Cabelos grisalhos atípicos: despigmentação dos cabelos devido ao estresse

Na vida cotidiana, há uma frase comum "fique cinza de medo". Suas várias interpretações são encontradas em filmes, literatura e até animação. Via de regra, percebemos essa frase como uma forma de hiperbolizar a situação que ocorre com o personagem, mas mesmo nela há implicações científicas. Cientistas de Harvard (EUA) realizaram uma série de testes com ratos de laboratório, que mostraram que um certo nível de estresse em situações de “correr ou lutar” leva a danos irreversíveis às células-tronco regeneradoras de pigmentos nos folículos capilares. Que tipo de testes foram realizados, o que exatamente acontece com os cabelos grisalhos devido ao estresse e qual é o futuro deste estudo? Aprendemos sobre isso com o relatório dos cientistas. Vamos lá

Base de estudo

A história está cheia de casos em que uma pessoa fica cinza de estresse. Por exemplo, os contemporâneos de Maria Antonieta escreveram que ela ficou cinza durante a noite da Revolução Francesa. No entanto, essas afirmações, se verdadeiras, são o resultado de observações empíricas, não de pesquisas científicas. Um fenômeno semelhante (cabelos grisalhos devido ao estresse) foi considerado bastante raro, portanto, atenção especial não foi encontrada na comunidade científica. No entanto, no trabalho que estamos considerando hoje, os cientistas estabeleceram a verdade desse fenômeno realizando experimentos com ratos.

Verificou-se que o acinzentado dos pêlos em ratos causado por estresse severo ocorre devido ao rápido esgotamento das células-tronco dos melanócitos * .

Melanócitos * são células da pele que produzem o pigmento melanina.

Os cientistas usaram uma combinação de vários métodos ( adrenalectomia * , desnervação * , quimiogenética * , ablação celular e adrenorreceptores incapacitantes * ) para confirmar que a perda induzida por estresse das células-tronco dos melanócitos é independente do ataque imunológico ou dos hormônios do estresse adrenal.

Adrenalectomia * - remoção cirúrgica de uma ou duas glândulas supra-renais.

Denervação * - uma violação intencional da conexão de um órgão ou tecido de um organismo com seu sistema nervoso.

Quimogenética * - os processos de construção de macromoléculas para interação com pequenas moléculas não reconhecidas anteriormente.

Ablação * - remoção ou cauterização de uma área específica de tecido de um órgão específico.

Receptores adrenérgicos * - receptores de substâncias adrenérgicas, ou seja, reagindo à adrenalina e noradrenalina.

De fato, o acinzentado ocorre devido à ativação dos nervos simpáticos que inervam o nicho das células-tronco dos melanócitos. Sob estresse, a ativação desses nervos simpáticos leva à liberação do neurotransmissor norepinefrina (também conhecida como norepinefrina). E isso leva à rápida proliferação (reprodução por divisão) de células-tronco silenciosas de melanócitos e é acompanhado por sua diferenciação, migração e esgotamento constante. Se a proliferação de células-tronco dos melanócitos for suprimida, o envelhecimento do cabelo causado pelo estresse pode ser evitado com sucesso.

O folículo piloso contém duas populações de células-tronco: células-tronco foliculares (HFSC), que são tecidos epiteliais, e células-tronco de melanócitos (MeSC), originárias da crista neural. O HFSC e o MeSC geralmente estão em repouso, com exceção do anágeno inicial (fase de crescimento ativo), quando são ativados simultaneamente para regenerar os cabelos pigmentados. A ativação do HFSC produz um novo folículo piloso, enquanto a ativação do MeSC gera melanócitos diferenciados que migram para baixo, enquanto o MeSC permanece próximo da protuberância * .

Bulge * - um nicho onde as células-tronco estão localizadas, localizadas entre a abertura da glândula sebácea e o músculo capilar envolvido na elevação dos pelos ("arrepios").

