Материнский стресс передается потомству только на ранних стадиях беременности

Ранние столкновения с условиями среды, в том числе неблагоприятными, влияют на здоровье и поведение людей, приматов и других животных. Для эмбриона, плода и младенца взаимодействие с внешними условиями обеспечивает мать, поэтому фенотип потомства может формироваться под влиянием фенотипических признаков матери, не зависящих от генетики.

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (ГГН) ось и глюкокортикоиды — ее конечный продукт — играют двойную роль в пластичности развития. С одной стороны, активность ГГН оси матери дает еще не родившемуся потомству сигнал об условиях окружающей среды и ее физиологическом состоянии. Собственная ГГН ось плода отвечает на такие сигналы. Такое взаимодействие начинается с момента зачатия и продолжается в течение всей беременности. После рождения и прямое воздействие материнских глюкокортикоидов продолжается через молоко, которым выкармливают детеныша. Также влияние матери на потомство связано с ее поведением, которое меняется в зависимости от ее уровня глюкокортикоидов.

Время от зачатия до отлучения от груди у людей длится примерно 2,5 года, а у макак — около полутора. Но в онтогенезе может быть несколько периодов, отличающихся степенью восприимчивости организма к внешним факторам. Распределение во времени ранних, поздних пренатальных и ранних постнатальных неблагоприятных факторов может по-разному влиять на активность ГГН оси потомства. Для разных видов млекопитающих такие окна воздействия бывает очень трудно сравнивать. Например, формирование гиппокампа у людей происходит в утробе матери, а у крыс только после первой половины периода грудного вскармливания. Поэтому роль глюкокортикоидов матери в развитии потомства и влияние возраста в важно изучать на одном виде в экологически подходящих условиях.

Поскольку лабораторные животные отличаются от своих диких собратьев, коллектив под руководством ученых из Германии добавил экологическую составляющую к экспериментальной работе с долгоживущими приматами — ассамскими макаками (Macaca assamensis). Их изучали в естественной среде обитания в заповеднике дикой природы Пху Кхао (Таиланд) в период с 2008 по 2019 годы. Авторы собирали образцы фекалий макак и определяли уровень иммунореактивного 11ß-гидроксиэтиохоланолона — это основной метаболит кортизола в фекалиях приматов. Он используется для оценки активности надпочечников у многих видов приматов, в том числе у макак.

Всего ученые собрали пробы от 32 самок и того же числа их детенышей разного возраста. У самок образцы для оценки пренатальных и постнатальных уровней метаболитов глюкокортикоидов собирали в течение длительного времени — с 2011 по 2018 годы. Пробы собирали во время ранней беременности (193 пробы), поздней беременности (186 пробы) и лактации (564 пробы). Самки макак отлучают потомство от груди в 12 месяцев, но кормление в течение дня становится намного реже к шести месяцам. Поэтому ученые измеряли материнские глюкокортикоиды только в течение полугода после родов.

Для потомства этих самок ученые получили 393 образца в течение одного полевого сезона, с января 2018 года по июль 2019 года. Пробы фекалий маленьких детенышей, которые родились в 2018 году (10 самцов и 6 самок), собирали между 7 и 12 месяцами. Подростки родились в 2014 или 2016 годах (6 самцов и 3 самки), а взрослые особи — в 2011 году (2 самца, 5 самок). По уровню метаболитов глюкокортикоидов в фекалиях нельзя напрямую количественно оценить краткосрочную реакцию ГГН оси на острый стрессор. Тем не менее, ученые предположили, что все потомство испытало одни и те же экологические стрессоры в один сезон (одинаковая угроза от хищников, обилие пищи, температура среды). Поэтому увеличение уровня глюкокортикоидов указывает на повышенную реактивность ГГН оси.

Ученые не обнаружили связи между влиянием материнских глюкокортикоидов на детенышей и их полом во всех трех фазах раннего развития. В то же время, высокий уровень материнских глюкокортикоидов в первом семестре беременности был связан с повышенной активностью ГГН оси у потомства. Эффект материнских во втором семестре был незначимым и почти на порядок слабее. Аналогично, содержание постнатальных материнских глюкокортикоидов во время лактации не было связано с их уровнем у потомства.

Таким образом, воздействие стресса на ранних сроках беременности влияет на активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси детенышей. «Результаты наших исследований показывают, что время воздействия гормона стресса на мать во время и после беременности оказывает решающее влияние на последствия для развития и здоровья потомства. Также важно отметить, что эти эффекты не требуют катастрофических событий, даже умеренных изменений в условиях окружающей среды достаточно», — прокомментировал Оливер Шюльке, сотрудник Геттингенского университета, Немецкого центра изучения приматов и руководитель исследования.

Суточные изменения кишечной микробиоты регулируют ответ организма на стресс