bylo řečeno, že vlasy Marie Antoinette v noci před jejím popravením úplně bílé. Tento příběh může být apokryfní,ale rychlé šedivění vlasů je nyní široce označováno jako syndrom Marie Antoinette. Často se předpokládá, že je způsobena stresem-jevem, který je možná nejlépe ilustrován fotografiemi hlav států před a po jejich úřadování., Relativní příspěvky stárnutí, genetických faktorů a stresu na šedivění však nejsou známy — částečně kvůli nedostatečnému mechanistickému porozumění procesu. Psaní V přírodě, Zhang et al.1 Identifikujte mechanismus, který řídí předčasné šedivění u myší, u kterých došlo ke stresu.
průměrná lidská pokožka hlavy má 100 000 vlasových folikulů a v celé lidské populaci lze nalézt širokou škálu barev vlasů. Barva vlasů je určena buňkami zvanými melanocyty, které produkují různé kombinace melaninu absorbujícího světlo pigments2., Melanocyty jsou odvozeny z melanocytových kmenových buněk (Mesc), které se nacházejí v části vlasového folikulu nazývaného boule3. Normální cyklus vlasů je rozdělen do tří fází: regenerace vlasových folikulů (anagen), degenerace (catagen) a odpočinek (telogen). Produkce melanocytů začíná brzy v anagenní fázi(obr. 1a). Jak lidé stárnou, bazén MeSCs se postupně vyčerpány — a tak pigmentované vlasy se stává ‚sůl a pepř‘ barevné, a pak se změní na šedou a nakonec bílé po úplnou ztrátu pigmentu v vlasy follicles4.,
Obrázek 1 / kmenové buňky melanocytů a stres. Melanocyty kmenových buněk (MeSCs) se nachází v bulge vlasového folikulu, který je inervovaných neurony sympatického nervového systému, které uvolňují molekuly neurotransmiteru noradrenalinu. Folikul cykluje ve třech fázích: regenerace (anagen), degenerace (katagen) a odpočinek (telogen). a, za normálních podmínek, Mesc migrují od boule (červené šipky) a diferencují se na melanocyty během anagenu., Melanocyty syntetizují pigmenty, které dodávají regenerujícím vlasům barvu. Během katagenu a telogenu začnou umírat a migrovat z výklenku (není zobrazeno). Nicméně, hojné Mesc zůstávají nahradit melanocyty v další anagenní fázi. b, Zhang et al.1 ukazují, že stresující podněty aktivují sympatický nervový systém a zvyšují uvolňování noradrenalinu ve vlasových folikulích. Noradrenalin způsobuje úplnou přeměnu Mesc na melanocyty, které migrují z výklenku v katagenu a telogenu., Vlasový folikul je vyčerpán Mesc, které by se odlišily, aby nahradily tyto melanocyty. Bez jakýchkoli pigmentových buněk, které by barvily vlasy v další anagenní fázi, začíná vypadat šedě nebo bíle.
Kromě stárnutí, existuje několik faktorů, které přinášejí o předčasné šedivění, včetně dietní deficiencies5, poruchy, jako je alopecie areata nebo vitiligo6,7, a stress8,9. Čang et al. vydejte se vyzkoušet roli stresu v procesu šedivění u myší., Během různých fází růstu vlasů vystavili zvířata třem různým stresorům — bolesti, zdrženlivosti a modelu psychického stresu. Každý stresor způsobil vyčerpání Mesc z oblasti boule, což nakonec vedlo k rozvoji skvrn bílých vlasů.
převládající teorie předpokládají, že šedivění vyvolané stresem zahrnuje hormony (jako je kortikosteron) nebo autoimunitní reakce10. Zhang a jeho kolegové zkoumali tyto potenciální mechanismy, nejprve tím, že brání kortikosteronu signalizace a další zdůrazněním zvířata, která měla narušený imunitní systém., V obou případech došlo po stresu k šedivění, což naznačuje, že ani kortikosteron, ani autoimunitní reakce nezpůsobují vyčerpání MeSC. Nicméně, autoři zjistili, že MeSCs vyjádřit β2-adrenergní receptory, které reagují na noradrenalinu — neurotransmiterů molekula podílející se na „boj nebo útěk“ reakce na stres. Ztráta tohoto receptoru specificky u MeSCs zcela zablokovala šedivění vyvolané stresem.
