Το βραχυπρόθεσμο στρες προετοιμάζει τα ανοσοκύτταρα για δράση

Το στρες αποτελεί πολυπαραγοντικό φαινόμενο που επηρεάζει πλήθος βιολογικών συστημάτων – από τον εγκέφαλο και τη συμπεριφορά έως τη λειτουργία του ανοσοποιητικού. Δύο πρόσφατες μελέτες που εκπονήθηκαν από τους βιολόγους Marcel Schaaf και Erin Faught, αρχικά στο Πανεπιστήμιο του Leiden και σήμερα στο Πανεπιστήμιο Radboud, φωτίζουν με εξαιρετική λεπτομέρεια τους μηχανισμούς μέσω των οποίων το στρες ασκεί τις επιδράσεις του στον οργανισμό. Χρησιμοποιώντας το ψάρι-ζέβρα ως μοντέλο, οι ερευνητές αποκάλυψαν τόσο πώς το βραχυπρόθεσμο στρες ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό όσο και με ποιον τρόπο η κορτιζόλη τροποποιεί την συμπεριφορά μέσω δύο συνεργαζόμενων υποδοχέων.

Το ψάρι-ζέβρα ως πρότυπο μελέτης: ομοιότητες με τον άνθρωπο

Το ψάρι-ζέβρα αποτελεί καθιερωμένο μοντέλο στη βιοϊατρική έρευνα χάρη στις σημαντικές ομοιότητες των ορμονικών συστημάτων του με αυτά των ανθρώπων. Όπως εξηγεί ο Schaaf, τόσο τα ψάρια όσο και οι άνθρωποι παράγουν την ορμόνη κορτιζόλη ως κύρια αντίδραση στο στρες και διαθέτουν αντίστοιχους υποδοχείς που μεσολαβούν στις βιολογικές της επιδράσεις. Η διαφάνεια των ψαριών-ζέβρα καθιστά δυνατή την άμεση παρατήρηση κυτταρικών διεργασιών στο εσωτερικό του ζωντανού οργανισμού, προσφέροντας έναν τρόπο διερεύνησης της φυσιολογίας του στρες που δεν είναι δυνατός σε θηλαστικά.

Βραχυπρόθεσμο στρες και ανοσοποιητικό σύστημα

Ενεργοποίηση, επιτήρηση και σημείο καμπής μετά τις δύο ώρες

Η πρώτη μελέτη, δημοσιευμένη στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, αξιολόγησε τον τρόπο με τον οποίο το στρες επηρεάζει το ανοσοποιητικό. Τα ψάρια τοποθετήθηκαν σε έναν περιστρεφόμενο σωλήνα, μια διαδικασία που διαταράσσει την αίσθηση ισορροπίας και προκαλεί άγχος χωρίς να προκαλεί βλάβη.

Χάρη στη διαφάνεια των ψαριών, η ομάδα μπόρεσε να παρακολουθήσει τη δυναμική των ανοσοκυττάρων σε πραγματικό χρόνο. Όπως αναφέρει ο Faught, μετά την έναρξη του στρες συγκεκριμένα ανοσοκύτταρα μετακινήθηκαν προς την επιφάνεια του δέρματος, σαν να προετοιμάζονταν να ενισχύσουν τους αμυντικούς μηχανισμούς. Επιπλέον, τα ίδια κύτταρα έδειξαν συμπεριφορά «περιβαλλοντικής επιτήρησης», λαμβάνοντας δείγματα από το νερό, χαρακτηριστικό που υποδηλώνει αναβάθμιση της ανίχνευσης εξωτερικών απειλών.

Η ενεργοποίηση αυτή, ωστόσο, δεν ήταν απεριόριστη. Η ομάδα εντόπισε ένα κρίσιμο «σημείο καμπής»: όταν το στρες διαρκούσε περισσότερο από δύο ώρες, η ανοσολογική ενεργοποίηση αντικαθίστατο από καταστολή. Το εύρημα συμφωνεί με τα κλινικά δεδομένα, σύμφωνα με τα οποία το οξύ στρες μπορεί να αυξήσει την άμυνα του οργανισμού, ενώ το χρόνιο στρες οδηγεί σε ανοσολογική αποδυνάμωση.

