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Wie der Stress von „Kampf- oder Flucht“-Reaktion unsere Haare weiß werden lässt

26. Januar 2020 | Bewusstsein | Spiritualität | Gesundheit | Ernährung | Medizin | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

 

Signale aus dem sympathischen Nervensystem von Mäusen führen bei Stress zur Erschöpfung einer Stammzellpopulation in den Haarfollikeln. Diese Entdeckung gibt Aufschluss darüber, warum Stress die Haare vorzeitig ergrauen lässt.

Es wurde gesagt, dass Marie Antoinettes Haare in der Nacht vor ihrer Enthauptung vollständig weiß wurden. Diese Geschichte mag nicht echt sein, aber das rasche Ergrauen der Haare wird heute allgemein als Marie-Antoinette-Syndrom bezeichnet. Es wird oft angenommen, dass es durch Stress verursacht wird – ein Phänomen, das vielleicht am besten durch Fotos von Staatsoberhäuptern vor und nach ihrer Amtszeit veranschaulicht wird. Die relativen Beiträge des Alterns, der genetischen Faktoren und des Stresses zum Ergrauen sind jedoch nicht bekannt – zum Teil aufgrund eines mangelnden mechanistischen Verständnisses des Prozesses. Zhang et al., die in Nature schreiben, identifizieren den Mechanismus, der das vorzeitige Ergrauen von Mäusen, die unter Stress gestanden haben, steuert.

Die durchschnittliche menschliche Kopfhaut hat 100.000 Haarfollikel, und eine breite Palette von Haarfarben ist in der menschlichen Bevölkerung zu finden. Die Haarfarbe wird von Zellen, den so genannten Melanozyten, bestimmt, die verschiedene Kombinationen von lichtabsorbierenden Melaninpigmenten produzieren. Melanozyten werden von Melanozyten-Stammzellen (MeSCs) abgeleitet, die sich in einem Teil des Haarfollikels, dem sogenannten Bulge, befinden. Der normale Haarzyklus wird in drei Phasen unterteilt: die Regeneration der Haarfollikel (Anagen), die Degeneration (Katagen) und die Ruhe (Telogen). Die Melanozytenproduktion beginnt früh in der Anagenphase. Mit zunehmendem Alter wird der Pool an MeSCs allmählich erschöpft – und so wird das pigmentierte Haar „salz- und pfefferfarben“, dann wird es grau und schließlich nach einem vollständigen Verlust von Pigmenten in allen Haarfollikeln weiß.

Abgesehen vom Altern gibt es mehrere Faktoren, die ein vorzeitiges Ergrauen verursachen, darunter Ernährungsmängel, Störungen wie Alopecia areata oder Vitiligo und Stress,. Zhang et al. wollten die Rolle von Stress beim Ergrauungsprozess bei Mäusen testen. Sie setzten die Tiere während verschiedener Phasen des Haarwachstums drei verschiedenen Stressfaktoren aus – Schmerz, Zurückhaltung und einem Modell für psychischen Stress. Jeder Stressfaktor verursachte eine Verarmung der MeSCs aus der Wulstregion, was schließlich zur Entwicklung von Flecken mit weißem Haar führte.

 

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Die vorherrschenden Theorien besagen, dass stressbedingtes Ergrauen Hormone (wie Kortikosteron) oder Autoimmunreaktionen einschließt. Zhang und Kollegen untersuchten diese potenziellen Mechanismen, indem sie zunächst die Kortikosteron-Signalübertragung verhinderten und dann Tiere Streß ausgesetzt haben, was ihr Immunsystem beeinträchtigt hatten. In beiden Fällen kam es nach dem Stress zu einer Ergrauung, was darauf hinweist, dass weder Kortikosteron noch Autoimmunreaktionen eine MeSC-Abreicherung verursachen. Die Autoren fanden jedoch heraus, dass die MeSCs β2-adrenerge Rezeptoren exprimieren, die auf Noradrenalin reagieren – ein Neurotransmitter-Molekül, das an der „Kampf- oder Flucht“-Reaktion auf Stress beteiligt ist. Der Verlust dieses Rezeptors speziell bei MeSCs, blockierte das stressbedingte Ergrauen vollständig.

Die Nebennieren sind die Hauptquelle des zirkulierenden Noradrenalins. Überraschenderweise entdeckten die Forscher jedoch, dass die Entfernung dieser Drüsen das Ergrauen als Reaktion auf Stress bei den Mäusen nicht verhinderte.

