Er is gezegd dat het haar van Marie Antoinette helemaal wit werd op de avond voor haar onthoofding. Dit verhaal kan apocrief zijn, maar snel grijzen van het haar wordt nu algemeen aangeduid als Marie Antoinette syndroom. Vaak wordt ervan uitgegaan dat het veroorzaakt wordt door stress — een verschijnsel dat misschien het best wordt geïllustreerd door foto ‘ s van staatshoofden voor en na hun ambtsperiode., De relatieve bijdragen van veroudering, genetische factoren en stress aan het grijs worden zijn echter niet bekend — deels door een gebrek aan mechanistisch begrip van het proces. Schrijven in de natuur, Zhang et al.1 Identificeer het mechanisme voor vroegtijdige grijzing bij muizen die stress hebben ervaren.
De gemiddelde menselijke hoofdhuid heeft 100.000 haarfollikels, en een breed scala aan haarkleuren kan worden gevonden over de menselijke populatie. De haarkleur wordt bepaald door cellen die melanocyten worden genoemd, die verschillende combinaties van lichtabsorberende melaninepigmenten2 produceren., De melanocyten worden afgeleid van de cellen van de melanocytenstam (MeSCs), die in een deel van het haarfollikel genoemd bulge3 worden gevestigd. De normale haarcyclus is verdeeld in drie fasen: haar-follikelregeneratie (Anageen), degeneratie (catageen) en rust (telogen). De productie van melanocyten begint vroeg in de anagene fase (Fig. 1 bis). Naarmate mensen ouder worden, raakt de MeSCs — poel geleidelijk uitgeput-en wordt het gepigmenteerde haar ‘zout en peper’ gekleurd, en wordt dan grijs en uiteindelijk wit na een volledig verlies van pigment in alle haarfollikels4.,
figuur 1 | melanocyt stamcellen en stress. De Melanocyte stamcellen (MeSCs) bevinden zich in de bobbel van het haarfollikel, die door neuronen van het sympathische zenuwstelsel wordt innervated die de neurotransmittermolecuul noradrenaline vrijgeven. De follikelcycli doorlopen drie fasen: regeneratie (Anageen), degeneratie (catageen) en rust (telogeen). a, Onder normale omstandigheden, migreren MeSCs weg van de bobbel (rode pijlen) en differentiëren in melanocyten tijdens Anageen., Melanocyten synthetiseren pigmenten die kleur toevoegen aan het regenererende haar. Tijdens catagen en telogen, ze beginnen te sterven en migreren uit de niche (niet weergegeven). Er blijven echter overvloedige MeSCs over om de melanocyten in de volgende anagene fase te vervangen. B, Zhang et al.1 tonen aan dat stressvolle stimuli het sympathische zenuwstelsel activeren, waardoor de afgifte van noradrenaline in de haarzakjes toeneemt. Noradrenaline veroorzaakt volledige omzetting van MeSCs in melanocyten, die uit de niche in catagen en telogen migreren., Het haarfollikel is uitgeput van MeSCs dat zou hebben gedifferentieerd om deze melanocyten te vervangen. Zonder pigmentcellen om het haar in de volgende anagefase te kleuren, begint het er grijs of wit uit te zien.
naast veroudering zijn er verschillende factoren die voortijdig grijzen veroorzaken, waaronder voedingsdeficiënten5, stoornissen zoals alopecia areata of vitiligo6, 7 en stress8,9. Zhang et al. uiteengezet om de rol van stress in het grijs proces bij muizen te testen., Ze stelden de dieren bloot aan drie verschillende stressoren — pijn, terughoudendheid en een model van psychologische stress — tijdens verschillende fasen van de haargroei. Elke stressor veroorzaakte uitputting van MeSCs uit het ardennengebied, uiteindelijk leidend tot de ontwikkeling van vlekken van wit haar.
gangbare theorieën stellen dat stress-geïnduceerd grijs worden hormonen (zoals corticosteron) of auto-immuunreacties10 omvat. Zhang en collega ‘ s onderzochten deze potentiële mechanismen, eerst door het voorkomen van signalen van corticosteronen en vervolgens door het benadrukken van dieren die het immuunsysteem hadden aangetast., In beide gevallen trad grijzing op na stress, wat erop wijst dat noch corticosteron, noch auto-immuunreacties MeSC-depletie veroorzaken. De auteurs vonden echter dat MeSCs β2-adrenerge receptoren uitdrukken, die reageren op noradrenaline — een neurotransmittermolecuul dat betrokken is bij de ‘vecht-of vluchtreactie’ op stress. Verlies van deze receptor specifiek in MeSCs volledig geblokkeerd stress-geïnduceerde greying.
