Επίδραση Πρώιμων Εμπειριών στη Λειτουργία του Εγκεφάλου και τη Συμπεριφορά του Ενήλικου Οργανισμού

Oι πρώιμες εμπειρίες, ιδιαίτερα η σχέση μητέρας-νεογνού, έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη συμπεριφορά του ενήλικου οργανισμού, καθόσον επηρεάζουν την ανάπτυξη του εγκεφάλου και ως εκ τούτου την μετέπειτα λειτουργία του, που ελέγχει την συμπεριφορά του οργανισμού.

Adverse Childhood Experiences Study Anda et al. Am J Prev Med, 2010

Τι ισχύει για τον άνθρωπο; Δυσμενείς πρώιμες εμπειρίες Προγεννητικό stress Παραμέληση του παιδιού Κακοποίηση του παιδιού φτωχή γνωσιακή ανάπτυξη π.χ. ελλείμματα στην προσοχή ανεπαρκής κοινωνική αλληλεπίδραση-επιθετικότητα προβληματικές συναισθηματικές αντιδράσεις

Παραμέληση του παιδιού Spitz και «Ορφανά της Ρουμανίας»: Παιδιά που έζησαν σε ιδρύματα είχαν σημαντικά συμπεριφορικά ελλείμματα. Aνεπανόρθωτα αν είχαν ζήσει σε συνθήκες ιδρυματισμού για τα τρία πρώτα χρόνια ζωής

Παραμέληση του παιδιού Η αντιστρεψιμότητα εξαρτιόταν από το αναπτυξιακό στάδιο και τη διάρκεια του ιδρυματισμού. Τα παιδιά που υιοθετήθηκαν πριν τους έξι μήνες ζωής έφτασαν το φυσιολογικό επίπεδο σωματικής και νοητικής ανάπτυξης στην ηλικία των τεσσάρων ετών, σε αντίθεση με τα παιδιά που υιοθετήθηκαν μετά τους έξι μήνες ζωής.

Traian Caldarar Axel Rivas Robert Edik Imiyati Oxana Malaya John Ssebunya Ivan Mishukov Genie Isabel Quaresma Rocco Kunu Masela

Η μητρική φροντίδα Ένα περιβάλλον πλούσιο σε ερεθίσματα μπορεί να προωθήσει τη γλωσσική ανάπτυξη των παιδιών, ακόμα κι όταν διατρέχουν τον κίνδυνο να εμφανίσουν καθυστέρηση στη γλωσσική ανάπτυξη. Ο χρόνος που η μητέρα περνά μιλώντας στο μωρό της είναι προβλεπτικός του λεξιλογίου που θα αναπτύξει το παιδί. Ένα υποστηρικτικό περιβάλλον μπορεί να βοηθήσει τα παιδιά να μάθουν να ελέγχουν τη συμπεριφορά τους και τις συγκινήσεις τους.

Πώς όμως επηρεάζουν οι πρώιμες εμπειρίες την ανάπτυξη του εγκεφάλου;

Επιγενετικές Μεταβολές στην Έκφραση Γονιδίων

Επιγενετικοί Μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση

Επιγενετικοί μηχανισμοί ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης Οι επιγενετικές τροποποιήσεις δεν αλλάζουν την πληροφορία που περιέχει το DNA, αλλά τον βαθμό έκφρασης αυτής της πληροφορίας. Οι μεταβολές αυτές προκαλούνται με επιγενετικούς μηχανισμούς, όπως είναι η μεθυλίωση του DNA και η ακετυλίωση των ιστονών.

Επιγενετικές Μεταβολές στην Έκφραση Γονιδίων

Η Ακετυλίωση Ιστονών επηρεάζει τη συσπείρωση του DNA κι έτσι την έκφραση γονιδίων DNA Acetylation

Μεθυλίωση DNA Cytosine Methylation CpG islands

Η Μεθυλίωση του DNA επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση Unmethylated DNA Methylated DNA

Επιγενετικοί Μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση

Επιγενετικές Επιδράσεις Πρώιμων Εμπειριών: Ζωικά Μοντέλα

Πειραματικά Μοντέλα Μελέτης των Επιπτώσεων των Πρώιμων Εμπειριών Προγεννητικό Stress: Έκθεση της εγκυμονούσας μητέρας σε stress. Μητρική Αποστέρηση: Απομάκρυνση των νεογνών από την μητέρα για σχετικά μακρά χρονικά διαστήματα: Τουλάχιστον 2 ώρες ημερησίως. Νεογνικός Χειρισμός: Απομάκρυνση των νεογνών από την μητέρα για μικρό χρονικό διάστημα: 15 min ημερησίως. Ανατροφή από «επιλεγμένες» μητέρες που επιδεικνύουν ιδιαίτερα καλή μητρική συμπεριφορά. Ανάπτυξη σε εμπλουτισμένο περιβάλλον: Τα ζώα ζουν μετά τον απογαλακτισμό σε κλουβιά που περιέχουν «δραστηριότητες» (κυλιόμενες ρόδες, σκάλες, τούνελ, κλπ).

