Oś HPA – kluczowy łącznik między ciałem, umysłem a otoczeniem

W najnowszym numerze czasopisma Cell opublikowano fascynującą pracę naukowców z Ohio State University. W skrócie, udowadnia ona, że myszy żyjące w lepszym środowisku – czyli pełnym zabawek, bieżni i interakcji społecznych – są mniej narażone na rozwój nowotworów i są w stanie lepiej się przed nimi bronić, jeśli już się one pojawią.

Sam eksperyment był prosty. Dużej grupie myszy wstrzyknięto komórki czerniaka. Po sześciu tygodniach myszy żyjące w lepszym środowisku miały guzy o około 75% mniejsze niż te trzymane w standardowych klatkach laboratoryjnych. Ponadto, podczas gdy u każdej myszy w standardowych klatkach rozwinęły się narośle nowotworowe, 17 procent myszy w ulepszonych pomieszczeniach w ogóle nie wykazywało jego oznak.

Co wyjaśnia ten pozornie cudowny wynik?

Dlaczego kilka zabawek w klatce pomaga zapobiec namnażaniu złośliwych komórek? Chociaż cała kwestia będzie z pewnością bardziej złożona – bo w raku lub interakcji mózg-ciało nie ma niczego prostego – badacze przedstawiają uderzająco prostą ścieżkę chemiczną leżącą u podstaw tego działania:

W skrócie, lepsze środowisko doprowadziło do wzrostu BDNF w podwzgórzu. (BDNF to czynnik troficzny, klasa białek wspierających przeżycie i wzrost neuronów. To, co woda i słońce robią dla roślin, czynniki troficzne robią dla komórek mózgowych). To z kolei prowadziło do znacznego zmniejszenia hormonu leptyny w całym organizmie. (Leptyna bierze udział w regulacji apetytu i metabolizmu, a jej poziom wydawał się obniżać, gdy hormon stresu był lekko podwyższony). Jakkolwiek kilka wcześniejszych badań wiązało leptynę z przyspieszonym wzrostem guzów, pozostaje niejasne, jak to się dzieje i czy związek ten rzeczywiście stanowi przyczynę.

Jest to zaskakująca demonstracja pętli pomiędzy mózgiem a ciałem. O ile bowiem nie jest zbyt zaskakujące, że przewlekły stres zwiększa częstość występowania chorób układu krążenia lub że aktorzy, którzy zdobywają Oscary, żyją znacznie dłużej niż ci, którzy ich nie zdobywają, o tyle w tym nowym związku między ładnymi klatkami a zmniejszonym wzrostem guzów jest coś przerażającego. Rak to przecież tylko głupia aktywność komórek. To życie w swojej najbardziej mechanicznej formie, nic innego jak błąd genetyczny. A jednak obecność zabawek w klatce może dramatycznie zmienić przebieg choroby, utrudniając komórkom rakowym zakorzenienie się i spowalniając ich wzrost, gdy już się pojawią. Drobna zmiana chemiczna w korze mózgowej ma wpływ przekładający się na cały organizm.

Przychodzi mi na myśl, że dla wzajemnego współdziałania mózgu i ciała potrzebna jest nam nowa metafora. Nie są one tak po prostu połączone jakimiś rurkami czy wężykami. Są razem zemulgowane, połączone tak nierozerwalnie połączone, że wszystko co dzieje się w jednym, wpływa na drugie. Żelazną zasadą jest holizm. Połączenie to w dużym zakresie zapewnia mechanizm tzw. osi HPA, patrz dalej w artykule.

Czym właściwie jest środowisko wzbogacone?

Wzbogacenie środowiska (EE) to termin naukowy stosowany do opisu środowiska eksperymentalnego, zaprojektowanego w taki sposób, by oferowało zwierzętom więcej bodźców niż występuje w otoczeniu dla nich typowym. Stymulacja taka może obejmować większą aktywność fizyczną, więcej interakcji z pozostałymi zwierzętami a także więcej rzeczy do poznania.

Donald Hebb w latach 40-tych XX wieku jako pierwszy badał wpływ EE na myszy i stwierdził, że w porównaniu z myszami żyjącymi w typowym środowisku, myszy we środowisku wzbogaconym miały lepsze funkcje kognitywne i zdolności.

W eksperymentach laboratoryjnych „środowisko wzbogacone” często porównywane jest ze „środowiskiem standardowym”. W standardowym środowisku kilka myszy może znajdować się w małej klatce bez wielu rzeczy do poznania. W środowisku wzbogaconym myszy mają większą klatkę z wieloma różnymi przedmiotami, takimi jak tunele, zabawki. Są tam też inne myszy, z którymi mogą się integrować. Naukowcy zmieniają również i przegrupowują znajdujące się w środowisku wzbogaconym przedmioty, by myszy wciąż miały nowe rzeczy do zbadania.

Jak mogłoby wyglądać „wzbogacone” środowisko dla ludzi

Wzbogacenie środowiska (EE) obejmowałoby w przypadku ludzi różne aspekty stymulujące fizyczne, mentalne i społeczne aspekty naszego życia. Wzbogacone środowisko może w przypadku ludzi obejmować kulturę, sztukę, struktury społeczne, kontakty z krewnymi, sposób życia, otoczenie i pożywienie.

