Колодец детских невзгод. От стресса к хроническим болезням

Лаборатория Хэйеса специализировалась на прорывных исследованиях эндокринной системы амфибий, поэтому не удивительно, что головастики и жабы заполняли каждый свободный час моей жизни на последнем курсе в Университете Беркли. Исследование, в котором я принимала участие, в результате оказалось одной из важнейших случайностей для Хэйеса. Его эксперимент начался с гипотезы о половом развитии жаб и был выстроен вокруг изучения влияния разных стероидных гормонов (тестостерона, эстрогена, кортикостерона) на дифференциацию гонад – проще говоря, на определение пола особи, в которую разовьется головастик. Гормоны по сути представляют собой химические передатчики; информация, которую они передают по кровотоку, стимулирует широкий спектр биологических процессов. Хэйес подвергал головастиков на разных этапах развития воздействию различных стероидов и, к своему удивлению, обнаружил, что это не оказало никакого влияния на гонады. На проведение этих экспериментов было потрачено много времени и сил, и тем не менее по результатам не удалось выявить никаких измеримых зависимостей. Мягко говоря, неудача. Но пока я по три раза перепроверяла образцы тканей под микроскопом, Хэйес отрабатывал навыки творческого мышления на результатах, которые поначалу вызывали разочарование. И он обратил внимание, что, хотя стероиды не оказывали воздействия на половое развитие головастиков, некоторые стероиды влияли на их рост и последующие метаморфозы. Самые поразительные последствия наблюдались в группе головастиков, подвергшейся воздействию кортикостерона.

Влияние этого гормона на рост головастиков показалось Хэйесу достаточно интересным, чтобы повернуть прожектор исследовательского внимания в совершенно другую сторону. Кортикостерон – это гормон стресса, аналогичный кортизолу у человека; поэтому Хэйес включил режим «думай как лягушка» и попытался представить, какое событие могло бы заставить головастика испытать стресс. Решение оказалось довольно простым: пересыхающий водоем, то есть избыточное количество головастиков и недостаток воды. Хэйес предположил, что стрессовый ответ в подобной ситуации мог бы быть адаптивным: иными словами, напряжение, связанное с присутствием в непосредственной близости других настырных головастиков, и уменьшение количества доступной воды заставили бы железы выделять кортикостерон, запускающий процесс метаморфоза, в ходе которого хвост головастика превращается в лапки. Теперь новоиспеченная жаба могла выпрыгнуть из пруда, оставив позади всех остальных головастиков. Бинго! Адаптация.

По крайней мере, таково было предположение. И по большей части Хэйес оказался прав; но, как обычно, самым интересным было то, в чем он ошибался. На более поздних стадиях развития кортикостерон действительно запускал метаморфоз и способствовал адаптации – своевременному побегу из водоема. Однако если головастики подвергались аналогичному воздействию на ранних стадиях развития, их рост, наоборот, замедлялся. И у всего процесса проявлялись неожиданные негативные эффекты: ослабление работы иммунной системы и легких, появление осморегуляторных сложностей (высокое кровяное давление) и нарушения неврологического развития. Аналогичным эффект был и в случае, когда головастики подвергались воздействию кортикостерона на протяжении длительного времени. Стрессовый ответ на чрезмерную скученность был адаптивным, но только в том случае, если он происходил на соответствующей стадии развития головастика.

Почему же столкновение со стрессовыми гормонами оказывало такое разрушительное влияние на молодых головастиков? Оказывается, все не так просто. Высокие уровни кортикостерона влияют на функционирование других гормонов и систем тела. Слишком раннее или слишком длительное воздействие кортикостерона критически нарушало уровни других гормонов и течение биологических процессов. Получался дезадаптивный эффект, то есть процесс не помогал головастику выжить и благополучно развиваться, а, наоборот, очень сильно ухудшал ситуацию. Раннее столкновение со стрессом приводило не только к непоправимым изменениям в процессе развития, но и в конце концов к смерти. Так уровни кортикостерона влияли на уровни тиреоидного гормона, регулирующего метаболизм. Воздействие кортикостерона на молодых головастиков полностью прекращало образование тиреоидного гормона, поэтому они не росли и не доходили до стадии метаморфоза. Кортикостерон также влиял на выработку сурфактанта, который играет ключевую роль в развитии легких, давая им возможность получать из воздуха кислород.