Феномен ускоренного поседения от стресса вызван потерей стволовых клеток в волосяных фолликулах. К такому выводу пришли ученые, которые вводили мышам токсин и следили за состоянием их кожи. Они обнаружили, что под действием стресса клетки-предшественники меланоцитов исчезают из фолликулов, а посредником в этом процессе служит норадреналин. Работа опубликована в журнале Nature.
В литературе часто встречаются истории о том, что какой-нибудь персонаж «поседел за одну ночь». Так, например, рассказывали и об императрице Марии Антуанетте, которая якобы поседела после того, как провалился ее побег во время Французской Революции. Несмотря на то, что эти рассказы не всегда выглядят правдоподобно, врачи действительно несколько раз описали у людей феномен ускоренного поседения (он же синдром Марии Антуанетты).
Причиной такого резкого поседения обычно называют стресс, однако до сих пор неясно, как именно он действует на волосы. Можно предположить, например, что дело в клетках-меланоцитах, которые придают цвет волосам. Они образуются рядом с волосяным фолликулов из соответствующих стволовых клеток. Под действием стресса могут разрушаться сами меланоциты, их клетки-предшественники или только пигмент меланин.
Бин Чжан (Bing Zhang) из Гарвардского университета и его коллеги решили разобраться в этом вопросе, поскольку их интересует регенерация тканей и то, как она изменяется под действием стресса. Исследователи работали с черными лабораторными мышами. Чтобы подобрать оптимальные стрессовые условия для поседения, три группы мышей поставили в разные стрессовые ситуации.
Первой группе досталось обездвижение: животных помещали в тесную клетку на несколько часов или несколько дней. На вторую группу действовали хроническим непредсказуемым стрессом: качание клетки, резкая смена освещенности, пересаживание из клетки в клетку, обездвижение и так далее. Третьей группе достался физиологический стресс: животным вкалывали ресинифератоксин — аналог капсаицина из жгучего перца. Затем мышей брили налысо, чтобы ускорить рост волос, и подсчитывали, на каком проценте от общей площади вырастут седые волосы. Самым эффективным способом вызвать поседение оказался последний: после инъекций почти 30 процентов кожи животных покрылись седой шерстью. Правда, произошло это не за одну ночь, как пишут в книгах, а за пару недель — столько времени нужно для смены одного поколения волос у мышей.
Ученые проверили, что под действием токсина мыши действительно испытали физиологический стресс: концентрация кортикостерона в их крови выросла в три раза, а норадреналина — в десяток раз. Затем они подтвердили, что стресс и поседение были вызваны именно токсином: они ввели мышам анальгетик и обнаружили, что уровень гормонов при этом не отличался от контрольной группы (которая не получала токсина), а седые волосы покрыли всего несколько процентов кожи (по сравнению с 30 процентами — без анальгетика).
Чтобы выяснить, на какие именно клетки влияет стресс, ученые ввели токсин животным на поздних стадиях роста фолликулов. В этот момент в волосе уже сформированы зрелые меланоциты, а стволовые клетки находятся отдельно — в мешочке рядом с фолликулом. После инъекции токсина зрелые меланоциты продолжили производить меланин, а вот стволовых клеток стало в пять раз меньше. Таким образом, ученые обнаружили, что стресс не влияет на «готовые» волосы, а только на производство новых пигментированных клеток.
На следующем этапе работы исследователи искали посредника между стрессом и стволовыми клетками. Таковым могли оказаться, например, иммунные клетки — однако мыши-мутанты, лишенные разных элементов иммунной системы, поседели так же, как и обычные животные. В роли посредника также могли выступить кортикостерон и норадреналин. Однако искусственное повышение уровня кортикостерона не заставило животных поседеть, в отличие от норадреналина: когда его вводили животным под кожу, то даже в отсутствие болезненных инъекций волосы теряли пигментацию в местах укола.
Норадреналин может попадать в ткани из двух источников. Первый — это надпочечники, второй — симпатические нервные волокна. Когда ученые вводили токсин мышам с удаленными надпочечниками, животные все равно седели. Поэтому исследователи предположили, что волосяные фолликулы «узнают» о стрессе от симпатической нервной системы. И действительно: когда животным ввели нейротоксин, который уничтожает симпатические волокна, они перестали седеть в ответ на болевой стресс.
Наконец, исследователи выяснили, что происходит со стволовыми клетками в ответ на стресс. Окрасив волосяные фолликулы животных, которые получили болезненный укол, они заметили, что на препаратах нет следов гибели стволовых клеток или повреждения ДНК в их ядре. Наоборот, клетки активно делились или передвигались.
По итогам экспериментов авторы работы выстроили следующую цепь событий: когда на организм действует стрессовый фактор, на него реагируют симпатические нервные волокна. Они выделяют норадреналин, который заставляет стволовые клетки, предшественники меланоцитов, делиться и мигрировать. Судя по всему, это и является причиной потери пигментации: в норме стволовые клетки должны находиться в определенном месте фолликула и размножаются редко. Когда же они делятся слишком часто, то их ресурсы истощаются, а в процессе миграции они часто покидают фолликул, и в итоге не могут восполнить запас меланоцитов. Авторы работы отмечают, что в дальнейшем было бы интересно проверить, участвуют ли эти процессы в «запланированной», возрастной потере пигментации волос.
Мы уже писали о предыдущих гипотезах, которые могли бы описать поседение — например, что оно связано с нарушением работы иммунитета. Еще мы рассказывали о том, что кремы для осветления кожи могут содержать токсичные соединения ртути, а цвет кожи можно изменить с помощью половых гормонов.