No bulbo capilar, os melanócitos diferenciados sintetizam a melanina para manchar os cabelos recém-regenerados, a partir da raiz. Na catágena (fase de repouso), os melanócitos maduros são destruídos, deixando apenas os MeSCs que iniciarão novos estágios de melanogênese em ciclos futuros.

Um comportamento tão preciso e, poder-se-ia dizer, previsível de MeSC e melanócitos permite que os cientistas determinem com precisão o grau de influência do estresse na regeneração celular.

Resultados da pesquisa

Imagem Nº 1

Para descobrir se estressores psicológicos ou físicos (ativadores de estresse, ou seja, estímulos externos) contribuem para o envelhecimento do cabelo, três abordagens foram usadas para modelar o estresse em camundongos C57BL / 6J (uma subespécie de camundongos de laboratório) com cabelos pretos. Modelos de estresse: estresse constante, estresse periódico aleatório (estímulos foram ativados em uma sequência temporal aleatória) e estresse nociceptivo (com intensidade pulsante), obtido por injeção de eteratoxina de resina (RTX).

Como resultado, todas as três opções de estresse levaram a um aumento na quantidade de cabelos brancos não pigmentados. Tensões constantes e ocasionais levaram ao envelhecimento após 3-5 ciclos capilares. O estresse nociceptivo causou o efeito mais pronunciado e mais rápido - muitos cabelos novos que se formaram no próximo ciclo capilar após a injeção de RTX ficaram sem pigmentação ( 1a e 1b ).

Como você sabe, estressores psicológicos ou físicos acionam as glândulas adrenais para liberar hormônios do estresse e catecolaminas na corrente sanguínea. De acordo com esse fato, foram encontrados no sangue de camundongos um aumento de corticosterona (hormônio do estresse glicocorticóide primário em roedores, equivalente ao cortisol humano) e noradrenalina (catecolamina) no sangue de camundongos ( 1c ).

Por sua vez, o RTX induz a nocicepção ativando neurônios sensoriais nociceptivos. O bloqueio da capacidade dos ratos de sentir dor com a buprenorfina (um analgésico opióide) impediu um aumento nos níveis de corticosterona e noradrenalina após a injeção de RTX, sugerindo que a dor de bloqueio reduz as respostas fisiológicas ao estresse induzidas pelo RTX ( 1c ). Além disso, a buprenorfina também suprimiu a formação de cabelos brancos em camundongos injetados com RTX ( 1d ).

Esses dados indicam que a origem do estresse não importa para a manifestação da despigmentação. No entanto, como o estresse induzido por RTX deu a resposta mais rápida e vívida, os cientistas escolheram esse modelo estressor específico como base para novos testes.

Pode haver várias razões para a perda de pigmentação capilar: defeitos na síntese de melanina, perda de melanócitos diferenciados ou um problema na manutenção do MeSC. Para entender como o estresse afeta a linha de melanócitos, os camundongos foram injetados com RTX durante o anágeno, o estágio em que estavam presentes o MeSC e os melanócitos diferenciados, mas em diferentes compartimentos: o MeSC estava próximo da protuberância, enquanto os melanócitos diferenciados estavam no bulbo capilar. ( 1e ). Após a injeção de RTX, a quantidade de TRP2 + MeSC diminuiu significativamente em toda a pele ( 1e ). Em muitos folículos capilares, os MeSCs foram completamente perdidos devido a protuberância por cinco dias, enquanto os melanócitos diferenciados no mesmo folículo capilar permaneceram inalterados. Esses melanócitos diferenciados continuaram a gerar pigmentos, e a pelagem permaneceu preta cinco dias após a injeção de RTX. Quando os folículos capilares dos camundongos injetados com RTX entraram na fase catágena e telógena, muitos cabelos perderam completamente o MeSC

Como resultado disso, quando o próximo estágio da anágena começou, os melanócitos diferenciados não se formaram para manchar novos fios de cabelo e apareceram cabelos não pigmentados. Embora alguns cabelos regenerados permaneçam pigmentados, a quantidade de MeSC nesse cabelo pigmentado também diminuiu em comparação com a de camundongos não tratados com RTX. A injeção de RTX teve o mesmo efeito em ratos machos e fêmeas.

