det er blevet sagt, at Marie Antoinettes hår blev helt hvidt natten før hendes halshugning. Denne historie kan være apokryf, men hurtig greying af håret er nu bredt omtalt som Marie Antoinette syndrom. Det antages ofte at være forårsaget af stress — et fænomen, der måske bedst eksemplificeres ved fotografier af statsoverhoveder før og efter de havde embedet., Imidlertid, de relative bidrag fra aldring, genetiske faktorer og stress til gråning er ikke kendt — delvis på grund af manglende mekanistisk forståelse af processen. Skrivning i naturen, Zhang et al.1 Identificer mekanismen for for tidlig gråning hos mus, der har oplevet stress.
den gennemsnitlige menneskelige hovedbund har 100.000 hårsække, og en bred vifte af hårfarver kan findes på tværs af den menneskelige befolkning. Hårfarve bestemmes af celler kaldet melanocytter, som producerer forskellige kombinationer af lysabsorberende melaninpigmenter2., Melanocytter er afledt af melanocytstamceller( MeSCs), som er placeret i en del af hårsækken kaldet udbulningen3. Den normale hårcyklus er opdelt i tre faser: hårfollikelregenerering (anagen), degeneration (catagen) og hvile (telogen). Melanocytproduktion begynder tidligt i anagenfasen (fig. 1a). Efterhånden som folk bliver ældre, bliver puljen af MeSCs gradvist udtømt-og så bliver pigmenteret hår’ salt og peber ‘ farvet og bliver derefter grå og til sidst hvid efter et fuldstændigt tab af pigment i alle hårsækker4.,
Figur 1 / melanocyt stamceller og stress. Melanocyt stamceller (MeSCs) er beliggende i den bule af hårsækken, som er innervated af neuroner i det sympatiske nervesystem, der frigiver neurotransmitter-molekyle noradrenalin. Follikelstimulerende cykler gennem tre faser: regenerering (anagen), degeneration (catagen) og resten (telogen). a under normale forhold migrerer MeSCs væk fra udbulningen (røde pile) og differentieres til melanocytter under anagen., Melanocytter syntetiserer pigmenter, der tilføjer farve til det regenererende hår. Under catagen og telogen begynder de at dø og migrere ud af nichen (ikke vist). Imidlertid forbliver rigelige MeSCs at erstatte melanocytterne i den næste anagenfase. b, Zhang et al.1 viser, at stressende stimuli aktiverer det sympatiske nervesystem, hvilket øger noradrenalinfrigivelsen i hårsækkene. Noradrenalin forårsager fuldstændig omdannelse af MeSCs til melanocytter, som migrerer ud af nichen i catagen og telogen., Hårsækken er udtømt af MeSCs, der ville have differentieret til at erstatte disse melanocytter. Uden pigmentceller til at farve håret i den næste anagenfase begynder det at se gråt eller hvidt ud.
Bortset fra aldring, er der flere faktorer, der bringer om for tidligt grånende, herunder kosten deficiencies5, lidelser som alopecia areata eller vitiligo6,7, og stress8,9. Zhang et al. satte sig for at teste stressens rolle i gråprocessen hos mus., De udsatte dyrene for tre forskellige stressfaktorer-smerte, tilbageholdenhed og en model for psykologisk stress — i forskellige faser af hårvækst. Hver stressor forårsagede udtømning af MeSCs fra udbulingsområdet, hvilket i sidste ende førte til udvikling af pletter af hvidt hår.
fremherskende teorier hævder, at stressinduceret gråning involverer hormoner (såsom kortikosteron) eller autoimmune reaktioner10. Zhang og kolleger undersøgte disse potentielle mekanismer, først ved at forhindre kortikosteronsignalering og næste ved at stresse dyr, der havde kompromitteret immunforsvaret., I begge tilfælde forekom gråning efter stress, hvilket indikerer, at hverken kortikosteron eller autoimmune reaktioner forårsager MeSC-udtømning. Forfatterne fandt imidlertid, at MeSCs udtrykker β2-adrenerge receptorer, som reagerer på noradrenalin — et neurotransmittermolekyle involveret i ‘kamp eller flyvning’ respons på stress. Tab af denne receptor specifikt i MeSCs fuldstændigt blokeret stressinduceret gråning.