nadledvinky jsou hlavním zdrojem cirkulujícího noradrenalinu., Překvapivě však vědci zjistili, že odstranění těchto žláz nezabránilo šedivění v reakci na stres u myší.
dalším zdrojem noradrenalinu je sympatický nervový systém (SNS), který je vysoce aktivní v reakci na stres a který řídí reakci na boj nebo let. Zhang a jeho kolegové ukázali, že boule regiony jsou vysoce innervated sympatických neuronů, a že ablating SNS pomocí neurotoxin molekuly, nebo blokuje uvolňování noradrenalinu ze sympatických neuronů, zabránit stresu vyvolané šedivění., Další autoři generované myší, ve kterém sympatické neurony by mohly být akutně aktivován, a zjistil, že overactivation SNS v těchto myší způsobil šedivění v nepřítomnosti stresu. Tyto výsledky společně naznačují, že noradrenalin uvolněný z aktivních sympatických neuronů vyvolává vyčerpání MeSC(obr. 1b). Zajímavé je, že Zhang et al. zjistil, že sklon oblasti k šedi koreluje s úrovní sympatické inervace.
jak přesně sympatická aktivita způsobuje vyčerpání Mesc z vlasových folikulů?, Obvykle jsou tyto kmenové buňky udržovány v klidovém stavu, dokud není vyžadován opětovný růst vlasů. Nicméně, když vědci sledovali MeSCs označeny fluorescenční protein, zjistili, že MeSC proliferace a diferenciace zvýšit výrazně pod extrémní stres nebo vystavení vysoké hladiny noradrenalinu. To má za následek masovou migraci melanocytů od boule a nezanechává žádné zbývající kmenové buňky. Pro další potvrzení tohoto výsledku vědci farmakologicky a geneticky potlačili proliferaci MeSC., Když byla proliferace utlumena, byly zablokovány účinky stresu na proliferaci MeSC, diferenciaci a migraci.
Zhang a práce kolegů vyvolává několik otázek. Je například mechanismus, který je základem vyčerpání MeSC v reakci na stres, stejný jako mechanismus, který způsobuje šedivění během stárnutí? Budoucí experimenty modulující aktivitu SNS po delší dobu by určily, zda šedivění související s věkem může být zpomaleno nebo urychleno. Možná, že při absenci sympatických signálů mají Mesc schopnost neomezeného doplňování a poukazují na způsob, jak odložit šedivění související s věkem.,
Jsou další bazény kmenových buněk, podobně náchylné k kmenových buněk deplece v reakci na stres, jestli jsou nebo buňky, které tvoří jejich výklenku vyjádřit β2-adrenergní receptory? Na podporu této myšlenky, hematopoetických kmenových a progenitorových buňkách (HSPCs), které vedou krev a imunitní linií, sídlí v kostní dřeni výklenek, který obsahuje stromální buňky, a stimulace těchto buněk tím, SNS způsobuje HSPCs opustit své niche11,12. Možná, stejně jako Mesc,Stres vyčerpává Hspc — což by mohlo částečně vysvětlit, proč je imunitní funkce narušena v reakci na chronický stres13, 14., Zda tento typ vztahu přesahuje Mesc a HSPCs, je otevřená otázka.
je fascinující uvažovat o tom, jakou možnou evoluční výhodu by mohlo poskytnout šedivění vyvolané stresem. Protože šedé vlasy jsou nejčastěji spojeny s věkem, mohly by být spojeny se zkušenostmi, vedením a důvěrou15. Například, dospělý samec, silverback gorily horské (Gorilla beringei beringei), která se šedé chlupy na zádech po dosažení plné zralosti, může jít do vedení gorila troop16., Možná zvíře, které prožívala dost stres „vyděláte“ šedé vlasy, má vyšší místa ve společenském řádu, než by normálně být svěřeny tím, že jednotlivé věku.
spojení bodů mezi stresem, bojem nebo letem, vyčerpáním kmenových buněk a předčasným šedivěním otevírá několik cest pro budoucí výzkum. Kromě vývoje Anti-šedivých terapií slibuje Zhang a práce kolegů lepší pochopení toho, jak stres ovlivňuje jiné bazény kmenových buněk a jejich výklenky.