A injeção de RTX também causou perda de MeSC durante a injeção durante o telogênio (fase de muda). Os dados de observação mostram que o MeSC é muito sensível ao estresse causado pelo RTX, mas os melanócitos diferenciados e a síntese de melanina não são diretamente afetados.

No caso dos outros dois tipos de modelo de estresse (permanente e aleatório), também foi observada uma perda significativa de MeSC. Juntos, isso sugere que o estresse afeta diretamente o nível do MeSC.


Imagem No. 2

Na próxima etapa do estudo, os cientistas tentaram estabelecer o efeito do estresse na periferia para alterar o nível de MeSC ( 2a ). Pensa-se que um ataque imune provoque o envelhecimento do cabelo ativado por estresse.

Para testar o grau de envolvimento do sistema imunológico, dois tipos de camundongos receberam injeções de RTX: camundongos Rag1 que não possuem linfócitos T e linfócitos B e camundongos CD11b-DTR que as linhas mielóides foram eliminadas pela toxina da difteria.

A injeção de RTX nesses ratos imunodeficientes ainda levou à formação de cabelos brancos. Portanto, o envelhecimento do cabelo induzido por RTX é independente de células T, células B ou células mielóides.

Como todos os estressores levaram ao aumento dos níveis de corticosterona e noradrenalina no sangue, foi necessário descobrir se esses fatores circulantes induzidos pelo estresse desempenham algum papel na perda de MeSC.

Os dados de sequenciamento de RNA do MeSC que foram purificados usando a seleção de células ativadas por fluorescência sugerem que o MeSC expressa um receptor de glicocorticóide (GR, isto é, Nr3c1, um receptor de corticosterona) e um receptor β2-adrenérgico (receptor de Adrb2 norepinefrina).

Para determinar o grau de influência do receptor glicocorticóide no MeSC, os cientistas desativaram essa proteína. Apesar da inatividade do receptor, uma injeção de RTX ainda levava a cabelos grisalhos. Além disso, nenhuma alteração no MeSC ou pigmentação capilar foi observada quando os níveis de corticosterona foram aumentados pela alimentação.

Assim, esses dados sugerem que a corticosterona não é o principal iniciador da perda de MeSC devido ao estresse.

Em seguida, os cientistas verificaram outra proteína - ADRB2, que está envolvida no polimorfismo (neste caso, a presença de várias cores de cabelo em um indivíduo).

Quando a proteína ADRB2 foi desativada no MeSC, a injeção de RTX não produziu cabelos não pigmentados ( 2b ). Daqui resulta que o ADRB2 expresso pelo MeSC é necessário para o envelhecimento dos cabelos induzido pelo estresse.

Curiosamente, na ausência de estresse, a depleção de ADRB2 no MeSC não levou a alterações no MeSC, melanócitos ou durante a geração de pigmentos. Daqui resulta que a ligação norepinefrina-ADRB2 é indispensável para a melanogênese durante o ciclo normal de crescimento capilar.

Com a injeção local de norepinefrina, os cabelos grisalhos se manifestam nos locais de injeção, tanto em camundongos normais quanto em camundongos com bloqueio de Adrb2 específico para HFSC. No entanto, esta injeção não causou acinzentação em camundongos com bloqueio de Adrb2 específico para MeSC ( 2c ).

Essas observações sugerem que células imunes e corticosterona podem não ser necessárias, no entanto, a transmissão de sinais de norepinefrina é necessária para o acinzentamento causado pelo estresse, e também é suficiente para a classificação sem estresse.

A próxima etapa do estudo é dedicada ao estudo do efeito da noradrenalina das glândulas adrenais nos cabelos grisalhos sob estresse. Os ratos que receberam injeções de RTX foram suscetíveis à adrenalectomia, o que reduziu significativamente os níveis sanguíneos de corticosterona e noradrenalina. Apesar disso, cabelos grisalhos ainda apareciam. A razão para isso pode ser o fato de o RTX induzido não depender de hormônios ou catecolaminas das glândulas supra-renais ( 2d ).

