Οι άνθρωποι αντιδρούν στις στρεσογόνες καταστάσεις μέσω μίας σειράς καλά ενορχηστρωμένων εξελικτικών προσαρμογών. Όταν πρέπει να αντιμετωπίσουν ένα αρπακτικό που ψάχνει το επόμενό του θήραμα ή το άγχος για την απόλυση από μία εργασία, απελευθερώνουν πολυάριθμες ορμόνες που σχετίζονται μετο στρες. Ο καρδιακός ρυθμός επιταχύνεται, η αναπνοή εντείνεται, οι μύες τείνονται και εμφανίζονται σταγονίδια ιδρώτα.

Η γνωστή αυτή αντίδραση «fight-or-flight» ήταν ιδιαίτερα χρήσιμη στους προγόνους μας, ωστόσο η συνεχής ενεργοποίησή της σήμερα είναι επιβλαβής. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει πλέον ότι το στρες μπορεί να επιδεινώσει αρκετές παθήσεις, μεταξύ των οποίων η κατάθλιψη, ο διαβήτης, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, το AIDS και το άσθμα. Μία θεωρία που ελπίζει να δώσει εξήγηση στη σύνδεση μεταξύ τους στρες και των παραπάνω παθήσεων, ενοχοποιεί τα μιτοχόνδρια, τα μικροσκοπικά δηλαδή σωματίδια παραγωγής ενέργειας στο εσωτερικό των κυττάρων.

Κάθε κύτταρο περιέχει εκατοντάδες μιτοχόνδρια, οργανίδια τα οποία προσφέρουν στο κύτταρο την ενέργεια που χρειάζεται για τη φυσιολογική του λειτουργία. Τα μιτοχόνδρια φέρουν το δικό τους κυκλικό γονιδίωμα το οποίο φέρει 37 γονίδια. Το γονιδίωμα αυτό κληρονομείται εξ’ολοκλήρου από τη μητέρα, επομένως αυτό παραμένει σχεδόν αμετάβλητο από τη μία γενιά στην επόμενη.

Ωστόσο, η απόκριση fight-or-flight επιβαρύνει τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Αυτά πρέπει να παράξουν περισσότερη ενέργεια προκειμένου να επιταχύνουν τον καρδιακό ρυθμό, να διατείνουν τους πνεύμονες και προκαλέσουν τάση των μυών, γεγονός που τα καθιστά πιο ευάλωτα σε διάφορες βλάβες. Σε αντίθεση με το πυρηνικό DNA ωστόσο, τα μιτοχόνδρια φέρουν ελάχιστους μηχανισμούς επιδιόρθωσης. Πρόσφατες έρευνες σε πειραματόζωα έχουν δείξει επίσης ότι το χρόνιο στρες, εκτός από τις μιτοχονδριακές βλάβες που προκαλεί στις περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο ιππόκαμπος, ο υποθάλαμος και ο φλοιός, προκαλεί επίσης απελευθέρωση του μιτοχονδριακού DNA στο κυτταρόπλασμα και τελικά στο αίμα.

Τα παραπάνω δεν αποτελούν απλά κυτταρικά απόβλητα. «Το κυκλοφορούν μιτοχονδριακό DNA δρα ως ορμόνη», είπε ο Μάρτιν Πικάρντ, ένας ψυχοβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κολούμπια, ο οποίος μελετά τη συμπεριφορά των μιτοχονδρίων. Η εξαγωγή του μιτοχονδριακού DNA από το κύτταρο ομοιάζει σε κάποιο βαθμό την απελεθυέρωση κορτιζόλης από τα επινεφρίδια ως απόκριση στο στρες. Ορισμένα κύτταρα παράγουν το κυκλοφορούν μιτοχονδριακό DNA και, όπως συμβαίνει και με τα επινεφρίδια, η απελευθέρωσή του προκαλείται από το στρες.

Με σκοπό να διερευνήσουν πώς το ψυχολογικό στρες προκαλεί απελευθέρωση του μιτοχονδριακού DNA από τα κύτταρα, ο Πικάρντ και η ομάδα του ανέπτυξαν ένα γρήγορο τεστ. Ζήτησαν από 50 υγείς άνδρες και γυναίκες να υπερασπιστούν τον εαυτό τους απέναντι σε μία ψευδή κατηγορία μπροστά σε μία κάμερα. Στη συνέχεια, οι ερευνητές έλαβαν δείγμα αίματος από τους εθελοντές το οποίο συνέκριναν με αίμα που είχαν λάβει πριν από το τεστ. Αν και το παραπάνω στρες διήρκησε μόλις 5 λεπτά, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι τα επίπεδα του μιτοχονδριακού DNA στο αίμα είχαν υπερδιπλασιαστεί 30 λεπτά μετά από το τεστ. Τα αποτελέσματα αυτά, που αυτή τη στιγμή βρίσκονται υπό εξέταση, παρέχουν τα πρώτα σαφή στοιχεία ότι τα τμήματα του μιτοχονδριακού DNA που βρίσκονται στο αίμα μπορεί να προκαλέσουν στρες σε άλλα όργανα του σώματος.

