Egy új állatkísérletes kutatás feltárta, milyen változásokat idéznek elő a terhesség során felszabaduló hormonok az agy működésében.
A legutóbbi alkalommal olyan vizsgálatokról írtunk, melyek megmutatták, hogyan válik érzékennyé az újdonsült anyák agya az utódok sírására. A folyamatban központi szerephez jut az oxitocin, amely a hipotalamusz egyik sejtcsoportjából (paraventrikuláris mag – paraventricular nucleus – PVN) szabadul fel. Az oxitocin hatására a hallókéregben fokozódik az utódok sírása által kiváltott aktivitás. Ennek következtében fokozódik az oxitocin elválasztása és ez hatással van a jutalmazó rendszer központi sejtcsoportjának működésére. Noha a jutalmazó rendszer működésének komplexitását egyelőre nem értik teljesen a kutatók, jó közelítésnek tűnik azt gondolni, hogy a középagyi dopaminerg sejtcsoport (ventrális tegmentális área – VTA) aktivitása a cselekvések értékét kódolja. Vagyis minél fontosabb egy bizonyos akció, annál nagyobb a dopaminerg sejtek aktivitása.
Összességében tehát az utódok sírása a hallókéreg érzékenyítése miatt eredményez fokozott oxitocin felszabadulást, ez pedig fokozza a jutalmazó rendszer aktivitását, ami magas értéket rendel a gondoskodó viselkedésekhez. Fontos részlet azonban, hogy a szűz nőstények hallókérge nem érzékenyedik beavatkozás nélkül. Feltételezhető volt tehát, hogy a terhesség során következik be valamilyen változás, ami megalapozza az említett folyamatot. Ezzel kapcsolatban is vannak eredmények, hiszen egy másik hipotalamikus sejtcsoport (középső preoptikus terület – medial preoptic area – MPOA) működése számos vizsgálat szerint megváltozik a terhesség során és befolyással van a szülői gondoskodásra a nőstényeknél és a hímeknél is. Egy friss kutatás e változás részleteiről számolt be.
A terhesség élettani alapjai
Az új vizsgálat eredményeinek megértéséhez fontos áttekintenünk a terhességgel kapcsolatos alapvető élettani ismereteket. A terhesség jelentős változásokkal jár, hiszen megváltozik a méh, a méhnyak és az emlők szerkezete is, ráadásul a méhben fejlődő magzat táplálására létrejön egy új szerv, a méhlepény. Talán nem tévedés úgy gondolni ezekre, mint egy nagy építkezésre, amihez rengeteg részlépést kell hatékonyan koordinálni. Ismeretes, hogy ebben a koordinációban központi szerephez jut két hormon, az ösztrogén és a progeszteron.
Ezek a hormonok több belső elválasztású mirigy működése során szabadulnak fel. A progeszteron egyik fő forrása a petefészekben kialakuló sárga test (corpus luteum). A petesejt kilökődését követően kialakuló sárga test által termelt progeszteron fenntartja a megvastagodott méhnyálkahártyát a megtermékenyített petesejt befogadására. Amennyiben a megtermékenyült petesejt megtapad a méhben, az általa elválasztott hormon (embernél a humán choriogonadotropin – hCG) tartja fenn a sárga testet, ami továbbra is progeszteront termel, míg át nem veszi ezt a funkciót az időközben létrejövő méhlepény. A progeszteron mellett az ösztrogén is a petefészkekben termelődik, ennek hatására kezdődik meg a méhnyálkahártya megvastagodása. Terhesség esetén szintén a placenta folytatja az ösztrogén termelését.
Az a gondolat, hogy a terhesség az említett szerveken kívül az agyra is hatással van, nem pusztán a fiziológusok okfejtése nyomán jelent meg. A terhes anyák túlnyomó többsége arról számol be, hogy a kognitív képességeik megváltoznak. A fáradékonyság és a feledékenység szinte elvárt velejárói az áldott állapotnak. Ezek okát a szakértők szerint a hormonháztartás megváltozásában érdemes keresni és így tett az az angol kutatócsoport is, amelynek eredményei megmutatták miként befolyásolják az MPOA működését a nemi hormonok a terhesség alatt.