Uma fonte alternativa de noradrenalina é o sistema nervoso simpático, que se ativa em situações estressantes e provoca uma resposta de "correr ou lutar". Na pele, os nervos simpáticos terminam perto da protuberância, onde MeSC ( 3a ) está localizado.


Imagem No. 3

Além disso, as áreas da pele com um grande número de cabelos não pigmentados também apresentam uma inervação simpática mais pronunciada (a presença de um grande número de terminações nervosas).

Para determinar se os nervos simpáticos são realmente ativados após a injeção de RTX, os cientistas analisaram o nível de FOS, um fator de transcrição precoce que serve como repórter de atividade neural.

A indução (aumento) sustentada de FOS foi detectada no corpo celular dos neurônios simpáticos dentro de 1 hora após a injeção de RTX, atingindo o pico em cerca de 2 a 4 horas e diminuindo após 24 horas. Isso sugere que a injeção de RTX levou a uma forte ativação dos neurônios simpáticos ( 3b ).

Para verificar se os nervos simpáticos afetam a perda de MeSC, causando o envelhecimento, os cientistas usaram a 6-hidroxidopamina, uma neurotoxina seletiva que remove os nervos simpáticos (método de simpatectomia).

A simpatectomia bloqueou o envelhecimento induzido por RTX e a perda de MeSC. Portanto, os nervos simpáticos são parte integrante do processo de envelhecimento dos cabelos causado pelo estresse.

Em seguida, foi necessário descobrir qual o efeito dos nervos simpáticos na perda de MeSC sem estresse. Para isso, usamos uma abordagem quimogenética usando o sistema DREADD (um receptor projetado que é ativado exclusivamente devido ao medicamento projetado). Gq-DREADD é um receptor artificial ligado a uma proteína Gq, que é ativada por uma molécula inerte de N-óxido de clozapina (CNO), mas não por ligantes endógenos (ou seja, por substâncias do corpo). Camundongos de laboratório modificados também foram criados cujos nervos simpáticos podiam ser ativados artificialmente via CNO ( 3d ).

Uma injeção de CNO resultou na perda de MeSC e no envelhecimento dos cabelos nos locais de injeção ( 3d ). Esses dados sugerem que a ativação do nervo simpático na ausência de estressores é suficiente para controlar a perda de MeSC. Combinando essas observações com as anteriores, verifica-se que um nível aumentado de noradrenalina secretada pelas terminações nervosas simpáticas leva ao esgotamento do MeSC durante o estresse.


Imagem No. 4

Para entender a origem do processo de perda do MeSC, foi necessário identificar mudanças precoces no MeSC sob estresse ( 4a ). Verificou-se que a perda de MeSC induzida por estresse não é causada por apoptose (morte celular) ou necrose.

Os cientistas observam que, para muitas células-tronco somáticas, uma característica importante é o estado de repouso (fase G0, quando a célula não se divide). Para testar se o estresse afeta o estado de repouso das células MeSC, RTX ou norepinefrina foi administrada a camundongos que haviam passado completamente para a fase anágena (fase de crescimento capilar). Como resultado, foi observado um aumento significativo no número de MeSCs em proliferação dentro de 24 horas após a injeção ( 4b ). Esse número contrasta fortemente com a quantidade de MeSCs em proliferação no início da anágena (cerca de 6%), o único estágio em que as MeSCs proliferam antes da auto-renovação. Por outro lado, não foi observada alteração na proliferação ou apoptose em melanócitos maduros após injeção de RTX ou norepinefrina. Esses dados indicam que o aumento da norepinefrina faz com que o MeSC entre em um estado rápido e anormalmente proliferativo, mas não afeta os melanócitos maduros.

Para monitorar as alterações no MeSC, foram utilizados camundongos modificados, cujo MeSC pode ser rastreado pela expressão de GFP (proteína verde fluorescente) em sua membrana ( 4c ). Literalmente imediatamente após uma injeção de RTX (no primeiro dia do teste), foi observado um aumento no número de células GFP +. Depois disso, muitas células GFP + começaram a demonstrar ramificação dendrítica rápida, que é uma característica do MeSC diferenciado (no segundo dia do teste). O processo de migração começou: parte das células migrou para baixo ao longo do folículo e parte para a derme ou epiderme (segundo e terceiro dia do teste).