bijnieren zijn de belangrijkste bron van circulerend noradrenaline., Maar, verrassend, de onderzoekers ontdekten dat het verwijderen van deze klieren niet voorkomen dat grijs in reactie op stress in de muizen.
een andere bron van noradrenaline is het sympathische zenuwstelsel (SNS), dat zeer actief is in reactie op stress, en dat de vecht-of-vluchtreactie drijft. Zhang en collega ’s toonden aan dat bobbel regio’ s in hoge mate worden geïnnerveerd door sympathische neuronen, en dat het ablating van de SNS met behulp van een neurotoxin molecuul, of het blokkeren van de afgifte van noradrenaline uit sympathische neuronen, stress-geïnduceerde grijs voorkomen., Vervolgens genereerden de auteurs muizen waarin sympathische neuronen acuut geactiveerd konden worden, en vonden dat overactivatie van de SNS bij deze muizen grijs werd in afwezigheid van stress. Samen, deze resultaten wijzen erop dat noradrenaline vrijgegeven uit actieve sympathische neuronen triggers MESC uitputting (Fig. 1 ter). Interessant, Zhang et al. gevonden dat de neiging van een gebied om grijs te worden correleert met zijn niveau van sympathische innervatie.
hoe veroorzaakt sympathische activiteit depletie van MeSCs uit haarfollikels?, Normaal, worden deze stamcellen gehandhaafd in een slapende staat tot haar regrowth wordt vereist. Nochtans, toen de onderzoekers mescs volgden geëtiketteerd met een fluorescente proteã ne, ontdekten zij dat MeSC proliferatie en differentiatie duidelijk onder extreme spanning of blootstelling aan een hoog niveau van noradrenaline toenemen. Dit resulteert in massamigratie van melanocyten vanaf de bobbel, en laat geen resterende stamcellen. Om dit resultaat verder te bevestigen, onderdrukten de onderzoekers MeSC proliferatie farmacologisch en genetisch., Toen de proliferatie werd gedempt, werden de effecten van stress op MeSC proliferatie, differentiatie en migratie geblokkeerd.het werk van Zhang en zijn collega ‘ s roept verschillende vragen op. Bijvoorbeeld, is het mechanisme dat ten grondslag ligt aan MeSC depletie in reactie op stress hetzelfde als dat wat grijs maakt tijdens het verouderen? Toekomstige experimenten die de activiteit van SNS over een langere periode moduleren, zouden bepalen of ouderdomsgerelateerde grijswaarden kunnen worden vertraagd of versneld. Misschien, bij afwezigheid van sympathische signalen, hebben MeSCs de capaciteit voor onbeperkte aanvulling, wijzend op een manier om leeftijdsgebonden grijs te vertragen.,
zijn andere groepen stamcellen op vergelijkbare wijze vatbaar voor stamceldepletie als reactie op stress, als zij of de cellen waaruit hun niche bestaat β2-adrenerge receptoren tot expressie brengen? Ter ondersteuning van dit idee, hematopoëtische stam en stamcellen (hspc ‘s), die aanleiding geven tot bloed en immuunlijnen, wonen in een beenmerg niche die stromale cellen bevat, en stimulatie van die cellen door de SNS veroorzaakt hspc’ s om hun niche te verlaten 11,12. Misschien put stress, net als MeSCs,Hspc ‘ s uit — wat gedeeltelijk zou kunnen verklaren waarom de immuunfunctie is aangetast in reactie op chronische stress13, 14., Of dit Type relatie verder gaat dan MeSCs en Hspc ‘ s is een open vraag.
Het is fascinerend om na te gaan welk mogelijk evolutionair voordeel kan worden verleend door stress-geïnduceerd grijs worden. Omdat grijs haar meestal wordt gekoppeld aan leeftijd, kan het worden geassocieerd met ervaring, leiderschap en vertrouwen 15. Bijvoorbeeld, volwassen mannelijke silverback berg gorilla ‘ s (Gorilla beringei beringei), die krijgen grijs haar op hun rug na het bereiken van volledige rijpheid, kan gaan om een gorilla troop te leiden16., Misschien heeft een dier dat genoeg stress heeft doorstaan om grijs haar te ‘verdienen’ een hogere plaats in de sociale orde dan normaal zou worden toegekend door de leeftijd van dat individu.
Het verbinden van de punten tussen stress, strijd of vlucht, stamceldepletie en voortijdig grijs worden opent verschillende wegen voor toekomstig onderzoek. Naast het ontwikkelen van anti-grijstinten, belooft het werk van Zhang en collega ‘ s een beter inzicht te geven in hoe stress andere stamcelpoelen en hun niches beïnvloedt.