Μητρική Συμπεριφορά σε αρουραίους Απτικός ερεθισμός νεογνών Χτίσιμο φωλιάς Θηλασμός Επανάκτηση νεογνών Απτικός ερεθισμός νεογνών

Ανατροφή από «καλές» μητέρες «Καλές» μητέρες: Γλύφουν (lick), περιποιούνται (groom) και θηλάζουν με σηκωμένη την ράχη (arched back nursing) με μεγάλη συχνότητα (high LG-ABN μητέρες). «Κακές» μητέρες: Γλύφουν (lick), περιποιούνται (groom) και θηλάζουν με σηκωμένη την ράχη (arched back nursing) με μικρή συχνότητα (low LG-ABN μητέρες). Οι απόγονοι των «καλών» μητέρων έχουν αυξημένους GR στον ιππόκαμπο, μειωμένη CRH και κορτικοστερόνη μετά από στρες, λιγότερο φόβο και άγχος, αυξημένες ικανότητες χωρικής μάθησης και μνήμης στην ενήλικο ζωή.

Η ανατροφή από «καλές» μητέρες συνεπάγεται αυξημένη σεροτονεργική δράση στον ιππόκαμπο, που μέσω του υποδοχέα τύπου 7 της σεροτονίνης (5-HT7 receptor) οδηγεί σε αύξηση του cAMP, ενεργοποίηση της PKA και αύξηση της έκφρασης του μεταγραφικού παράγοντα NGFI-A (αλλιώς zif-268), ο οποίος μπορεί να προσδεθεί στο πρώτο εξόνιο στον υποκινητή του γονιδίου του GR και να αυξήσει την έκφραση του. Figure 1. Transmission of maternal care and stress responsivity across generations. Variations in maternal licking and grooming (LG) are transmitted from mother (F0) to female offspring (F1) associated with changes in expression of estrogen receptor α (ERα) in the medial preoptic area. Differential methylation of the GR17 promoter region of the glucocorticoid receptor (GR) is likewise associated with F0 LG, resulting in individual differences in stress responsivity of offspring. Variation in LG of female offspring (F1) is then transmitted to the F2 generation, as are patterns of GR methylation and stress responsivity.

Η αυξημένη μητρική φροντίδα οδήγησε σε απομεθυλίωση στο συγκεκριμένο εξόνιο του υποκινητή του γονιδίου του GR, αυξημένη ακετυλίωση στην λυσίνη-9 (Κ9) της ιστόνης Η3 στην ίδια γονιδιακή περιοχή και αυξημένη πρόσδεση του NGFI-A.

Σύστημα Απάντησης στο Στρες: Άξονας Υποθαλάμου-Υπόφυσης-Επινεφριδίων GR Όσο περισσότεροι οι GR, τόσο πιο καλός ο έλεγχος της απάντησης στο στρες.

Αλλαγές στη Νευροδιαβίβαση στο Νεογνό που Συνεπάγονται Μητρική Φροντίδα Αλλαγές στη Νευροδιαβίβαση στο Νεογνό που Συνεπάγονται Αλλαγές στη Έκφραση Γονιδίων Αυξημένα Επίπεδα GR Νεογνό Ενήλικο με καλύτερη ικανότητα απάντησης στο stress, μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα Figure 1. A cascade by which a constellation of traits in the adult rat is induced by the mothering style to which the rat was exposed as a pup. Mothering characterized by high levels of licking and grooming produces two interacting pathways of changes in the pup. In the first, increased serotonin tone in the hippocampus leads to increased expression of the transcription factor NGF1-A. In the second, the first exon of the glucocorticoid receptor gene in the hippocampus is demethylated, and the histones surrounding it are acetylated. The result is a glucocorticoid receptor gene that is permanently more open to transcriptional activation by NGF1-A. This produces higher numbers of glucocorticoid receptors in the hippocampus of the rat as an adult, which gives rise to other distinctive endocrine and behavioral features.

Εκτός από την έκφραση του γονίδιου του GR η καλή μητρική φροντίδα οδηγεί σε αυξημένη έκφραση και άλλων γονιδίων, όπως του υποδοχέα των οιστρογόνων ERα που ελέγχει τη μητρική συμπεριφορά ή του BDNF-νευροτροφικός παράγοντας.

1η Γενιά 2η Γενιά 3η Γενιά Οι Επιπτώσεις της Καλής Μητρικής Φροντίδας Μεταβιβάζονται από Γενιά σε Γενιά Καλή Μητέρα GR ( ERα) ( ERα)

Tomalski and Johnson Curr Opin Psychiatry 2010; 23:233-238