Firdaus Dhabhar
Badanie prowadzone przez naukowca ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda pozwoliło prześledzić trajektorie kluczowych komórek układu odpornościowego w odpowiedzi na krótkotrwały stres i prześledzić, w jaki sposób stres może pobudzić układ odpornościowy.krótkotrwały stres i prześledzono, bardzo szczegółowo, jak hormony wywołane przez taki stres zwiększają gotowość immunologiczną. Badanie, przeprowadzone na szczurach, dodaje wagi dowodom na to, że reaktywność układu odpornościowego jest zwiększona, a nie stłumiona, jak wielu uważa, przez tak zwaną reakcję „walcz lub uciekaj”.
Wyniki badania dają dokładny przegląd tego, jak triada hormonów stresu wpływa na główne subpopulacje komórek układu odpornościowego. Dają też perspektywę, że pewnego dnia będzie można manipulować poziomem hormonów stresu, by poprawić powrót pacjentów do zdrowia po operacji lub ranie albo ich reakcje na szczepionki.
Słyszałeś to tysiąc razy: Stres jest dla ciebie zły. I z pewnością prawdą jest, że przewlekły stres, trwający tygodniami i miesiącami, ma szkodliwe skutki, w tym przede wszystkim hamuje odpowiedź immunologiczną. Ale krótkotrwały stres – reakcja „walcz lub uciekaj”, mobilizacja zasobów organizmu trwająca minuty lub godziny w odpowiedzi na bezpośrednie zagrożenie – stymuluje aktywność układu odpornościowego, powiedział główny autor badania, dr Firdaus Dhabhar, profesor nadzwyczajny psychiatrii i nauk behawioralnych oraz członek Stanford Institute for Immunity, Transplantation and Infection.
I to jest dobra rzecz. Układ odpornościowy ma kluczowe znaczenie dla gojenia się ran i zapobiegania lub zwalczania infekcji, a zarówno rany, jak i infekcje są powszechnym zagrożeniem podczas pościgów, ucieczek i walki.
Współpracując z kolegami ze Stanford i dwóch innych uniwersytetów w badaniu opublikowanym online 22 czerwca w Psychoneuroendocrinology, Dhabhar wykazał, że poddanie szczurów laboratoryjnych łagodnemu stresowi spowodowało masową mobilizację kilku kluczowych typów komórek odpornościowych do krwiobiegu, a następnie do miejsc przeznaczenia, w tym skóry i innych tkanek. Ta wielkoskalowa migracja komórek odpornościowych, która miała miejsce w ciągu dwóch godzin, była porównywalna z mobilizacją wojska w czasie kryzysu, powiedział Dhabhar. On i jego koledzy wcześniej wykazali, że podobna redystrybucja komórek odpornościowych u pacjentów doświadczających krótkotrwałego stresu związanego z operacją przewiduje wzmocniony powrót do zdrowia po operacji.
W nowym badaniu badacze byli w stanie wykazać, że masywna redystrybucja komórek odpornościowych w całym organizmie była orkiestrowana przez trzy hormony uwalniane przez nadnercza, w różnych ilościach i w różnym czasie, w odpowiedzi na wydarzenie wywołujące stres. Hormony te, jak powiedział Dhabhar, są sygnałem dla reszty ciała, że mózg wzywa do broni.
„Matka Natura dała nam reakcję stresową typu „walcz lub uciekaj”, aby nam pomóc, a nie aby nas zabić” – powiedział Dhabhar, który od ponad dekady prowadzi eksperymenty nad wpływem głównych hormonów stresu na układ odpornościowy. Latem ubiegłego roku Dhabhar otrzymał nagrodę Curta P. Richtera przyznawaną przez Międzynarodowe Towarzystwo Psychoneuroendokrynologii za pracę w tej dziedzinie, której zwieńczeniem jest to nowe badanie.
Zdania te malują jaśniejszy obraz tego, jak dokładnie umysł wpływa na aktywność układu odpornościowego. „System odpornościowy impali nie ma możliwości, by wiedzieć, że w trawie czai się lew i zaraz zaatakuje, ale jego mózg już tak” – powiedział Dhabhar. W takich sytuacjach korzystne jest zarówno dla lwa, jak i dla impali, gdy komórki odpornościowe zwalczające patogen znajdują się w stanie gotowości w takich miejscach jak skóra i błony śluzowe, które są w wysokim stopniu narażone na uszkodzenia i w konsekwencji na infekcje.