Προηγούμενες έρευνες είχαν επίσης παρατηρήσει ότι το κυκλοφορούν μιτοχονδριακό DNA αποτελεί χαρακτηριστικό της απόκρισης στο στρες. Το 2016, μία ομάδα ερευνητών από τη Σουηδία δημοσίευσε τις παρατηρήσεις της στο περιοδικό Translational Psychiatry. Οι ερευνητές είχαν παρατηρήσει αυξημένα επίπεδα μιτοχονδριακού DNA έξω από τα κύτταρα σε 37 άτομα με πρόσφατο ιστορικό απόπειρας αυτοκτονίας. Φέτος, η ίδια ομάδα ερευνητών δημοσίευσε μία νέα μελέτη στο περιοδικό Neuropsychopharmacology, η οποία έδειχνε ότι οι ασθενείς με μείζονα κατάθλιψη είχαν αυξημένα επίπεδα κυκλοφορούντος μιτοχονδριακού DNA και τα επίπεδα αυτά παρέμεναν υψηλά στους ασθενείς που δεν αποκρίθηκαν ικανοποιητικά στην αντικαταθλιπτική αγωγή.

Οι έρευνες αποτελούν μέρος ενός ευρύτερου πεδίου έρευνας πάνω στο μιτοχονδριακό DNA. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν πλέον ότι τα μικρά οργανίδια αυτά έχουν επιδράσεις σε ένα μεγάλο εύρος παθήσεων. «Το μιτοχονδριακό DNA είναι ίσως το πιο ευαίσθητο κομμάτι του οργανισμού», είπε ο Ντάγκλας Γουάλας, διευθυντής στο Κέντρο Μιτοχονδριακής και Επιγενωμικής Ιατρικής στη Φιλαδέλφια. «Αν τα μιτοχόνδρια αισθάνονται κάποιο πρόβλημα, τότε ολόκληρος ο οργανισμός κινδυνεύει», είπε.

Σε μία δική του έρευνα, ο Γουάλας έδειξε ότι οι μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό DNA είναι πιο κοινές στους ασθενείς με διαταραχές αυτισμού σε σχέση με τους νευροτυπικούς ενήλικες. Στο παρελθόν, άλλες έρευνες είχαν συνδέσει τη δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων με σχιζοφρένεια, νόσο Alzheimer, αρθρίτιδα και καρκίνο, διαταραχές με κοινό χαρακτηριστικό τη φλεγμονή, σημείωσε ο Πικάρντ.

Πώς όμως το μιτοχονδριακό DNA που εξέρχεται από τα κύτταρα μπορεί να προκαλέσει φλεγμονή; Μία έρευνα που δημοσιεύτηκε το 2010 στο επιστημονικό περιοδικό Nature έδωσε την απάντηση. Σε αυτή, οι ερευνητές έδειξαν τον τρόπο με τον οποίο το μιτοχονδριακό DNA, όταν απελευθερώνεται  στο αίμα μετά από ένα τραυματισμό, κινητοποιεί μία προφλεγμονώδη ανοσιακή απόκριση. Λόγω της μιτοχονδριακής προέλευσης των μιτοχονδρίων και της κυκλικής δομής που έχει το DNA τους, το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να τα θεωρήσει εξωτερικούς εισβολείς. Όταν το κυκλοφορούν μιτοχονδριακό DNA προσδεθεί σε ένα συγκεκριμένο υποδοχέα των ανοσιακών κυττάρων, τον TLR9, αυτά αποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα εξωτερικό εισβολέα, όπως ο ιός της γρίπης ή ένα μολυσμένο τραύμα. Τα ανοσιακά κύτταρα απελευθερώνουν χημικές ουσίες που λέγονται κυτοκίνες οι οποίες πληροφορούν τα υπόλοιπα λευκά αιμοσφαίρια ότι πρέπει να συγκεντρωθούν στις περιοχές της λοίμωξης, της φλεγμονής ή του τραύματος.

Συνολικά, η συνεχώς αυξανόμενη γνώση μας πάνω στο κυκλοφορούν μιτοχονδριακό DNA οριοθετεί τον τρόπο με τον οποίο το ψυχολογικό στρες οδηγεί σε εκτεταμένη φλεγμονή, είπε ο Πικάρντ. «Τα μιτοχόνδρια αποτελούν το άγνωστο κομμάτι που συνδέει την ψυχολογική κατάσταση και τις νευρολογικές ή άλλες διαταραχές που σχετίζονται με φλεγμονή», συμπλήρωσε.

Αυτή είναι μία ενδιαφέρουσα νέα προσέγγιση που διαφέρει από τις παραδοσιακές, ανατομικές προσεγγίσεις των διαφόρων νόσων, όπως η συρρίκνωση του εγκεφάλου στους ασθενείς με κατάθλιψη. Όπως φαίνεται, η αντιστοίχηση των παθήσεων όπως η κατάθλιψη με χαρακτηριστικά όπως η συρρίκνωση του εγκεφάλου  δεν ήταν ικανή να εξηγήσει τα πάντα, είπε ο Μπρους ΜακΙούεν, ένας νευροενδοκρινολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ρόκεφέλλερ. «Στην περίπτωση αυτή, θα μπορούσαμε να χορηγήσουμε εκλεκτικούς αναστολείς επαναπρόσληψης σεροτονίνης σε όλους τους ασθενείς με κατάθλιψη, ωστόσο γνωρίζουμε ότι τα αντικαταθλιπτικά δεν είναι το ίδιο αποτελεσματικά σε όλους τους ασθενείς».

Αν στο μέλλον περισσότερα δεδομένα αναδείξουν τη σημαντικότητα της υγείας των μιτοχονδρίων μπορεί να χρειαστεί να αναπτυχθούν νέα φάρμακα. Τα τελευταία θα στοχεύουν τη ρύθμιση της κυτταρικής παραγωγής ενέργειας και μπορεί να αποτελέσουν την πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στις ψυχιατρικές και βιολογικές παθήσεις.

Βιβλιογραφία: Scientific American