Ключевые генетические перестановки
Бодрящим декабрьским утром Маргарет МакКарти, доктор наук, профессор нейробиологии Медицинской школы Университета Мэриленда, встречает меня в кофейне делового центра города Балтимор. У нее плотный график, поэтому мы берем две чашки кофе навынос и направляемся к ней в офис.
Когда мы входим, первое, что я вижу, – плакат с надписью «Исследование спасает жизни». С плаката улыбается молодая девушка с мягкой игрушкой в руках: кролик. «Должно быть, намек на того самого лабораторного кролика», – думаю я.
МакКарти много лет занимается преподавательской работой. Она настолько увлечена своим делом, что ведет занятия не только со студентами-медиками, но также и со старшеклассниками, чтобы «обратить их в науку».
Я пришла поговорить с ней о стрессе.
– Стресс в раннем возрасте приводит к изменениям в мозге, которые перенастраивают иммунную систему таким образом, что вы больше не можете отвечать на стресс как должно. Стрессовая реакция в силу биохимических процессов не может прекратиться, и вы только усугубляете свое состояние, – начинает она.
Набор генов, с которыми мы рождаемся, не всегда определяют нашу жизнь. Под воздействием стресса активность генов может изменяться. Изучением этих процессов занимается относительно новая наука эпигенетика. Позитивная среда, окружающая ребенка (заботливые родители, здоровое питание, чистый воздух и вода), способна замедлить нежелательные реакции, в то время как стрессовые условия часто становятся спусковым крючком для болезней.
Генетические перестановки в нашем организме происходят благодаря процессу, называемому метилированием генов. МакКарти поясняет:
– ДНК не просто плавает внутри наших клеток. Эта макромолекула, отвечающая за реализацию генетической программы, очень туго запакована в протеины, которые совместно с ней образуют хромосому. Важно не только то, какой у вас геном, но и то, как ваш геном экспрессирован. А чтобы гены были экспрессированны надлежащим образом, хромосома должна быть раскрыта подобно цветку, непосредственно у конкретного гена.
МакКарти растопыривает пальцы на обеих руках.
– Представьте себе, – говорит она, – вы наблюдаете за раскрытием цветка и вдруг обнаруживаете, что он покрыт пятнами.
Она загибает несколько пальцев, туго прижимая их к ладони.
– Эти дефекты не дадут цветку полностью раскрыться. Примерно то же происходит с ДНК. Если при раскрытии она несет в себе отметки метилирования, генетическая последовательность не сможет экспрессироваться так, как нужно.
Я уточняю, что такое метилирование, она говорит, что это присоединение одного атома углерода и трех атомов водорода (метильной группы СН3) к другой молекуле.
– Когда происходит эпигенетическое подавление экспрессии, – продолжает МакКарти, – небольшие химические маркеры – метильные группы – примыкают к специфическим генам, функция которых – управлять деятельностью рецепторов гормона стресса в нашем мозге. Эти химические маркеры глушат важные гены в сегменте нашего генома, курирующего регулирование гормона стресса гиппокампом во взрослом возрасте. Если мозг не может умерить биологическую стрессовую реакцию, он входит в состояние постоянного перевозбуждения и нестабильности. Гормоны возбуждения разносятся по нашему телу при малейшем провоцировании.
Набор генов, с которыми мы рождаемся, не всегда определяют нашу жизнь. Под воздействием стресса активность генов может изменяться.
Иными словами, когда ребенок мал и его мозг продолжает развиваться, состояние хронического стресса («борьба или бегство») способствует выведению из строя генов, которые регулируют стрессовую реакцию, не давая мозгу надлежащим образом контролировать ее в течение дальнейшей жизни.
Джоан Кауфман, доктор наук, координатор программы «Исследование и обучение детей и молодежи» (Child and Adolescent Research and Education, CARE) Йельского университета, проанализировала ДНК в слюне девяноста шести детей, отнятых у родителей из-за насилия или недобросовестного отношения к воспитанию, а также в слюне девяноста шести детей из предположительно благополучных семей. Эпигенетические маркеры показали серьезные отличия почти в трех тысячах участков ДНК и во всех двадцати трех хромосомах детей из первой группы. Организм этих детей не мог адекватно и эффективно реагировать на факторы стресса.
Доктор наук, профессор психологии Сет Поллак, директор Лаборатории детских эмоций Университета штата Висконсин, выявил, что у пятидесяти детей, переживших негативный опыт, обнаружились изменения гена, который помогает справиться со стрессом, давая команду прекратить выработку кортизола. Из-за повреждения данного гена организм не может вернуться в состояние покоя. «Важнейший набор тормозных устройств отключен», – говорит Поллак. И речь в данном случае идет только об одном из сотни поврежденных генов при столкновении ребенка с травмирующей ситуацией.
Когда в детстве или в подростковом возрасте «ось напряжения» перегружена, это почти неизбежно ведет к отсроченным побочным эффектам. Пережитый негативный опыт влияет на стрессовую реакцию в течение всей жизни. Сбои в биологической программе задают новые координаты активности эндокринной и иммунной системе, и в результате концентрированный коктейль из стрессовых нейрохимикатов повреждает наше тело и клетки в тридцать, сорок, пятьдесят лет и позже. Когда система запуска стрессовой реакции повреждена, мы слишком остро реагируем на стресс, а наша способность восстанавливаться естественным путем значительно ослабляется.
Представьте на секунду, что ваше тело получает гормоны стресса через аппарат для внутривенных вливаний, который при необходимости включается на интенсивный режим, а затем вновь выключается. Теперь подумайте об этом вот с какой точки зрения: дети, чей мозг претерпел эпигенетические изменения, каждый день получают капельницу с гормонами, побуждающими их «бороться или бежать», – а выключателя на этой капельнице нет.
У людей, переживших в детстве психотравму, система восприятия стресса не только постоянно включена, но и все время ускоряет темп, и они застревают в первой половине стрессового цикла. Иными словами, они, не осознавая этого, маринуются в возбуждающих нейрохимикатах в течение многих десятилетий. Все это время формируется болезнь, которая проявится в перспективе. А вот какой она будет, зависит от совокупности других факторов – от генетической предрасположенности до вредных привычек.
Все специфические заболевания формируются в детстве. Джоан Кауфман и ее коллеги обнаружили, что дети, которым не повезло с периодом взросления, имели значительные эпигенетические отличия «по всему геному».
Обращаясь к врачу с неприятными симптомами, далеко не все из нас могут увязать травмирующие события детства с болью в желудке или перебоями в сердце. Со временем мы привыкаем к ощущению эмоционального стресса, и нам кажется, что все нормально. Детство осталось позади, что было, то было. А теперь – ежедневные поездки на работу, часто по пробкам, тридцатилетняя ипотека и своя собственная семья, где тоже есть свои проблемы и проблемки. Но в целом мы справляемся и обычно чувствуем себя хорошо. Правда, когда происходит нечто совершенно незначительное: ссора с сестрой из-за пустяка, пришедшее по почте уведомление из налоговой, поломка холодильника за день до намеченной вечеринки или же босс одобряет при всех идеи коллеги, который нам несимпатичен, – мы реагируем на это так, будто затронут вопрос жизни и смерти. Мы легко заводимся. И в такие моменты начинаем сознавать, что не так уж у нас все хорошо.
