Naukowcy odkryli, dlaczego stres powoduje, że włosy siwieją

Kiedy Maria Antonina została schwytana podczas rewolucji francuskiej, jej włosy podobno stały się białe przez noc. W bardziej współczesnej historii, kiedy John McCain doznał ciężkich obrażeń jako jeniec wojenny podczas wojny w Wietnamie ‒ również stracił kolor we włosach. Przez długi czas anegdoty łączyły stresujące doświadczenia ze zjawiskiem siwienia włosów. Teraz, po raz pierwszy, naukowcy z Harvard University odkryli dokładnie, jak przebiega ten proces.

„Każdy ma anegdotę na temat wpływu stresu na swoje ciało, szczególnie na skórę i włosy – jedyne tkanki, które widzimy z zewnątrz” ‒ powiedział autor badania profesor Ya-Chieh Hsu z Harvardu. „Chcieliśmy zrozumieć, czy to połączenie jest prawdziwe, a jeśli tak, to w jaki sposób stres prowadzi do zmian w różnych tkankach. Pigmentacja włosów jest tak dostępnym i łatwym w użyciu systemem na początek – a poza tym naprawdę byliśmy ciekawi, czy stres rzeczywiście prowadzi do siwienia włosów”.  

Ponieważ stres wpływa na całe ciało, badacze najpierw musieli zawęzić zakres działania, które jest odpowiedzialne za powiązanie stresu z kolorem włosów. Zespół najpierw postawił hipotezę, że stres powoduje atak immunologiczny na komórki wytwarzające pigment. Jednak gdy myszy pozbawione komórek odpornościowych nadal wykazywały siwienie włosów, naukowcy zwrócili się w kierunku hormonu ‒ kortyzolu. Jednak okazało się, że i to jest ślepy zaułek.

„Stres zawsze podnosi poziom kortyzolu w ciele, więc pomyśleliśmy, że kortyzol może odgrywać pewną rolę” ‒ powiedział Hsu. „Ale, co zaskakujące, kiedy usunęliśmy nadnercza z ciał myszy, aby nie mogły one wytwarzać hormonów podobnych do kortyzolu, ich włosy wciąż siwiały pod wpływem stresu”.

Po systematycznym eliminowaniu różnych możliwości badacze doszli do współczulnego układu nerwowego, który jest odpowiedzialny za mobilizację organizmu w stresujących sytuacjach.

Współczulne nerwy rozgałęziają się w każdym mieszku włosowym na skórze. Naukowcy odkryli, że stres powoduje, że nerwy te uwalniają chemiczną noradrenalinę, którą pochłaniają pobliskie komórki macierzyste regenerujące pigment.

W mieszku włosowym niektóre komórki macierzyste działają jako rezerwuar komórek wytwarzających pigment. Podczas regeneracji włosów niektóre komórki macierzyste przekształcają się w komórki wytwarzające pigment, które zabarwiają włosy.

Naukowcy odkryli, że noradrenalina z nerwów współczulnych powoduje nadmierną aktywację komórek macierzystych. Wszystkie komórki macierzyste przekształcają się w komórki wytwarzające pigment, przedwcześnie wyczerpując barwnik.

„Kiedy zaczęliśmy to badać, spodziewałem się, że stres jest szkodliwy dla organizmu, ale szkodliwy wpływ stresu, który odkryliśmy, wykracza poza to, co sobie wyobrażałem”, ‒ powiedział Hsu. „Po zaledwie kilku dniach wszystkie komórki macierzyste regenerujące pigment zostały utracone. Po ich zniknięciu nie można już regenerować pigmentu. Szkody są trwałe.”

Odkrycia podkreślają negatywne skutki uboczne skądinąd ochronnej reakcji ewolucyjnej – twierdzą naukowcy.

„Ostry stres, szczególnie odpowiedź w postaci walki lub ucieczki, tradycyjnie uważany był za korzystną strategię dla przeżycia zwierzęcia. Ale w tym przypadku ostry stres powoduje trwałe wyczerpanie komórek macierzystych” ‒ powiedział doktor habilitowany Bing Zhang, główny autor badania.

Aby połączyć stres z siwieniem włosów, naukowcy rozpoczęli od reakcji całego ciała i stopniowo przybliżali się do poszczególnych narządów, interakcji między komórkami i ostatecznie aż do dynamiki molekularnej. Proces ten wymagał różnych narzędzi badawczych, w tym metod manipulowania narządami, nerwami i receptorami komórkowymi.

„Aby przejść od najwyższego poziomu do najdrobniejszego szczegółu, współpracowaliśmy z wieloma naukowcami z różnych dziedzin, stosując kombinację różnych podejść do rozwiązania bardzo fundamentalnego pytania biologicznego” ‒ powiedział Zhang.

 „Wiemy, że neurony obwodowe silnie regulują funkcje narządów, naczynia krwionośne i odporność, ale mniej wiadomo o tym, jak regulują komórki macierzyste” ‒ powiedział Chiu.

„Dzięki tym badaniom wiemy teraz, że neurony mogą kontrolować komórki macierzyste i ich funkcje oraz mogą wyjaśnić, w jaki sposób oddziałują na poziomie komórkowym i molekularnym, aby powiązać stres z siwieniem włosów”.

Odkrycia te mogą pomóc w wyjaśnieniu szerszych skutków stresu na różne narządy i tkanki. To zrozumienie utoruje drogę dla nowych badań, które mają na celu modyfikację lub zablokowanie szkodliwych skutków stresu.