Poniżej opisujemy kilka parametrów, które mogłyby stanowić część wzbogaconego środowiska dla ludzi:

1. Aktywność fizyczna: Wprowadzenie regularnych ćwiczeń, aktywności sportowych lub innych form ruchu, które wspierają kondycję fizyczną i zdrowie. Aktywność fizyczna aktywuje układ nerwowy współczulny (SNS) oraz oś podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA), co może działać stymulująco na układ odpornościowy i wspierać zdrowie mózgu.
2. Stymulacja poznawcza: Aktywności stymulujące umysł, takie jak czytanie, rozwiązywanie łamigłówek, granie w gry strategiczne, kursy dokształcające lub aktywność artystyczna. To wszystko podnosi aktywność i elastyczność obwodów mózgowych, co może wspierać funkcje poznawcze i poprawiać percepcję.
3. Kontakty społeczne: Regularne spotkania z rodziną, przyjaciółmi lub uczestnictwo w zajęciach grupowych, które wspierają więzi społeczne i komunikację. To pozytywnie wpływa na zdrowie emocjonalne i zmniejsza stres.
4. Nowe doświadczenia: Podróżowanie, próbowanie nowych hobby, udział w imprezach kulturalnych lub nabywanie nowych umiejętności. Dzięki temu stymulujemy obwody mózgowe związane z uczeniem się i pamięcią, co może wspierać elastyczność i adaptację kognitywną.
5. Naturalne środowisko: Spędzanie czasu na łonie natury, na przykład w parkach, lasach lub nad wodą, co może wpływać uspokajająco i regenerująco, co z kolei ma pozytywny wpływ na układ nerwowy.
6. Zdrowe odżywianie: Odżywianie się, obejmujące zbilansowane i różnorodne pożywienie o wystarczającej ilości witamin i minerałów, wspiera optymalne funkcjonowanie komórek mózgowych i może mieć działanie przeciwzapalne, co działa korzystnie na ogólny stan zdrowia układu nerwowego.
7. Relaksacja i medytacja: Techniki, które pomagają obniżać stres i poprawiają nastrój, takie jak joga, medytacja lub głębokie oddychanie. Ma uspokajający wpływ na oś HPA, co może zmniejszać stres i poprawiać stan zdrowia psychicznego.
8. Działanie twórcze: Czynności umożliwiające twórcze działanie, takie jak malowanie, pisanie, tworzenie muzyki lub taniec. To stymuluje obwody mózgowe związane z uczeniem się i kreatywnością, co może wspierać elastyczność kognitywną i zdrowie emocjonalne.
9. Rozwój osobisty: Aktywności ukierunkowane na rozwój osobisty, takie jak warsztaty, seminaria lub terapia. To wspiera samoświadomość i samopoznanie, co może mieć pozytywny wpływ na funkcje emocjonalne i poznawcze.
10. Regularna zmiana otoczenia: Zmiana otoczenia może działać stymulująco, obojętnie czy mowa o przemeblowaniu w domu, remoncie, czy choćby krótkim wyjeździe poza miejsce zamieszkania. Stymuluje adaptacyjne obwody mózgowe, co może wspierać elastyczność i adaptacyjność kognitywną.

Łącznik między ciałem, umysłem a otoczeniem – oś HPA

Oś HPA (podwzgórze-przysadka-nadnercza) jest kluczowym układem regulacyjnym w organizmie, odgrywającym zasadniczą rolę w reakcji na stres. Gdy człowiek lub zwierzę przeżywa stres, aktywuje się oś HPA. Proces rozpoczyna się w podwzgórzu, małym obszarze mózgu, który wysyła sygnał w celu rozpoczęcia wydzielania hormonu CRH. Następne CRH stymuluje przysadkę (kolejną część mózgu) do wydzielania ACTH (hormonu o nazwie adrenokortykotropina). ACTH przemieszcza się wraz z krwiobiegiem do nadnerczy (małych gruczołów znajdujących się nad nerkami) i stymuluje je do wydzielania glikokortykoidów, w szczególności kortyzolu.

Kortyzol to hormon, który pomaga ciału reagować na sytuacje stresowe, zwiększając przykładowo poziom cukru we krwi, podkręcając metabolizm, ma również działanie przeciwzapalne. Jednakże utrzymujący się nazbyt długo wysoki poziom kortyzolu ma na organizm negatywny wpływ, tłumiąc między innymi pracę układu odpornościowego.

W kontekście wzbogaconego środowiska (EE) stwierdzono, że oś HPA aktywuje się, ale sposób, w jaki się aktywuje może różnić się od typowej reakcji stresowej. EE aktywuje oś HPA, ale nie tak mocno jak stresory tradycyjne.

