Naukowcy odkryli biologiczny czynnik wywołujący wczesne dojrzewanie płciowe

Nowe badanie przeprowadzone w laboratorium Branhouse'a wykazało, w jaki sposób trudności we wczesnym dzieciństwie wywołują przedwczesne dojrzewanie i lęki w późniejszym życiu, co otwiera drogę do potencjalnych interwencji.

Wiek rozpoczęcia dojrzewania ulega obniżeniu od dziesięcioleci.

W Stanach Zjednoczonych średni wiek rozpoczęcia dojrzewania u dziewcząt wynosi od 8,8 do 10,3 lat. Wczesne rozpoczęcie dojrzewania, które wiąże się z wieloma zagrożeniami dla zdrowia, może być spowodowane przewlekłym stresem u dzieci.

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Northeastern University, opublikowane w czasopiśmie Hormones and Behavior, jako pierwsze wykazało, że stres we wczesnym dzieciństwie wpływa na część mózgu — konkretnie na białko w błonie komórkowej — odpowiedzialną za zapobieganie przedwczesnemu dojrzewaniu.

Receptor w mózgu może hamować uwalnianie hormonów lub „hamować” wczesne dojrzewanie. Receptor przestaje funkcjonować normalnie pod wpływem przewlekłego stresu, uruchamiając kaskadę sygnałów, która prowadzi do wczesnego rozpoczęcia dojrzewania, według badaczy z Northeastern University.

Badania wykazały, że dzieci, które wcześnie zaczynają dojrzewać, są narażone na rozwój nowotworów układu rozrodczego, zespołów metabolicznych, takich jak cukrzyca, chorób układu krążenia, a także problemów emocjonalnych i społecznych w wieku dorosłym.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia doprowadzą w przyszłości do opracowania interwencji medycznych.

„Wczesne dojrzewanie jest ważne, ponieważ wydaje się być powiązane z psychopatologiami w późniejszym okresie życia, takimi jak zaburzenia lękowe” — mówi Heather Branhouse, profesor psychologii na Northeastern University. „Fizjologiczne schorzenia medyczne mogą być również powiązane z wczesnym dojrzewaniem”.

Branhaus zauważa, że biologiczny mechanizm, dzięki któremu stres we wczesnym dzieciństwie prowadzi do przedwczesnego dojrzewania, pozostaje w dużej mierze nieznany.

Nowe badanie przeprowadzone w laboratorium Branhouse'a na Northeastern University pozwoliło na zidentyfikowanie receptora — części komórki mózgowej, która odbiera sygnały od innej komórki — w podwzgórzu, obszarze mózgu kontrolującym wiele funkcji organizmu za pośrednictwem hormonów.

Z poprzednich badań naukowcy wiedzieli, że przedwczesne dojrzewanie u dziewcząt wiąże się z wczesnymi problemami i że wczesne dojrzewanie jest zapowiedzią lęków w okresie dojrzewania i dorosłości.

Naukowcy postanowili potwierdzić te odkrycia i zidentyfikować biologiczny czynnik wyzwalający w mózgu przedwczesne dojrzewanie.

Lauren Granata, absolwentka Northeastern University z tytułem doktora psychologii, była współautorką badania i przeprowadziła badania na modelach zwierzęcych. Początkowo pomysł, że stres wywołuje dojrzewanie, wydawał się jej sprzeczny z intuicją.

„Teraz wiadomo, że stres hamuje reprodukcję” — mówi Granata. „Uważałem, że jest wiele okazji, aby nauczyć się czegoś nowego”.

Naukowcy najpierw potwierdzili hipotezę, że wczesne niedole dzieciństwa rzeczywiście powodują wczesną dojrzałość u szczurów. Praca z modelem zwierzęcym, mówi Granata, pozwoliła im wyizolować jeden konkretny czynnik — zaburzoną relację z matką — oprócz innych czynników, takich jak odżywianie.

Granata dodaje oczywiście, że to, co dzieje się u ludzi, nie zawsze bezpośrednio koreluje z modelem zwierzęcym, ale stanowi dobry dowód na to, że dysfunkcyjna opieka matczyna we wczesnym okresie życia może być jednym z czynników regulujących wczesne dojrzewanie.

„Największą traumą dla dziecka lub rozwijającego się gryzonia jest manipulacja i zerwanie relacji opiekun-opiekun” – mówi Branhouse.

Inne negatywne doświadczenia, jakich ludzie mogą doświadczyć w dzieciństwie, to zaniedbanie, brak środków i nadużycia – dodaje.

Aby znaleźć biomarker, czyli biologiczną cząsteczkę w mózgu, której stan wskazuje na wczesne lub normalne dojrzewanie, Granata przyjrzała się podwzgórzu, ponieważ jak wiadomo, to właśnie ono odpowiada za to, kiedy dana osoba przejdzie okres dojrzewania, i odpowiada za inne ważne funkcje.

„Istnieją komórki, które ulegają aktywacji i uwalniają pewne białka i peptydy [hormony], które inicjują dojrzewanie” – mówi Branhouse.

Granata odkryła, że te komórki mózgowe faktycznie zaczynają ekspresję i uwalnianie tych białek wcześniej u samic szczurów, które zostały oddzielone od swoich matek. Zidentyfikowała specyficzny receptor, CRH-R1, w podwzgórzu, który tłumi przedpokwitaniowe i jest dotknięty przewlekłym stresem.

„Można to sobie wyobrazić jako nieustanną walkę między sygnałem „start” i sygnałem „stop” [w mózgu]” – mówi Granata.

Hormony stresu zazwyczaj działają jak „hamulce” dojrzewania, ponieważ powodują, że receptor CRH-R1 hamuje uwalnianie hormonów potrzebnych do dojrzewania. Dlatego też postawili hipotezę, że nie było to pojedyncze zdarzenie stresowe, ale przewlekły stres, który osłabiał „hamulce” dojrzewania lub sprawiał, że receptor był mniej wrażliwy na hormony stresu.

Wyzwala to kaskadę sygnałów w mózgu i ciele.

„Teraz wszystkie sygnały „start” mają wolną rękę i mówią: „Czas dojrzewania”” – mówi Granata.

Podwzgórze uwalnia określone hormony, które nakazują układowi poluzowanie hamulców i produkcję estrogenu i testosteronu, które odpowiadają za wzrost i utrzymanie tkanek rozrodczych.

Naukowcy nie zaobserwowali przyspieszonego dojrzewania u samców szczurów, które również zostały oddzielone od matek.

Aby zbadać powiązania między przeciwnościami losu a traumą z dzieciństwa i lękiem u nastolatków i dorosłych, naukowcy wykorzystali akustyczny strach – serie dźwięków przerywające biały szum tła – u samic szczurów po okresie dojrzewania. Eksperyment wykazał istotną negatywną korelację między wiekiem dojrzewania a wielkością reakcji akustycznego strachu, która jest związana z zaburzeniami.

Granata twierdzi, że szczur, który rozpoczął dojrzewanie wcześniej, wykazywał większy poziom lęku jako nastolatek.

Mamy nadzieję, że wyniki tych badań pozwolą na opracowanie interwencji i metod leczenia dla dziewcząt, u których w okresie dojrzewania i dorosłości występuje większe ryzyko wystąpienia stanów lękowych i depresji ze względu na wczesne dojrzewanie.