Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi ve Princeton Üniversitesinden araştırmacılar erken çocukluk döneminde yaşanan aşırı stresin beyinde kalıcı izler bıraktığını; yetişkinlikte anksiyete, depresyon ve diğer duygu durum bozukluklarına olan yatkınlığı artırdığını kanıtladı.
Daha önce yapılan araştırmalar, çocuklukta veya erken yaşta yaşanan stresin beyindeki gen faaliyetlerini değiştirdiğini gösteriyordu. Erken yaşta stres yaşayan bireylerin yetişkinlikte ek stresle karşılaştıklarında, strese karşı çok daha hassas hale geldiği ve belirgin davranışsal farklılıklar sergilediği görülmüştü.
Beynin ödül, motivasyon ve stres tepkilerini işleyen dopamin nöronlarının yer aldığı VTA (Ventral Tegmental Alan) bölgesinin bu süreçteki rolü ve erken stresin buradaki gen ifadesiyle hücresel programlarda kalıcı değişiklikler yaptığı bilinmekteydi. Ancak erken dönem travmalarının yol açtığı bu gizli ve kalıcı genetik tepkilerin moleküler düzeyde nasıl korunduğu ve hücresel değişimlerin davranışsal stres hassasiyetine nasıl dönüştüğü tam olarak anlaşılmamıştı.
Çalışmada stresin yarattığı kalıcı iz kanıtlandı
Araştırmacılar geni etkileyen bu kalıcı değişimlerin hücresel seviyede özellikle de genetik yapıyı koruyan moleküler mimarideki değişikliklerle yürütüldüğü düşüncesini test etmek amacıyla çalışmayı gerçekleştirdi. Çalışmanın öne çıkan özelliği gelişim sürecinde yaşanan travmaların beyin hücrelerinde fiziksel bir yara izi bıraktığını kanıtlaması oldu. Araştırma; erken yaştaki stres, beynin moleküler yapısındaki yeniden şekillenme, VTA bölgesindeki fizyolojik uyum süreçleri ve yetişkinlikteki stres hassasiyeti arasındaki nedenselliği ilk kez ortaya koyuyor.
Çalışma kapsamında erken yaşta strese maruz kalan deneklerin dopamin nöronlarında Setd7 adı verilen bir enzimin seviyesinde kalıcı bir artış keşfedildi. Bu enzimin artışına bağlı olarak genetik materyali taşıyan proteinler üzerinde H3K4me1 (Histon 3 Lizin 4 Monometilasyonu) adı verilen kimyasal bir iz oluştuğu saptandı.
Araştırmacılar, beyin hücrelerindeki DNA’nın “histon” adı verilen proteinlerin etrafına tıpkı bir oyuncak yay gibi sarılı halde durduğunu belirtiyor. Normal şartlarda kapalı ve korunaklı duran bu genetik sarmal, Setd7 enziminin oluşturduğu kimyasal iz nedeniyle gevşiyor. Sarmalın gevşemesiyle birlikte stresle ilişkili genler hücresel mekanizmalar için daha kolay erişilebilir ve sürekli aktif bir hale geliyor. Araştırmacılara göre bu durum, bireyin yetişkinlik döneminde karşılaşacağı en ufak bir stres faktörüne bile aşırı duyarlı olmasına ve aşırı reaksiyon göstermesine yol açıyor.
Yavru fareler annelerinden uzaklaştırıldı
Bulgulara ulaşmak için araştırmacılar çok aşamalı deneysel yöntemlere başvurdu. İnsanlardaki çocukluk dönemi travmalarını simüle etmek için yavru fareler doğum sonrası 10. ila 17. günler arasında her gün rastgele zamanlarda 3-4 saat boyunca annelerinden uzaklaştırıldı. Ayrıca yuvalarındaki konfor malzemeleri azaltılarak erken yaş stres koşulları yapay olarak oluşturuldu.
Fareler yetişkinliğe ulaştığında VTA bölgelerindeki hücre proteinleri gelişmiş ayrıştırma ve kütle ölçüm teknikleriyle incelendi. 200’den fazla protein modifikasyonu taranarak H3K4me1 moleküler izinin belirgin şekilde arttığı doğrulandı. Genetik ve hücresel doğrulama testleriyle Setd7 enziminin hücresel yoğunluğunun gelişimin ilk aşamalarında kalıcı olarak yükseldiği tespit edildi. Yani moleküler seviyedeki bu hassasiyetin temellerinin henüz gelişim çağında atıldığı anlaşıldı.
Setd7 enzimi aşırı aktif ise stres sensörleri uyarılıyor
Bulguları kanıtlamak için araştırmacılar hiç stres yaşamamış farelerin beyninde Setd7 genini yapay olarak aşırı aktif hale getirdi. Sonuç olarak, bu farelerin hiç travma yaşamamış olmalarına rağmen tıpkı erken yaşta stres görmüş fareler gibi yetişkinlikte strese karşı aşırı duyarlı davrandıkları görüldü. Yani sadece bu genin aktivitesi bile travma etkisini taklit etmeye yetti. Erken yaşta stres yaşamış farelerde ise Setd7 geni genetik yöntemlerle baskılandı. Bu sayede H3K4me1 artışı engellendi ve gevşeyen genetik sarmalın tekrar kapalı ve korunaklı konumda kalması sağlandı.
Analizlere göre Setd7 enziminin aşırı aktif olmasının beyindeki elektriksel uyarılabilirliği artırarak sosyal kaçınma ve anksiyete benzeri davranışları tetikliyor. Setd7 enziminin susturulması ise travmalı farelerin dopamin nöronlarındaki aşırı elektriksel uyarılmayı normal seviyeye düşürüyor. Böylece fareler, yetişkinlikte stres faktörleriyle karşılaşsalar bile sosyal ve meraklı davranışlarını koruyarak doğal bir psikolojik direnç sergiliyor.
Bilim insanlarına göre çalışma, erken yaş travmalarının beyinde açtığı moleküler hasarlara karşı günümüzde henüz mevcut olmayan yepyeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi için kritik bir biyolojik zemin hazırlıyor. Ayrıca araştırmacılar, çocukların hassas gelişim dönemlerinde uygulanacak psikoterapi, destekleyici bakım veya sosyal kaynaklar gibi dış müdahaleler sayesinde biyolojik yapının koruma altına alınabileceğini ve genetik sarmalın “strese açık” konumda kilitlenmesinin önlenebileceğini vurguluyor.
Kaynak: Neuron