Потомки стрессированных предков имеют улучшенный иммунный ответ на стресс
Потомки организмов, часто подвергавшихся стрессу, демонстрируют улучшенный иммунный ответ на стрессоры. К такому выводу пришли исследователи из Университета Пенсильвании. Результаты указывают, что для прогнозирования последствий стресса для здоровья необходимо учитывать семейную историю.
«Длительный стресс обычно подавляет иммунную функцию у отдельной особи, — говорит Трейси Лэнгкилд, профессор и глава кафедры биологии. — Мы обнаружили, что у ящериц, чьи предки жили в среде с низким уровнем стресса, при длительном стрессе наблюдалось подавление иммунной функции. Но у ящериц, чьи предки жили в условиях высокого стресса, иммунная система, наоборот, усиливалась при стрессе. Таким образом, иммунный ответ на стресс зависит от среды, в которой жили предыдущие поколения».
Исследование проводилось на заборных игуанах (Sceloporus undulatus), но авторы полагают, что результаты могут быть схожими для других животных, включая человека. Для этих ящериц основным стрессором являются огненные муравьи (Solenopsis invicta) — инвазивный вид, распространяющийся по территории США.
«Укусы огненных муравьев — это стресс и потенциальная смерть для ящериц, — поясняет Гейл Маккормик, аспирант лаборатории Лэнгкилд. — Атаки повреждают кожу, делая ящериц уязвимыми для инфекции. Поэтому подавление иммунитета в ответ на стресс, вызванный именно этим хищником, было бы невыгодно. Оказалось, что у ящериц, чьи предки жили в зоне обитания муравьев, иммунный ответ на стресс усилен, что повышает их выживаемость».
Для изучения иммунных последствий стресса учёные отловили беременных самок из двух типов сред:
- Среда, заселённая огненными муравьями 60–70 лет назад (эквивалент 30–40 поколений ящериц).
- Среда, ещё не заселённая муравьями.
Потомство этих самок выращивали во взрослом состоянии в условиях высокого и низкого стресса. Высокий стресс создавали либо прямым воздействием огненных муравьёв, либо еженедельным нанесением на кожу гормона стресса кортикостерона, растворённого в масле. Этот метод имитировал физиологическую реакцию на атаку хищника.
Когда ящерицы достигли взрослого возраста (~1 год), их иммунную функцию оценили по способности плазмы крови удерживать в суспензии чужеродный белок.
«Мы обнаружили, что у потомков ящериц из высокострессовой среды при воздействии гормонов стресса в течение жизни иммунная функция подавлялась. А у потомков ящериц из низкострессовой среды, наоборот, усиливалась, — говорит Маккормик. — Это изменение, вероятно, адаптивно, так как усиленный иммунный ответ в условиях стресса повышает выживаемость при частых атаках огненных муравьёв».
Статья с результатами была опубликована онлайн 18 января 2019 года в Journal of Experimental Biology.
«Эта работа ставит несколько интересных вопросов, — отмечает Лэнгкилд. — В стрессовой ситуации энергия часто перенаправляется на критические функции (например, побег) за счёт менее срочных (иммунитет, рост, размножение). Если ящерицы из заселённых муравьями мест не страдают от подавленного иммунитета, чем же они «платят»? Может, у них снижается рост или репродукция? Это мы и планируем исследовать».
Маккормик подчёркивает, что понимание реакции видов на стресс важно для управления популяциями.
«В меняющемся мире животные могут чаще сталкиваться со стрессовыми ситуациями, в том числе из-за новых факторов, таких как взаимодействие с человеком или инвазивными видами. Крайне важно понимать, как виды реагируют на стресс и различается ли эта реакция между популяциями, чтобы лучше распределять ресурсы для смягчения негативных последствий».