Eine weitere Quelle von Noradrenalin ist das sympathische Nervensystem (SNS), das als Reaktion auf Stress sehr aktiv ist und die Kampf- oder Fluchtreaktion steuert. Zhang und Kollegen zeigten, dass die Ausstülpungen von sympathischen Neuronen hochgradig innerviert sind und dass die Ablation des SNS mit Hilfe eines Neurotoxinmoleküls oder die Blockierung der Noradrenalinfreisetzung aus den sympathischen Neuronen ein stressbedingtes Ergrauen verhindert. Als nächstes generierten die Autoren Mäuse, bei denen sympathische Neuronen akut aktiviert werden konnten, und stellten fest, dass die Überaktivierung des SNS bei diesen Mäusen ein Ergrauen in Abwesenheit von Stress verursachte. Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass das von aktiven sympathischen Neuronen freigesetzte Noradrenalin eine MeSC-Verarmung auslöst (Abb. 1b). Interessanterweise fanden Zhang et al. heraus, dass die Neigung eines Gebietes, sich grau zu verfärben, mit dem Grad seiner sympathischen Innervation korreliert.

Wie genau verursacht die sympathische Aktivität eine Depletion von MeSCs aus Haarfollikeln? Normalerweise werden diese Stammzellen in einem ruhenden Zustand gehalten, bis ein Nachwachsen der Haare erforderlich ist. Als die Forscher jedoch mit einem fluoreszierenden Protein markierte MeSCs verfolgten, entdeckten sie, dass die Proliferation und Differenzierung von MeSCs unter extremem Stress oder unter Exposition gegenüber einem hohen Noradrenalinspiegel deutlich zunimmt. Dies führt zu einer Massenmigration von Melanozyten aus der Ausbuchtung und hinterlässt keine verbleibenden Stammzellen. Um dieses Ergebnis weiter zu bestätigen, unterdrückten die Forscher die Proliferation der MeSC pharmakologisch und genetisch. Als die Proliferation gedämpft wurde, wurden die Auswirkungen von Stress auf die Proliferation, Differenzierung und Migration der MeSC blockiert.

 

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Die Arbeit von Zhang und Kollegen wirft mehrere Fragen auf. Ist zum Beispiel der Mechanismus, der der Erschöpfung des MeSC als Reaktion auf Stress zugrunde liegt, derselbe, der das Ergrauen während des Alterns verursacht? Zukünftige Experimente, die die SNS-Aktivität über einen längeren Zeitraum modulieren, würden bestimmen, ob das altersbedingte Ergrauen verlangsamt oder beschleunigt werden kann. Vielleicht haben MeSCs in Abwesenheit von sympathischen Signalen die Fähigkeit zur unbegrenzten Regeneration, was auf einen Weg hinweist, das altersbedingte Ergrauen zu verzögern.

Sind andere Stammzellpools ähnlich anfällig für eine Stammzellabnahme als Reaktion auf Stress, wenn sie oder die Zellen, aus denen ihre Nische besteht, β2-adrenerge Rezeptoren exprimieren? Zur Unterstützung dieser Idee befinden sich die hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (HSPC), die Blut- und Immunlinien bilden, in einer Knochenmarksnische, die Stromazellen enthält, und die Stimulation dieser Zellen durch das SNS bewirkt, dass die HSPC ihre Nische verlassen. Vielleicht werden HSPC durch Stress, wie die MeSCs, erschöpft – was teilweise erklären könnte, warum die Immunfunktion als Reaktion auf chronischen Stress beeinträchtigt ist. Ob diese Art von Beziehung über MeSCs und HSPCs hinausgeht, ist eine offene Frage.

Es ist faszinierend, zu überlegen, welchen möglichen evolutionären Vorteil ein stressbedingtes Ergrauen bringen könnte. Da graue Haare meist mit dem Alter zusammenhängen, könnte sie mit Erfahrung, Führung und Vertrauen in Verbindung gebracht werden. Zum Beispiel können erwachsene männliche Silberrücken-Berggorillas (Gorilla beringei beringei), die nach Erreichen der vollen Reife graue Haare auf dem Rücken bekommen, später einen Gorillatrupp anführen. Vielleicht hat ein Tier, das genug Stress ertragen hat, um sich graue Haare zu „verdienen“, einen höheren Platz in der sozialen Ordnung, als es das Alter des Individuums normalerweise zulässt.

Die Verbindung der Punkte zwischen Stress, Kampf oder Flucht, Stammzellenabbau und vorzeitigem Ergrauen eröffnet mehrere Möglichkeiten für zukünftige Forschung. Über die Entwicklung von Therapien gegen das Ergrauen hinaus verspricht die Arbeit von Zhang und Kollegen ein besseres Verständnis dafür, wie Stress andere Stammzell-Pools und ihre Nischen beeinflusst

 

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