Kortyzol i epigenetyka. Jak stres może zmienić Twoje geny. 

Epigenetyka przeżywa ostatnio prawdziwą sławę. Ma to swoje uzasadnienie. Ostatnie lata bowiem, dostarczyły setek wyników badań wskazujących, że na ekspresję genów niezwykle istotny wpływ mają liczne, niegenetyczne czynniki. Również sposób w jaki żyjemy. Okazuje, że już nie tylko struktura chemiczna samych genów, ale delikatne zmiany na poziomie ich ekspresji wpływają na zachowanie, podatność na choroby, metabolizm leków czy postrzeganie świata.

Być może trudno w to uwierzyć, ale pojęcie epigenetyka zostało po raz pierwszy zaproponowane już w 1942 roku przez C.H. Waddingtona. Stało się ono wówczas brakującym terminem w wyjaśnianiu mechanizmów oddziaływania pomiędzy genami i ich produktami w powstawaniu fenotypu (cech różnicujących organizmy, jak np. wygląd). Słowo epigenetyka stanowi połączenie słów epigeneza oraz genetyka.

Epigenetyka opisuje procesy komórkowe, które determinują, czy określony gen zostanie przepisany i przetłumaczony na odpowiadające mu białko. Wiadomość może być przenoszona do chromatyny przez małe odwracalne modyfikacje chemiczne. Przykładowo, przyłączenie grupy acetylowej (acetylacja) do białek rdzenia DNA (histonów) nasila transckrypcję – a w konsekwencji ekspresję genów (przykładowo białkami, które przeprowadzaja reakcje deacetylacji histonów są enzymy długowieczności – sirtuiny). Z kolei dodanie grup metylowych (metylacja) do niektórych rejonów regulatorowych (np. promotora) samego DNA zmniejsza transkrypcję genów. Powstałe modyfikacje, razem z innymi mechanizmami regulatorowymi, stanowią niezwykle ważny element w rozwoju organizmu, bowiem wtedy właśnie kluczowa jest aktywacja i inaktywacja pewnych genów. Na metylację DNA z kolei wpływ mogą mieć czynniki niegentyczne, takie jak dieta czy... przewlekły stres i trauma.

Każdy się zgodzi, że nękanie może pozostawić bardzo głębokie, psychiczne rany. Ale co może się stać, gdy prześladowanie i trauma zaznana w przeszłości odciska się piętnem znacznie mocniejszym niż tylko mentalne obciążenie? Aby znaleźć odpowiedź na to pytanie grupa naukowców z Wielkiej Brytanii i Kanady postanowiła dokładnie przyjrzeć się kilku parom monozygotycznych („identycznych“) bliźniaków, zaczynając badanie od 5 roku życia. Każda para bliźniąt miała oczywiście identyczne DNA i aż do wspominanego punktu nigdy nie doświadczyła traumy związanej z prześladowaniem. Po kilku latach naukowcy ponownie odwiedzili te pary bliźników, z których jeden poddany był prześladowaniu. Po dogłębnej analizie ich materiału genetycznego, zauważyli niezwykłą zależność – u dwunastolatków istniała uderzająca, epigenetyczna różnica, której nie było u pięciolatków. Co istotne, wspomniane zmiany zaobserwowali tylko u dzieci, które doznały prześladowania.

I tutaj właśnie zaczyna sie ta niezwykła, epigenetyczna historia. Otóż naukowcy zaobserwowali, że u bliźniaka, który poddany był silnemu stresowi, gen kodujący białko przenoszące serotoninę – gen SERT, ma znacznie więcej zmetylowanego DNA w regionie promotora (jest to rejon genu leżący na jego początku, tuż przed częścią kodującą białko). Uważa się, że ta zmiana zmniejsza ilość białka wytworzonego z genu SERT – to zaś oznacza, że im bardziej gen jest zemtylowany, tym bardziej jest wygaszony. Ma to tym większe znaczenie, ponieważ zmiany na poziomie epigenetycznym zdolne są przetrwać całe życie. W związku z czym człowiek może nie przypominać sobie szczegółów pewnych traumatycznych zdarzeń z przeszłości, jego geny zaś – zdecydowanie tak.

Idąc dalej naukowcy postanowili zbadać, czy oprócz zaobserwowanych zmian na poziomie genetycznym, widoczne są jakieś różnice w aspekcie psychologicznym. Aby to sprawdzić poddali bliźniaki pewnym stresującym testom sytuacyjnym (publiczne wypowiadanie się, trudne działania matematyczne wykonywane w pamięci). Tutaj również dokonano niezwykłego odkrycia. Okazało się bowiem, że u bliźniaków narażonych wcześniej na jakąś formę prześladowania (wraz z korespondującą z tym epigenetyczną zmianą) ujawnił się o wiele niższy poziom kortyzolu w organizmie, gdy postawiono ich przed stresującą sytuacją. Doświadczenie znęcania się nie tylko wyciszyło gen SERT, lecz także zmniejszyło poziom kortyzolu w warunkach stresu. Czy chodzi tutaj o „wypalone nadnercza“? Absolutnie nie.

Otóż jako odpowiedź na traumę związaną ze stałym nękaniem, gen SERT może zmieniać oś podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA), układ który normalnie pomaga sprostać stresorom. Zgodnie z przypuszczeniami naukowców, im wyższy był poziom metylacji u zastraszanego dziecka, tym bardziej gen SERT był wyłączany, a co za tym idzie słabsza stawała się reakcja kortyzolu (wzrost jego poziomu). Podobne zjawisko związane ze słabszą odpowiedzią kortyzolu obserwuje się u ludzi z zespołem stresu pourazowego (PTSD).

Nagłe, epizodyczne skoki poziomu kortyzolu istotnie pomagają w sprostaniu trudnemu wyzwaniu, ale długotrwale utrzymujący się wysoki poziom tego hormonu dośc szybko odciska swoje piętno na fizjologii organizmu. Zatem stłumiona odpowiedź kortyzolu na stres była epigenetyczną reakcją na doznawaną w przeszłości codzienną przemoc. Mówiąc prościej – genom jednego z bliźniaków zmieniał się, by chronić go przed zbyt długo utrzymującym się wysokim poziomem kortyzolu. Ta adaptacja organizmu uznana może być za zmianę korzystną, ponieważ może pomóc dzieciom przetrwać nieprzyjemne, traumatyczne przeżycia. Jak widać jednak, ma to ogromne genetyczne implikacje, rzutujące na całe dalsze życie.

1.Ouellet-Morin I, Wong CC, Danese A, et al. Increased serotonin transporter gene (SERT) DNA methylation is associated with bullying victimization and blunted cortisol response to stress in childhood: a longitudinal study of discordant monozygotic twins. Psychol Med. 2012;43(9):1813-23.

2. Rady A, Elsheshai A, Elkholy O, El Wafa HA. Psychogenetics of post-traumatic stress disorder: a short review. Appl Clin Genet. 2010;3:103-8. Published 2010 Nov 16. doi:10.2147/TACG.S13926