Стресс, приводящий к паническим атакам, нарушает энергетический обмен в митохондриях

Тревожные расстройства и панические атаки, появляющиеся на фоне хронического стресса, связаны с нарушениями в работе митохондрий, показано в работе, результаты которой опубликованы в журнале PLOS Genetics. Основные эксперименты проводили на мышах, а затем получили подтверждение по данным на человеке.

Хронический стресс — основной фактор риска развития тревожных расстройств и депрессии, но, как известно, не все люди реагируют на сильный стресс разрушительным для себя образом. Чтобы изучить механизм развития этих патологических состояний и понять, почему они возникают у одних людей и не возникают у других, ученые использовали экспериментальную мышиную модель хронического социального стресса. Она состоит в том, что самца побуждают к драке с другим самцом, находящимся на своей территории. Чужак проигрывает сражение, после чего его на 10 дней помещают в клетку с агрессором, разделенную перегородкой. Вид и запах агрессора приводит к тому, что у подопытных мышей развивается хронический стресс, и они начинают избегать любых социальных контактов. Однако такая реакция возникает не у всех мышей.

Ученые работали с двумя инбредными линиями мышей C57BL (В6) и DBA (D2). Эти линии отличаются разной стрессоустойчивостью: в условиях экспериментальной модели сильная реакция на стресс развивается у 89% мышей D2 и всего лишь у 30% мышей В6. В исследовании применили мультиомиксный подход: в клетках крови и мозга мышей после хронического стресса провели профилирование экспрессии мРНК (в том числе митохондриальной), микроРНК и экспрессии белков. Использовали методы РНК-секвенирования, жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией, а также иммунопреципитации РНК.

В мозге анализу подвергались нейроны ядра ложа терминальной полоски (bed nucleus of the stria terminalis). Эта структура, примыкающая к гипоталамусу, как было показано, играет ключевую роль в развитии тревожности и страха в ответ на стресс.

Интегрировав данные по всем «омикам», специалисты показали, что после перенесенного стресса в клетках крови и мозга мышей изменяется активность множества генов. Эти изменения развиваются у чувствительных к стрессу животных по сравнению с устойчивыми к стрессу, причем степень этих изменений значительно различается у мышей линий В6 и D2. Гены, активность которых меняется при реакции на стресс, участвуют в биохимическом цикле окислительного фосфорилирования, происходящем в митохондриях.

Затем данные, полученные на мышиной модели, сравнили с данными, полученными на пациентах, страдающих паническими атаками. Анализ показал, что в клетках таких пациентов возникают аналогичные изменения активности генов, участвующих в митохондриальном цикле окислительного фосфорилирования. Ученые пришли к выводу, что сильная реакция на стресс сопровождается изменениями в энергетическом обмене клеток. Поскольку это наблюдается как у мышей, так и у человека, этот механизм они рассматривают как эволюционно консервативный.

«Мы пока недостаточно знаем о том, как хронический стресс может влиять на энергетический клеточный метаболизм, — говорит руководитель исследования Лирис Ховатта. — Понимание этого механизма может привести к открытию новых мишеней для терапии связанных со стрессом заболеваний».