No terceiro dia do teste, muitas células GFP + migraram da protuberância e, no quarto dia, a maioria dos folículos capilares perdeu todas as células GFP +. Essas observações também são confirmadas pelo fato de aparecer pigmentação ao longo do folículo piloso, epiderme e derme, que não deveria estar aqui ( 4d ).

Conclui-se que, após o estresse, os MeSCs sofrem rápida proliferação seguida de diferenciação e migração, o que leva à perda de um nicho ( 4e ).

A análise do transcriptoma (análise quantitativa da expressão gênica) dos camundongos que foram testados mostrou que os mecanismos do processo de envelhecimento devido ao estresse em camundongos e seres humanos são extremamente semelhantes.

Para um conhecimento mais detalhado das nuances do estudo, recomendo que você analise o relatório dos cientistas e materiais adicionais .

Epílogo

Neste trabalho, os cientistas foram capazes de revelar os segredos do processo de envelhecimento do cabelo devido ao estresse severo. A principal conclusão é que as células nervosas são capazes de controlar as células-tronco responsáveis ​​pela pigmentação. Em caso de perda de pigmentação capilar, há uma perda completa de células-tronco responsáveis ​​por isso. O principal mecanismo desse processo é a noradrenalina das células nervosas simpáticas. Quando a norepinefrina ativa o processo, as células-tronco se transformam extremamente rapidamente na formação de pigmentos e depois secam completamente. Apenas alguns dias após o início dos testes, todas as células formadoras de pigmento foram completamente perdidas, o que significa que esse processo leva a consequências permanentes, ou seja, cabelos grisalhos não serão capazes de recuperar sua cor anterior.

Os resultados do estudo são importantes não apenas para entender como o estresse afeta os pigmentos capilares, mas também servem de base para um estudo mais aprofundado do efeito do estresse e de seus processos associados a outros órgãos, tecidos e células do corpo. Além disso, este trabalho permite uma melhor compreensão da interação de alguns elementos de sistemas biológicos no nível celular.

No futuro, os cientistas pretendem continuar estudando o estresse e seus efeitos no corpo. O principal objetivo de seu trabalho, eles chamam de desenvolvimento de métodos para restaurar os danos causados ​​ao corpo pelo estresse.

Enfrentamos o estresse quase todos os dias, muitos de nós literalmente moramos lado a lado com ele. Isso pode ser explicado pela imagem da vida moderna e pelos muitos problemas que a acompanham, e pela sensibilidade pessoal ao que está acontecendo ao redor. O estresse é parte integrante da nossa existência, portanto, é impossível se livrar completamente do estresse. Pode ser para melhor, porque o estresse às vezes serve como uma forma de estímulo que nos força a seguir em frente. No entanto, esta fórmula de sucesso não se aplica a todas as pessoas. Alguém lida com o estresse facilmente assistindo a uma comédia ou lendo uma piada, enquanto alguém atormenta o estresse por um longo tempo e com bastante sucesso, levando a colapsos nervosos e, como resultado, evoluindo para sérias conseqüências para a saúde mental. Infelizmente, não há escudo mágico capaz de proteger completamente uma pessoa do estresse, mas se uma pessoa não estiver lutando sozinha, essa batalha será muito mais honesta.

Obrigado pela atenção, continuem curiosos, cuidem um do outro e tenham uma boa semana de trabalho, pessoal. :)

Um pouco de publicidade :)

Obrigado por ficar conosco. Você gosta dos nossos artigos? Deseja ver materiais mais interessantes? , , VPS $4.99 , entry-level , : VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps $19 ? ( RAID1 RAID10, 24 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 - Equinix Tier IV ? 2 Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 $199 ! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — $99! . c Dell R730xd 5-2650 v4 9000 ?