Исследователи обнаружили, что более широкие социальные связи и материнская забота в детстве гиены и в подростковом возрасте соответствовали более низкому уровню гормона стресса у взрослых и меньшему количеству модификаций ДНК, включая близкие гены, участвующие в иммунной функции, воспалении и старении.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature Communications, является одним из первых, в котором изучается связь между социальной средой в раннем возрасте и последующим воздействием на маркеры здоровья и реакции на стресс у диких животных.
"Это исследование подтверждает идею о том, что да, этот ранний опыт действительно важен. Похоже, что они имеют эффект на молекулярном уровне и в будущем – реакция на стресс – и они устойчивы », – сказал ведущий автор Зак Лаубах, научный сотрудник по экологии и эволюционной биологии.
Еще в 1950-х и 60-х годах лабораторные исследования выявили ассоциации между ранним жизненным опытом грызунов, приматов и людей и поведенческими и физиологическими различиями в более позднем возрасте. Одно знаменательное исследование, опубликованное в 2004 году, также показало, что у потомства крыс, которых матери больше вылизывали и ухаживали, было меньше метилирования ДНК в гене, участвующем в регуляции реакции на стресс. Это дало толчок желанию получить больше доказательств того, что ранний жизненный опыт может быть связан с модификациями генов, которые влияют на стресс и здоровье.
Одним из недостающих элементов за последние 20 лет исследований была возможность изучить эту взаимосвязь у диких животных.
Присоединяйтесь к проекту Масаи Мара Гиена. Создано соавторами Кей Э. Холекамп и Лора Смейл из Университета штата Мичиган в 1980-х годах, в рамках проекта были собраны непрерывные данные о популяциях гиен в Национальном заповеднике Масаи Мара в Кении за более чем 30 лет. Обладая этим бесценным ресурсом для изучения поведения, эволюции и сохранения животных, исследователи смогли использовать данные нескольких поколений об индивидуально известных животных, чтобы установить связи между их взаимодействиями, поведением и биологическими маркерами.
«Возможность измерить поведение, физиологию и молекулярные маркеры у одной и той же популяции позволила нам глубже изучить возможные механизмы», – сказал Лаубах, который работал с данными этого проекта почти десять лет.
Здоровая реакция на стресс
Гиены идеально подходят для таких исследований, поскольку они преданные матери, имеют строгую социальную иерархию и следуют установленным срокам для выращивания своих детенышей.
Вместо того, чтобы рожать более крупные пометы, у них обычно бывает по одному или двум детенышам за раз. Вскоре после рождения детеныши переезжают в общую берлогу, где интегрируются в группу сверстников. В течение следующего года они по-прежнему кормят грудью, а мать их вылизывает и ухаживает, но после этого детеныши начинают вылезать из берлоги и, как подростки, учатся пробираться по миру.
Исследователи обнаружили, что чем более социально связанные гиены были в подростковом возрасте, тем ниже их исходный уровень гормона стресса в более позднем возрасте.
Обычно это указывает на здоровую реакцию на стресс: уровень гормонов стресса может быть повышен в соответствующей ситуации – например, когда вас преследует лев или высокопоставленная гиена – и когда ничего не происходит, уровень гормонов стресса остается низким.
«Так что, если у вас больше друзей в подростковом возрасте, по сути, у вас более низкий уровень гормона стресса во взрослом возрасте», – сказал Лаубах. "Это говорит о том, что тип, время и механизмы, которые связывают этот ранний жизненный опыт со стрессом, по-видимому, важны не только в контролируемых лабораторных условиях, но и в дикой природе, где животные подвержены естественным изменениям."
В целом гиены, как и другие позвоночные животные, получают пользу от воздействия гормонов стресса (e.грамм. кортизол) мобилизация энергии, увеличение частоты сердечных сокращений и отключение второстепенных функций, таких как пищеварение или размножение, при выходе из опасной ситуации. Тем не менее, эти процессы имеют значительные физические недостатки, которые происходят хронически, день за днем у людей или других животных в результате воздействия хронических стрессоров.
Вот почему так важно иметь здоровую реакцию на стресс.
«Нам нужны эти гормоны стресса, потому что они имеют решающее значение для множества основных биологических функций», – сказал Лаубах. "И в правильном контексте, например, убегая от хищника, они могут спасти вашу жизнь. Но при хроническом повышении эти гормоны могут нанести вред вашему здоровью », – сказал Лаубах.
Путешествие во времени через ДНК
Исследователи также хотели выяснить, регулируются ли отношения между социальным опытом в раннем возрасте и тем, как стресс проявляется в дальнейшей жизни, с помощью молекулярных механизмов.
Для этого Лаубах и его соавторы измерили и проанализировали уровень заботы и взаимодействия, полученного животным в раннем возрасте, и их связи с определенными модификациями его ДНК в более позднем возрасте.
Эти модификации могут в результате процесса, известного как метилирование ДНК, в конечном итоге привести к изменению экспрессии определенных генов, что, в свою очередь, может повлиять на физиологию или поведение животного.
Исследователи обнаружили, что материнская забота, которую гиены получали в течение первого года жизни, а также их социальные связи после обретения независимости соответствовали различиям в уровнях метилирования ДНК.
"Это перекликается с растущим объемом эпидемиологических исследований, изучающих, как время воздействия влияет на состояние здоровья. Идея состоит в том, что по мере развития организма существуют определенные моменты времени, часто называемые чувствительными периодами, когда воздействие имеет более значительный и стойкий эффект, чем если бы это воздействие произошло в более поздний момент времени », – сказал Лаубах.