Würmer und Menschen könnte neurologisch mehr gemeinsam haben, als Forscher jemals gedacht haben, insbesondere wenn es um Stress geht. Eine kürzlich vom National Institute of Health durchgeführte Studie hat männliche Würmer während ihrer Pubertät unter Druck gesetzt, um zu untersuchen, wie sich dieser Stress auf ihre neurologische Verkabelung auswirkt.
Sie entdeckten, dass Stress aufgrund eines Entwicklungstraumas eine Rolle bei der Funktionsweise von Neuronen spielt.
"Wir haben festgestellt, dass Umweltstress die Konnektivität eines sich entwickelnden Nervensystems dauerhaft und tiefgreifend beeinflussen kann" sagte Oliver Hobert, Ph.D., Professor für Biowissenschaften an der Columbia University in New York City. Holbert war leitender Autor der in Natur .
Stress und sexuell hungernde Würmer
Hobert und Doktorandin Emily Bayer untersuchten das Nervensystem von Caenorhabditis elegans oder C. elegan-Würmern. Hoberts Labor ist mit den winzigen durchsichtigen Würmern vertraut. Frühere Forschungsteams mit Hoberts Labor zeigten, wie die sexuelle Reifung von Würmern ihre Nerven verändern kannSchaltkreise in männlichen Würmern.
Diese neue Studie untersuchte den gegenteiligen Effekt.
Die Doktorandin Emily Bayer entdeckte, dass die Exposition gegenüber Stress - nämlich Hunger - vor dem Erreichen der Geschlechtsreife die Verdrahtungsprozesse des Gehirns unterbricht. Bayer schlug in ihrer Forschung auch vor, dass es teilweise durch Serotonin gesteuert wird, einen Neurotransmitter, den die meisten Menschen mit Depressionen assoziieren.
"Ich war total überrascht. Tatsächlich hätte ich nie gedacht, dass es wichtig ist, die Würmer zu belasten", sagte Bayer. "Erst als ich Unterschiede in ihren Schaltkreisen sah, wurde mir klar, dass Stress ihre Schaltpläne neu zuordnen kann."
Bayer sagte, das Experiment sei leicht zufällig gewesen. Sie ließ einige der Tiere einige Wochen lang unbeaufsichtigt. Dies führte dazu, dass die Würmer in ihrem Entwicklungszustand vollständig innehielten und in einen sogenannten "Dauerzustand" eintraten.
"Wenn unreife Würmer Stress jeglicher Art spüren, können sie ihr normales Wachstum vorübergehend für Monate stoppen und es dann neu starten, wenn der Stress vorbei ist. Dieses vorübergehende Einfrieren des Wachstumsprozesses ist der Dauerzustand", sagte Hobert.
Bayer brachte die Würmer wieder in ihre normale Umgebung und sie wurden erwachsen. Aber sie bemerkte etwas Ungewöhnliches, als sie ihr Nervensystem beobachtete.
Typischerweise verschwinden die neuronalen Verbindungen im Schwanz eines Mannes während der sexuellen Reifung in einem Prozess, der als "Beschneiden" bezeichnet wird. Bayer bemerkte jedoch, dass noch unfertige Verbindungen in den gestressten Würmern vorhanden waren. Sie bemerkte auch, dass das Beschneiden durch die entgegengesetzten Effekte gesteuert wirdsowohl von Serotonin als auch von Octopamin - dem "Kampf oder Flucht" -Neurotransmitter. Gestresste Würmer hatten Probleme bei der Paarung; sie verbrachten weniger Zeit im Kontakt mit den zwittrigen Würmern als die reifen Männchen.
"Die Untersuchung, wie Gene und die Umwelt das Nervensystem formen, ist entscheidend für das Verständnis, wie Schaltkreise zusammenbrechen und eine Vielzahl von neurologischen Störungen verursachen", sagte Jill Morris, Ph.D., Programmdirektorin am National Institute of Neurological Disorders and the NIHSchlaganfall NINDS.
Beeinflusst Stress Würmer wie Menschen?
In der kindlichen Entwicklung gibt es zahlreiche Untersuchungen zu den Auswirkungen von Kindheitstraumata auf die Erziehung und die allgemeine Lebenseinstellung eines Menschen. Aber deutet diese neue Untersuchung darauf hin, dass das menschliche Nervensystem ähnliche Entwicklungsänderungen erfährt?
Die Forscher sagen noch nicht ganz.
"Das ist eine knifflige Frage. Im Moment ist es sehr schwierig, solche Unterschiede bei Menschen und anderen Tieren mit großen, komplizierten Nervensystemen festzustellen", sagte Dr. Hobert. "Trotzdem sind Würmer so einfach und leicht zu untersuchenWir können detaillierte Beweise für Prinzipien liefern, die das große und kleine Nervensystem leiten können. "
Hobert und sein Team hoffen, die Ergebnisse des Projekts nutzen zu können, um weiter zu untersuchen, wie Gene von Lebenserfahrungen beeinflusst werden.