Szteroid hormonok és a hipotalamusz
Az ösztrogén és a progeszteron az ún. szteroid hormonok közé tartoznak. Ezek szteránvázas vegyületek, melyek különlegessége a sejtmembránnal szemben tanúsított viselkedésükben rejlik. A szteránvázas vegyületek ugyanis apolárisak, éppen úgy, mint a membránt alkotó molekulák (foszfolipidek). Ennek az a jelentősége, hogy a szteránvázas vegyületek átcsusszannak a membránon, így a sejtekbe jutva fejtenek ki különféle hatásokat. A sejteken belül speciális fehérjék, receptorok helyezkednek el, melyek egy specifikus szteroid megkötése esetén aktiválódnak és indítanak be további folyamatokat. Ezek a folyamatok jellemzően a génkifejeződés megváltozását eredményezik a sejtben, vagyis nagyobb léptékű, hosszú távú működésbeli változást eredményeznek.
Mindenesetre, ha egy kutató azt akarja kideríteni, hogy az agyban milyen hatást vált ki egy szteroid vegyület, az első lépés általában az, hogy meghatározza, mely agyterületen, mely sejtekben találhatók meg a receptorok. Már évtizedekkel ezelőtt kiderült, hogy az MPOA területén kifejezetten nagy mennyiségben találhatók meg a szteroidok receptorai. Az viszont nem volt világos, hogy ezek a receptorok hogyan befolyásolják a területen található neuronok egy specifikus csoportjának működését, amelyek elengedhetetlenek a szülői gondviselés megjelenéséhez. Ezek a sejtek galanint fejeznek ki, ez alapján lehet azonosítani őket.
A kutatók géntechnológiai módszerekkel hoztak létre olyan egereket, melyekben az MPOA ösztrogén és progeszteron receptorait egymástól függetlenül voltak képesek elhallgattatni. Egyrészt kimutatták, hogy a receptorok működésképtelensége valóban a normális szülői gondoskodás elmaradását eredményezi. Másrészt az is kiderült, hogy miként változtatják meg a hormonok a MPOA hálózatait. Az ösztrogén hatására a galanint kifejező neuronok többségének membránpotenciálja csökkent, míg néhányon épp az ellentétes hatás érvényesült. A membránpotenciál csökkenése miatt a sejtek kisebb eséllyel aktiválódnak, míg a növekedése fokozza az aktivitás esélyét. Ezt úgy értelmezték a szakértők, hogy a galanin neuronok jel-zaj aránya fokozódott, ami az eredmények szerint szükséges a szülői gondoskodás szempontjából. Érdekes módon ez a hatás megszűnt az utódok felcseperedésével, ami magyarázhatja, miért marad abba az utódok pátyolgatása.
Emellett a progeszteron hatására viszont több serkentő kapcsolat alakult ki a galanin neuronokon, ami végső soron feltehetőleg fokozza az aktivitásukat. Ez a hatás tartósan megmaradt, ami a kutatók szerint arra utal, hogy ez állhat a gondoskodó viselkedések fennmaradása mögött. Számos fajnál megfigyelhető ugyanis, hogy az anyaság eredményeképp hajlamosabbak a nőstények más egyedek utódainak gondozására is. Az új eredmények tehát megmutatták, hogy milyen módon változik meg a MPOA galanint kifejező neuronjainak működése a terhesség alatt. Az ösztrogén és a progeszteron a sejteken belüli receptorok révén változtatják meg a génkifejeződést. Ez egyrészt befolyásolja a sejtek membránpotenciálját, másrészt a szinaptikus kapcsolataikat is.
A hatások pontos mechanizmusa továbbra sem ismert. Feltehető, hogy az ösztrogén a sejtmembránban lévő feszültségfüggő ioncsatornák mennyiségét és/vagy minőségét változtatja meg, így eredményezheti a membránpotenciál eltolódását. A progeszteron által előidézett változás középpontjában a sejtkapcsolatokat kialakító fehérjék lehetnek a középpontban, bár a kapcsolatok sokasodása ettől minden bizonnyal összetettebb folyamat. Nem derül ki az új kutatásból az sem, hogyan függnek össze az oxitocinon alapuló eseménysorral az MPOA-ban leírt változások. Továbbra is számos kérdést rejt tehát az anyai gondoskodás, amely joggal tekinthető a fajfenntartás csodafegyverének.
Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.
Források
The neural circuit that makes maternal mice respond to pups’ cries (nature.com)