Ορμονική ρύθμιση της συμπεριφοράς

Ο ρόλος των υποδοχέων GR και MR

Η δεύτερη μελέτη, δημοσιευμένη στο Molecular Psychiatry, επικεντρώθηκε στη συμπεριφορά των ψαριών υπό στρες και στον τρόπο με τον οποίο εμπλέκονται οι υποδοχείς της κορτιζόλης. Μέχρι πρόσφατα, η κυρίαρχη υπόθεση ήταν ότι οι υποδοχείς ενεργοποιούνται μέσω σύζευξης μεταξύ όμοιων υποδοχέων. Η νέα έρευνα, όμως, αποκάλυψε ότι απαιτείται η σύζευξη δύο διαφορετικών υποδοχέων: του γλυκοκορτικοειδούς (GR) και του μεταλλοκορτικοειδούς (MR).

Για τη λειτουργική διερεύνηση, οι ερευνητές εξέθεσαν τα ψάρια σε εναλλαγή φωτός και σκότους. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, τα ψάρια-ζέβρα είναι ανενεργά στο φως και κινούνται περισσότερο στο σκοτάδι. Ωστόσο, όταν βρίσκονταν σε κατάσταση στρες, εμφάνιζαν αυξημένη κινητικότητα ακόμη και στο φως – μια σαφής ένδειξη μεταβολής συμπεριφοράς.

Με τεχνητή τροποποίηση της ικανότητας των υποδοχέων να σχηματίζουν είτε όμοια είτε ετερογενή ζεύγη, η ομάδα έδειξε ότι η τυπική «στρεσογόνος» συμπεριφορά εμφανίζεται μόνο όταν οι δύο διαφορετικοί υποδοχείς GR και MR συνεργάζονται. Η διαπίστωση αυτή υπογραμμίζει τον μηχανιστικό ρόλο της σύζευξης ετερογενών υποδοχέων στην επίδραση της κορτιζόλης.

Πιθανές φαρμακολογικές εφαρμογές

Προοπτική ανάπτυξης θεραπειών με λιγότερες παρενέργειες

Η καλύτερη κατανόηση της συνεργασίας μεταξύ GR και MR ανοίγει τον δρόμο για πιο στοχευμένες θεραπευτικές προσεγγίσεις. Ο Schaaf επισημαίνει ότι φάρμακα όπως η πρεδνιζόνη, τα οποία μιμούνται την κορτιζόλη, χρησιμοποιούνται ευρέως για την καταστολή φλεγμονωδών αποκρίσεων αλλά συνοδεύονται από ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως διαταραχές ύπνου, ευερεθιστότητα ή αλλαγές διάθεσης.

Εφόσον τα νέα δεδομένα αποκαλύπτουν λεπτομερώς πώς οι δύο υποδοχείς συνεργάζονται για τη διαμόρφωση της συμπεριφοράς, η ανάπτυξη φαρμάκων που στοχεύουν επιλεκτικά έναν από τους δύο υποδοχείς ή την αλληλεπίδρασή τους μπορεί να επιτρέψει τη διατήρηση των ευεργετικών αντιφλεγμονωδών ιδιοτήτων με ελαχιστοποίηση των παρενεργειών.

Οι δύο συμπληρωματικές μελέτες των Schaaf και Faught αποδεικνύουν ότι το στρες δεν είναι μονοδιάστατο φαινόμενο· ενεργοποιεί ή καταστέλλει το ανοσοποιητικό σύστημα ανάλογα με τη διάρκειά του και τροποποιεί τη συμπεριφορά μέσω πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων ορμονικών υποδοχέων. Τα ευρήματα αυτά ενισχύουν τη σημασία του ψαριού-ζέβρα ως μοντέλου για τη μελέτη της φυσιολογίας του στρες και θέτουν τις βάσεις για την ανάπτυξη πιο στοχευμένων και ασφαλών φαρμακολογικών παρεμβάσεων.