Длительный стресс в период беременности может быть связан с переменами в формировании мозга будущего ребенка. Специалисты выяснили, что при стрессе меняется работа плаценты — органа, который обеспечивает обмен веществ между материнским организмом и плодом и принимает участие в регуляции иммунных процессов. О том, каким образом такие перемены способны влиять на развитие нервной системы, — в материале «Известий».

Плацента передает сигналы между матерью и плодом

Ученые Медицинского центра Векснера при Университете штата Огайо исследовали, как продолжительный стресс в период беременности отражается на функционировании плаценты и на активности генов в мозге плода. Результаты были опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.

Основное внимание специалисты уделили так называемой оси «плацента — мозг»: плацента не только снабжает плод кислородом и питательными веществами, но и откликается на гормональные и иммунные сигналы материнского организма, принимая участие в регуляции развития.

Тамар Гур, директор исследовательской программы по вопросам женского здоровья и сотрудник Института исследований поведенческой медицины при Университете штата Огайо

Результаты весьма примечательны. Мы обнаружили, что плацента — это не просто пассивный орган. Это активная система коммуникации между матерью и плодом. Наше исследование показывает, что стресс может изменять эту коммуникацию способами, которые могут иметь значение для развития мозга.

Хронический стресс меняет иммунные и энергетические процессы

Сначала специалисты изучили плаценты и мозг плодов беременных мышей. Грызунов семь дней держали в состоянии стресса: ежедневно на два часа их помещали в особые контейнеры, ограничивающие движение. После этого исследователи применили секвенирование РНК единичных клеток, чтобы определить, какие процессы меняются в разных типах клеток плаценты. Анализ показал снижение активности интерфероновых сигнальных путей в нескольких группах иммунных клеток.

Справка «Известий»

Интерфероны — это белки, которые участвуют, в частности, в противовирусной защите организма.

Параллельно в клетках трофобласта — ткани плаценты, задействованной в обмене веществ между матерью и плодом, — упала активность генов, связанных с окислительным фосфорилированием, процессом выработки клеточной энергии.

Чтобы проверить, каким образом подобные перемены отражаются на реакции организма на иммунную нагрузку, ученые дополнительно подействовали на беременных мышей веществом, имитирующим вирусную инфекцию. У грызунов, которые испытывали стресс, реакция интерферона первого типа оказалась ослабленной.

Это говорит о том, что хронический стресс способен менять не только активность отдельных генов плаценты, но и ее ответ на сигналы, связанные с иммунной защитой. При этом значимых изменений в относительном количестве основных типов клеток плаценты исследователи не выявили: различия касались прежде всего их активности.

Стресс и иммунная активация по-разному влияют на генную активность мозга

Отдельно ученые сопоставили перемены в мозге плода при воздействии стресса и при активации иммунной системы матери. Оказалось, что оба фактора затрагивают некоторые общие сети регуляции генов, в том числе связанные с восстановлением ДНК, формированием синапсов и синтезом белков.

Однако направление изменений было разным: при стрессе наблюдались молекулярные признаки ускоренного созревания, тогда как иммунная активация сопровождалась признаками нарушений, возникающих при репликации ДНК. Таким образом, похожие факторы риска могут затрагивать общие процессы развития нервной системы, но действовать на них по-разному.

Далее исследователи изучили образцы плаценты человека и сопоставили активность генов с показателями воспринимаемого стресса у беременных. Более высокий уровень стресса был связан с изменениями в группах генов, которые отвечают за регуляцию структуры хроматина, обработку РНК и организацию внеклеточного матрикса — структуры, поддерживающей клетки и формирующей окружающую их ткань. Часть этих изменений совпала с результатами опытов на мышах.

Как отметила Гур, специалисты также выяснили, что стресс в период беременности и иммунная активация затрагивали некоторые общие сети генов мозга плода, однако в противоположных направлениях. Это дает основание предположить, что разные воздействия на организм матери могут нарушать общие процессы развития различными способами.

Можно ли защитить развитие мозга плода

На следующем этапе команда планирует проверить, помогут ли перемены отдельных иммунных или энергетических процессов в плаценте защитить развитие мозга плода при стрессе или при воздействии факторов, имитирующих инфекцию. Исследователи надеются определить конкретные биологические механизмы, связывающие состояние матери с развитием нервной системы ребенка, и выяснить, можно ли повлиять на них целенаправленно.

Тамар Гур

Теперь мы знаем, что изменяются сигнальные пути, участвующие в реакции на стресс. Если мы сможем выявить больше таких путей, то, возможно, удастся найти терапевтический подход, который поможет остановить передачу стресса.

При этом авторы подчеркивают, что работа пока не доказывает, что выявленные изменения плаценты напрямую вызывают нарушения развития мозга у человека. Опыты на мышах позволяют изучать возможные механизмы, а результаты анализа плацент человека показывают статистические связи.

Чтобы проверить выводы, нужны более масштабные исследования на людях. Также предстоит выяснить, насколько важны сроки появления стресса, его интенсивность и продолжительность.