binyrerne er den vigtigste kilde til cirkulerende noradrenalin., Men overraskende opdagede forskerne, at fjernelse af disse kirtler ikke forhindrede gråning som reaktion på stress i musene.
en anden kilde til noradrenalin er det sympatiske nervesystem (SNS), som er meget aktiv som reaktion på stress, og som driver kamp-eller-fly-responsen. Zhang og kolleger viste, at bule regioner er meget innervated af sympatiske neuroner, og at ablating SNS ved hjælp af en nervegift molekyle, eller blokerer frigivelsen af noradrenalin fra sympatiske neuroner, forebygges stress-induceret grånende., Dernæst genererede forfatterne mus, hvor sympatiske neuroner kunne aktiveres akut, og fandt, at overaktivering af SNS i disse mus forårsagede gråning i fravær af stress. Tilsammen indikerer disse resultater, at noradrenalin frigivet fra aktive sympatiske neuroner udløser MeSC-udtømning (fig. 1b). Interessant, Zhang et al. fundet, at tilbøjeligheden af et område til at vende grå korrelerer med dens niveau af sympatisk innervation.
præcis hvordan forårsager sympatisk aktivitet udtømning af MeSCs fra hårsækkene?, Normalt opretholdes disse stamceller i en sovende tilstand, indtil hårgenvækst er påkrævet. Men, når forskerne sporede MeSCs mærket med et fluorescerende protein, opdagede de, at MeSC proliferation og differentiering stige markant under ekstrem stress eller eksponering for en høj grad af noradrenalin. Dette resulterer i massemigration af melanocytter væk fra udbulningen og efterlader ingen resterende stamceller. For yderligere at bekræfte dette resultat undertrykte forskerne mesc-proliferation farmakologisk og genetisk., Når spredning blev dæmpet, blev virkningerne af stress på MeSC-spredning, differentiering og migration blokeret.
Zhang og kollegernes arbejde rejser flere spørgsmål. Er den mekanisme, der ligger til grund for MeSC-udtømning som reaktion på stress, den samme som den, der forårsager gråning under aldring? Fremtidige eksperimenter, der modulerer SNS-aktivitet over en længere periode, vil afgøre, om aldersrelateret gråning kan bremses eller fremskyndes. Måske, i mangel af sympatiske signaler, har MeSCs kapacitet til ubegrænset genopfyldning, hvilket peger på en måde at forsinke aldersrelateret gråning.,
er andre puljer af stamceller på samme måde modtagelige for stamcelleudtømning som reaktion på stress, hvis de eller de celler, der udgør deres niche, udtrykker β2-adrenerge receptorer? Til støtte for denne idé, hæmatopoietiske stamceller og progenitorceller (HSPCs), som giver anledning til blodet og immunforsvaret foraeldre, bor i en knoglemarv niche, der indeholder stromale celler, og stimulering af disse celler ved at SNS årsager HSPCs til at forlade deres niche11,12. Måske, som MeSCs, udtømmer stress Hspc — er-hvilket delvis kunne forklare,hvorfor immunfunktionen er nedsat som reaktion på kronisk stress13, 14., Hvorvidt denne type forhold strækker sig ud over MeSCs og Hspc ‘ er er et åbent spørgsmål.
det er fascinerende at overveje, hvilken mulig evolutionær fordel der kan opnås ved stressinduceret gråning. Fordi grå hår oftest er knyttet til alder, kan det være forbundet med erfaring, lederskab og tillid15. For eksempel kan voksne mandlige silverback mountain gorillaer (Gorilla beringei beringei), der får gråt hår på ryggen efter at have nået fuld modenhed, fortsætte med at lede en gorilla troop16., Måske har et dyr, der har udholdt nok stress til at ‘tjene’ gråt hår, en højere plads i den sociale orden, end det normalt ville blive tildelt af individets alder.
at forbinde prikkerne mellem stress, kamp eller flyvning, stamcelleudtømning og for tidlig gråning åbner flere muligheder for fremtidig forskning. Ud over at udvikle anti-gråterapier lover .hang og kollegers arbejde at indlede en bedre forståelse af, hvordan stress påvirker andre stamcellepuljer og deres nicher.