Więc ewolucyjnie ma to sens, że aktywność drapieżnika/przyjaciela i inne sytuacje w przyrodzie, takie jak wyzwania dominacji i zbliżenia seksualne, wyzwalają hormony stresu. „Nie chcesz utrzymywać swojego systemu odpornościowego w stanie wysokiej gotowości przez cały czas” – powiedział Dhabhar. „Dlatego natura wykorzystuje mózg, organ najbardziej zdolny do wykrywania zbliżającego się wyzwania, aby zasygnalizować to wykrycie reszcie ciała poprzez kierowanie uwalnianiem hormonów stresu. Bez nich lew nie mógłby zabić, a impala nie mogłaby uciec.” Hormony stresu nie tylko energetyzują ciała zwierząt – mogą one biegać szybciej, skakać wyżej, gryźć mocniej – ale, jak się okazuje, mobilizują również oddziały odpornościowe, aby przygotować się na nadchodzące kłopoty.
Reakcja ta występuje w całym królestwie zwierząt, dodał. Widzisz całkiem dużo tego samego wzoru uwalniania hormonów w rybie, która została wyłowiona z wody.
Doświadczenia w tym badaniu zostały przeprowadzone na szczurach, które Dhabhar poddał łagodnemu stresowi, zamykając je (delikatnie i z pełną wentylacją) w przezroczystych obudowach z pleksiglasu, aby wywołać stres. Pobrał krew kilka razy w ciągu dwóch godzin i dla każdego punktu czasowego zmierzył poziom trzech głównych hormonów – noradrenaliny, epinefryny i kortykosteronu (szczurzy analog kortyzolu u ludzi) – jak również kilku różnych typów komórek odpornościowych we krwi.
To, co zobaczył, to wzór starannie zaplanowanych zmian w poziomie tych trzech hormonów we krwi wraz z przemieszczaniem się wielu różnych podzbiorów komórek odpornościowych ze zbiorników takich jak śledziona i szpik kostny do krwi, a w końcu do różnych organów „linii frontu”.
Aby pokazać, że konkretne hormony były odpowiedzialne za ruchy konkretnych typów komórek, Dhabhar podawał te trzy hormony, osobno lub w różnych kombinacjach, szczurom, których nadnercza zostały usunięte, więc nie mogły generować własnych hormonów stresu. Kiedy badacze naśladowali wzorzec uwalniania hormonów stresu zaobserwowany wcześniej u zamkniętych szczurów, te same wzory migracji komórek odpornościowych pojawiły się u szczurów bez nadnerczy. Leczenie placebo nie dało takiego efektu.
Ogólny wzór, powiedział Dhabhar, był taki, że noradrenalina jest uwalniana wcześnie i jest głównie zaangażowana w mobilizację wszystkich głównych typów komórek odpornościowych – monocytów, neutrofili i limfocytów – do krwi. Epinefryna, również uwalniana wcześnie, mobilizuje monocyty i neutrofile do krwi, podczas gdy limfocyty trafiają na „pole bitwy”, np. do skóry. A kortykosteron, uwolniony nieco później, spowodował, że praktycznie wszystkie typy komórek odpornościowych wyruszyły z obiegu na „pola bitwy”.”
Ogólnym efektem tych ruchów jest zwiększenie gotowości immunologicznej. Badanie opublikowane przez Dhabhara i jego kolegów w 2009 roku w Journal of Bone and Joint Surgery oceniało powrót pacjentów do zdrowia po operacji jako funkcję ich wzorców redystrybucji komórek odpornościowych podczas stresu związanego z operacją. Pacjenci, u których stres związany z operacją zmobilizował redystrybucję komórek odpornościowych podobną do tej, jaką zaobserwowano u zamkniętych szczurów w nowym badaniu, radzili sobie po niej znacznie lepiej niż pacjenci, u których hormony stresu w mniejszym stopniu kierowały komórki odpornościowe do odpowiednich miejsc przeznaczenia.
Mechanizmy, które nakreślił Dhabhar, mogą prowadzić do zastosowań medycznych, takich jak podawanie małych dawek hormonów stresu lub leków, które je naśladują lub antagonizują w celu optymalizacji gotowości immunologicznej pacjentów do procedur takich jak operacja lub szczepienie. „Zanim będzie można spróbować tych zastosowań, konieczne będą dalsze badania, w tym na ludziach, które mamy nadzieję przeprowadzić” – powiedział Dhabhar. Bliżej jest monitorowanie poziomu hormonów stresu u pacjentów i wzorców dystrybucji komórek odpornościowych podczas operacji, aby ocenić ich rokowania chirurgiczne, lub podczas immunizacji, aby przewidzieć skuteczność szczepionki.
Badanie zostało sfinansowane przez Fundację Johna D. & Catherine T. MacArthur, Fundację Dana, Fundację DeWitt Wallace, Carl & Elizabeth Naumann Fund i Narodowe Instytuty Zdrowia. Wydział Psychiatrii i Nauk Behawioralnych szkoły medycznej również wspierał tę pracę. Współautorami pracy Dhabhara byli statystyk Eric Neri ze Stanford oraz neuroendokrynolodzy z Ohio State University i Rockefeller University.