стипендией Гиллиама Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) по продвинутым исследованиям. Л.Д. был поддержан Бразильской программой научной мобильности / CAPES, Координация повышения квалификации кадров высшего образования — Бразилия.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *