压力也能代代相传
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相机对母亲施加的压力可能会随着基因传递给孩子。黄松画
令人惊讶的是,科学家发现压力是可以遗传的。这可能意味着后代被他们的母亲设计来适应这个竞争的世界,他们的恐惧和紧张使他们比他们更放松的同伴有更好的生存机会。然而,这也将带来新的问题。在这个快速发展的世界里,当父母对压力的“警惕反应”蔓延到年轻一代时,这可能已经变得无事生非。
在你的身体里没有一个系统是压力永远无法侵蚀的。随着时间的推移,它会导致你的血压上升,增加你不孕的几率,加速你的衰老。当然,这还不是全部。你认为所有这些可怕的反应会在压力消除后立即消失,是吗?
错了。越来越多的科学证据表明,压力不仅会给你的身体带来永久性的变化,而且有些变化甚至会传染给你的后代,对他们产生影响。
更重要的是,一些研究人员目前认为,这不仅是人类特有的问题,而且心理压力在生物世界的其他地方也很普遍。他们声称:“它的影响是如此之大。”“它就像一个乐队的指挥。它决定着整个生态系统的节奏,决定着哪些物种在繁衍,哪些物种在衰退。”
不可磨灭的压力
研究人员认为,“压力的影响只是暂时的”的观点已经过时,一些环境和经验的影响是持久的。
纽约西奈山医学院的神经科学家雷切尔·耶胡达说:“事实上,是时候重写历史教科书了。”“压力的影响只是暂时的想法已经过时了。一些环境和经验影响是持久的。”她说,“因此,我们需要重新理解生物学理论。”
耶胡达认为压力可以留在家庭中,成为不可磨灭的印记,这一想法始于1993年。当时,她开了一家诊所治疗大屠杀幸存者的心理问题,病人的成年子女打来的电话让她不知所措。
经过深入调查,她发现这些孩子特别容易患创伤后应激障碍(ptsd)。父母及其子女尿液中激素皮质醇水平明显偏低。奇怪的是,大屠杀幸存者的创伤后应激障碍症状越严重,他们孩子尿液中的皮质醇水平就越低。
皮质醇在人类压力反应中起着非常重要的作用。当威胁发生时,大脑会引导肾上腺——就在肾脏上方,将包括肾上腺素在内的荷尔蒙释放到血液中。因此,心跳和呼吸速度使我们为战争做准备或为飞行做准备。
当威胁结束时,大脑发出另一个信号,从肾上腺释放皮质醇。皮质醇通过结合大脑特定区域(包括海马)的受体来关闭压力反应。
加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的神经科学家迈克尔·米尼说,老鼠早期生活中的一些压力事件会影响它们成年后的压力反应。
例如,由粗心的母亲抚养就是其中之一。由粗心的母亲带大的幼兽在成年后通常会胆怯或兴奋,并且它们的海马受体皮质酮(皮质酮在实验小鼠中相当于皮质醇)比由细心的母亲带大的幼兽要少。
不久前,米妮的研究小组成为头条新闻,因为它发现了一个与上述人类实验老鼠研究相似的研究结果。
帕特里克·麦高恩(Patrick mcgowan)曾是米妮的学生,他成功地从24名成人自杀者的大脑中提取了组织样本,其中一半人在童年时曾遭受虐待,而另一半人则没有。研究人员发现,受虐待者的海马体含有的皮质醇受体比那些没有受虐待就自杀的人要少。
压力烙印了基因?
一些表型遗传印记在精子-卵子结合过程中得以保留,压力相关印记也在其中。
因此,无论是在实验室老鼠还是人类身上,早期生活压力事件都会在大脑上留下一个持久的印记,这将使大脑对皮质醇的压力抑制效应不那么敏感。
在同样的两个物种中,敏感性的降低与所谓的表型变化有关,这意味着dna的化学修饰改变了基因的活性而不改变基因本身。dna序列没有改变,但是基因表达遗传性地改变了。这种变化是细胞内除遗传信息以外的其他可遗传物质的变化,这种变化可以在发育和细胞增殖过程中稳定传递。通常被称为“进化”的基因变化需要数百万年。然而,表型遗传变化可以在一生中积累,使生物体比它们的基因组适应得更快。
瑞士巴塞尔弗里德里希·米舍尔生物医学研究所的生物化学家苏珊·加塞尔(Susan Gasell)说:“表型遗传学认为,个体发育是在个体器官和部分发育过程中逐渐形成的,而不是之前受精卵中存在的理论,这种理论将我们从基因中释放出来。”
米妮的研究小组发现,粗心和细心的母鼠后代大脑中皮质酮受体的遗传密码带有不同的表型表观遗传标记。
结果,被忽视的后代的基因就不那么活跃了,这意味着它很少转化成那些关键的受体——那些负责关闭压力反应的受体,从而对这些幼崽的行为产生深远的影响。他们在受虐待和未受虐待的人群中发现了相似的结论。
耶胡达开始怀疑表观遗传机制是否能解释大屠杀幸存者的孩子患有创伤后应激障碍。这是一个激进的提议,因为它意味着表型遗传变化可以从一代传到下一代。大多数表型遗传印记应该在配子过程中抹去,也就是精子和卵子结合的过程,所以每一代都开始新的一页。
然而,有证据表明,一些表型遗传印记在擦除过程中得以保留,压力相关印记也在其中。
为了更好的生存,
野兔妈妈把压力标签传给他们的后代,他们长大后会变得“过度警惕”,这样他们就能更好地避开天敌。
为什么压力的影响如此之大?无论它们是否代表系统故障——从概念上讲,我们的表型状态应该重置为零。
这是否意味着后代被他们的母亲设计来适应这个竞争激烈的世界,而他们的恐惧、紧张或精神病学家行话中的“过度警惕”实际上给了他们比更放松的同龄人更好的生存机会?
这是一个反感性的想法,但是在动物而不是人类身上的实验表明,这似乎有些道理。例如,在欧洲椋鸟中,雌性压力荷尔蒙污染了它们的蛋黄,这意味着它们的幼崽从生命的最初阶段就必须面对这些问题。
加拿大安大略省温莎大学的行为生态学家奥利弗·洛夫(Oliver love)说,在飞行测试中,幼鸟暴露在高水平的应激激素下,而仍在蛋中,通常比其他幼鸟表现得更好,因为它们的翅膀肌肉成熟得更早。"“压力”为它们避开天敌提供了更好的准备."奥利弗说。
多伦多大学神经生物学压力研究中心的鲁迪·布恩斯特拉认为,这种基因压力反应可以解释整个食物链的动态。例如,300年前,在覆盖加拿大一半面积的北部森林中,皮毛交易者在轮流捕猎猞猁时,意识到了森林中捕食者和猎物之间的奇妙关系。
猞猁、郊狼和大角猫头鹰等食肉动物都捕食兔子。兔子的数量从低到高,然后滑入谷底,每十年达到一次最高密度。猞猁的数量紧随其后,滞后一至两年。
在探索这种神秘的同步性超过30年后,布恩斯特拉认为他终于看到了问题的核心。兔子数量少时,天敌多,兔妈妈的压力大,这并不奇怪,因为在这个循环节点,兔子的死亡率几乎接近95%。研究人员从他们粪便中的高皮质醇含量中读出压力的激素标签。"从内分泌的角度来说,我们知道兔子在想什么."布恩斯特拉解释道。
他认为母兔将这种压力标签传递给后代,然后他们的后代长大并变得“过度警惕”。正如奥利弗所说,这使它们能够更好地避开天敌,因此它们有更好的生存和繁殖机会。
与此同时,猞猁找到食物变得更加困难,然后它们的数量逐渐减少。这种上升趋势将持续到兔子数量恢复到一定程度,然后幼兔会变得不那么谨慎。
目前,麦高恩和布恩斯特拉正在调查问卷型的遗传机制,以了解它是否能解释兔子的警惕性的变化。Boonstra预测,他们会发现在周期的高峰期和低谷期,幼兽大脑中皮质醇受体的数量有很大的差异。“到目前为止,我们已经注意到了天敌的直接影响,而对于那些间接影响,心理上的影响可能更大。”
压力也会“过时”
与兔子不同,人类不能和父母生活在同一个环境中,所以在这个时代,父母的压力不一定是必须的。
关于人类,类似的发现能告诉我们什么?耶胡达的研究有力地表明,改变后的压力反应也可以传递给下一代。然而,我们和加拿大北部森林中的动物有一个主要区别:我们活得更长。
人类的长寿意味着,与兔子不同,一个人生活的环境不可能与他父母生活的环境完全相同,这反过来意味着,他(她)被他母亲编程的环境和他(她)真正进入的环境之间存在一定的不匹配风险。
正如耶胡达所指出的,“过度警惕”可能是集中营里的一个囚犯的礼物,但对和平时期的现代都市人来说却是一个障碍——正如耶胡达在治疗大屠杀幸存者中患有创伤后应激障碍(ptsd)的儿童时所发现的那样。
我们活得很长,部分是因为我们已经成功地塑造了自己的生活环境。说到压力,我们可能是成功的受害者。■
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