Efekt domina

Ważne jest również, by zwrócić uwagę, iż działanie osi HPA na komórki odpornościowe może być kompleksowe. O ile tradycyjnie uznaje się, że glikokortykoidy działają na komórki odpornościowe hamująco, to w kontekście EE oś HPA może działać pozytywnie na funkcje komórek NK. Oznacza to, że w odpowiedzi na EE oś HPA może wspierać pracę układu odpornościowego, co kontrastuje z tradycyjnym odbiorem osi HPA, jako tłumiącej reakcje immunologiczne w odpowiedzi na stres.

Najważniejszą rolą osi HPA jest utrzymywanie homeostazy czyli zbioru warunków fizjologicznych, które nieustannie regulują organizm, by mógł on pracować w sposób optymalny. Jak sobie na pewno wyobrażasz, jest to poważne zadanie. Jeżeli którykolwiek z elementów tego układu nie działa prawidłowo, może to wywołać efekt domina, gdzie każdy krok wpływa na pozostałe.

Do typowych objawów zaburzeń działania osi HPA należą:

• wyczerpanie
• bezsenność
• niska motywacja lub poziom energii
• przybieranie na wadze lub problemy z odchudzaniem
• łaknienie kofeiny, cukru lub sacharydów
• stany lękowe i depresja
• niezdolność koncentracji
• częste choroby, zła kondycja układu odpornościowego
• utrata pamięci

Lekarze stwierdzili dysfunkcję osi HPA u wielkiej części pacjentów z zespołem przewlekłego zmęczenia (CFS/ME), jakkolwiek dokładne procesy nie zostały jeszcze dobrze poznane (3).

Narażenie na chroniczny stres zmienia z czasem sposób, w jaki kortyzol i inne hormony stresu komunikują się z organizmem. Organizm uodparnia się w pewien sposób na hormony stresu a my tracimy częściowo zdolność powrotu do początkowego stanu rozluźnienia

Rdzeniem zaburzeń osi HPA są wprawdzie hormony stresu, takie jak kortyzol, pojawia się tu jednak również niezdolność organizmu do regulowania ogólnej zdrowej odpowiedzi na stres.

Jak zregenerować oś HPA

• Terapia poznawczo-behawioralna (CBT): Ta forma terapii może pomóc poszczególnym osobom w identyfikacji i zmianie negatywnych wzorców myślowych i zachowań, które mogą podnosić stres i aktywować oś HPA.
• Medytacja i mindfulness: Techniki medytacyjne i świadoma obecność mogą pomóc w obniżaniu stresu i poprawie regulacji emocjonalnej, co może mieć pozytywny wpływ na oś HPA.
• Aktywność fizyczna: Regularne ćwiczenie może pomóc w regulacji osi HPA w ten sposób, że zmniejsza chroniczny stres i podnosi poziomy endorfin, które są hormonami „dobrego samopoczucia”.
• Prawidłowe odżywianie: Określone produkty spożywcze oraz suplementy mogą wspierać zdrowie osi HPA. Przykładowo kwasy tłuszczowe omega-3, witamina C, witaminy B i adaptogeny, takie jak ashwagandha, cordyceps czy rhodiola mogą mieć pozytywny wpływ.
• Odpowiednia ilość snu: Dobrej jakości sen jest kluczowy dla regeneracji i zdrowia osi HPA. Niedobór snu może zwiększać odpowiedź stresową i zaburzać równowagę hormonów.
• Techniki głębokiego oddychania i relaksacji: Te techniki mogą pomóc obniżyć stres i aktywację osi HPA.
• Ekspozycja na naturalne światło: Światło dzienne, szczególnie rano, może pomóc w regulacji rytmu dziennego i osi HPA.
• Wsparcie społeczne: Posiadanie szerokiej sieci społecznej i kontaktów może pomóc w zmniejszeniu stresu i wspieraniu zdrowia osi HPA.
• Interwencja farmakologiczna: W niektórych przypadkach korzystne może okazać się stosowanie leków ukierunkowanych na oś HPA lub powiązane z nią neurotransmitery. Powinno to zostać skonsultowane z lekarzem.
• Biofeedback i neurofeedback: Techniki te mogą pomóc poszczególnym osobom lepiej zrozumieć i kontrolować fizjologiczne reakcje swojego ciała, w tym reakcje związane z osią HPA.

Oś HPA (podwzgórze-przysadka-nadnercza) jest kluczowych regulatorem wielu funkcji organizmu, od reakcji na stres aż po metabolizm i układ odpornościowy. Prawidłowe działanie osi HPA jest niezbędne dla naszego zdrowia i dobrego samopoczucia. Chroniczny stres, niedobór snu, złe odżywianie i brak należytej aktywności fizycznej mogą wspomnianą oś zaburzać, co prowadzi do szeregu problemów zdrowotnych, w tym do problemów z pamięcią, wzrostem masy ciała i osłabienia układu odpornościowego. Dbanie o naszą oś HPA i świadome zwyczaje zdrowotne, wspierające jej zdrowie, są kluczowe z punktu widzenia naszej zdolności do reagowania na stres, utrzymania zdrowia i życia pełnią życia. Zainwestuj w swoje zdrowie zwracając należytą uwagę na swoje dobre samopoczucie fizyczne i psychiczne – twoje ciało ci za to podziękuje.