Российские ученые с зарубежными коллегами исследовали действие серотонина на формирование надпочечников у позвоночных на примере грызунов. Исследователи выяснили, что чем выше уровень этого гормона в определенный период беременности, тем меньше в надпочечниках формируется клеток, которые вырабатывают адреналин и норадреналин. Это делает животных менее тревожными и агрессивными. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Nature Communications.
Поведение позвоночных животных, в том числе и человека, зависит не только от активности мозга. Во время критичного стресса большую роль в этом играет эндокринная система. Надпочечники вырабатывают адреналин и норадреналин в ответ на стрессовые факторы, например опасность или физическую нагрузку. Именно от работы этих клеток зависит возможность организма быстро ориентироваться в стрессовой ситуации.
Вырабатывающие эти гормоны клетки, когда дифференцируются из своих предшественников, создают на поверхности белки-рецепторы к серотонину. Однако до сих пор было неизвестно, что происходит после активации этих рецепторов.
Российские ученые вместе с зарубежными коллегами вводили беременным грызунам предшественник серотонина. В организме матери он преобразовывался в серотонин. Вводили его ученые на определенном этапе развития эмбриона, когда происходит дифференцировка хромаффинных клеток, вырабатывающих норадреналин и адреналин в надпочечниках. После этого авторы изучили ткани надпочечников потомства, проанализировав активность генов, а также проведя биохимические и гистологические исследования.
Ученые также проводили эксперименты с генетически модифицированными линиями животных, неспособными вырабатывать серотонин. С помощью фармакологических препаратов авторы исследования меняли активность соответствующих рецепторов. Они изучили смену поведения у детенышей самок с повышенным содержанием серотонина в организме, а также взяли на анализ пробы надпочечников у диких полевок из Сибири, для которых характерны волны миграций.
Выяснилось, что повышенный уровень серотонина во время беременности и активация рецепторов у предшественников хромаффинных клеток приводит к уменьшению размера всего мозгового вещества надпочечников, где вырабатываются гормоны стресса. В нормальных условиях такая закономерность не позволяет молодым клеткам избыточно делиться, тем самым защищая организм от злокачественных опухолей.
Размер мозгового вещества надпочечников, который был заложен во время развития, сохранится на всю жизнь. При этом чем меньше в нем будет клеток, тем менее агрессивным, но более дружелюбным и любознательным будет существо. А в дикой природе именно такие животные обеспечивают миграцию вида и освоение новых территорий.
Уровень серотонина в плаценте чутко реагирует на внешние условия, в которых обитает мать. Физическая нагрузка, умеренный стресс от социальных контактов, недостаток пищи приводит к его повышению. Тем самым эмбрион получает информацию об условиях, с которыми он столкнется после рождения: много сородичей, значит, высокая конкуренция, следовательно — нужно осваивать новые места.
«Обнаруженный нами серотонин-опосредованный механизм, который регулирует число хромаффинных клеток надпочечников, раскрывает один из возможных путей эпигенетической, то есть обусловленной внешними факторами, передачи информации от матери к детенышам. Он обеспечивает своего рода пренатальное программирование долгосрочных изменений в поведении потомков, что объясняет возникновение в процессе развития различных типов реакции на стресс», — говорит одна из соавторов исследования Виктория Мельникова, старший научный сотрудник ИБР РАН.
«Дальнейшие исследования установят, каков вклад эпигенетического эффекта серотонина в изменчивость хромаффинных органов у диких и одомашненных животных по сравнению с генетическими факторами. Обнаружение рецепторов к серотонину на клетках-предшественниках позволит в перспективе разрабатывать новые стратегии лекарственной терапии определенных типов злокачественных опухолей», — отмечает одна из авторов статьи и руководитель проекта по гранту РНФ Елена Воронежская, доктор биологических наук, руководитель лаборатории сравнительной физиологии развития ИБР РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
