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童年時期的極端壓力或會嚴重危害機體細胞中的DNA

把孩子與父母分開的真正危險或許並不是心理上的壓力,而是生物定時炸彈(biological time bomb),尖叫和哭泣,痛苦和荒涼或許是讓人極度痛苦的,但是與那些並不明顯的長期影響相比,這種影響或許就相形見絀了。

童年時期的極端壓力或會嚴重危害機體細胞中的DNA

在陌生的地方將孩子與父母分開,常常會導致其經歷最極端的生活壓力,而且這些壓力還會對孩子機體的DNA帶來深遠不可逆的改變,包括DNA的摺疊方式以及細胞中基因的開啟或關閉狀況,最終就會影響機體結構和功能發生終生的改變。

筆者是來自約翰霍普金斯大學從事大腦發育研究的一名科學家,他們主要研究基因和環境如何改變塑造人類大腦的發育狀況;筆者與世界上其他許多研究人員都通過研究發現,個體早期的生活壓力會改變其DNA的包裝方式,這就會使其細胞的功能與原來的「職責」不同。

DNA的包裝方式如何改變其功能

細胞中生命的藍圖,即細胞中的DNA能夠規定細胞的功能,實際上機體每一個細胞中都有著相同的DNA,因為它們都是第一個受精卵發育成的後代,但機體的肝臟細胞卻知道其並不是肺臟細胞,而且其也知道它們並不是一個腦細胞,細胞的認知方式與細胞內的DNA被包裝的方式是存在一定關聯的,這一過程被稱之為「表觀遺傳學」特性(epigenetics)。

DNA是在一個複雜的蛋白質包裹中被組裝的,這個蛋白質外包裝扮演著絕緣體的角色,其能夠保護DNA鏈免受損傷,這種絕緣功能就決定了哪些基因會被激活來製造特殊細胞所需要的特殊蛋白質;在多種組織和器官中,DNA的包裝方式都是不相同的(就好比是肝臟細胞和肺臟細胞等),其能夠讓每一種細胞都擁有一組特殊類型的蛋白質。

童年時期的極端壓力或會嚴重危害機體細胞中的DNA

當研究人員對經歷早期壓力的兒童進行研究後發現,早年間壓力事件後機體許多器官的功能異常或許會增加個體患多種疾病的風險,比如心臟病、肺部疾病、高血壓、糖尿病、學校表現不良、藥物濫用和精神疾病等。研究人員近期還發現,在個體生命的前五年里,DNA包裝對環境壓力的敏感性是較高的,而這種敏感性要高於個體餘生時間所經歷的壓力。

20世紀50年代,來自威斯康星大學的心理學家Harry Harlow對幼年猴子進行了一系列具有爭議的研究,這些幼猴與其母親分開了幾個月,當然,類似的情況也發生於邊境地區的移民兒童中,研究者發現,早年間與母親分離的幼猴在其餘生中都會受到很大的干擾,當這些猴子生長到成年期時,其大腦結構和化學特性會發生明顯的改變,當研究人員對羅馬尼亞孤兒院中沒有父母幫助的兒童們進行研究後,他們發現,這些兒童在其後期生活中會遭受多種心理問題、社會障礙、多種疾病以及大腦解剖學上的改變。除了遭受深刻的行為和智力問題之外,這些孩子在10年後也會表現出大腦增速下降的趨勢。

童年時期的極端壓力或會嚴重危害機體細胞中的DNA

壓力如何讓細胞從傑凱爾博士轉換到搞破壞的海德先生(from Jekyll to Hyde)

壓力如何對機體產生影響呢?我們都知道壓力會誘發機體一系列生物學反應,包括增加皮質醇的水平(壓力激素)的水平等,但其同時還會增加多種炎性相關蛋白質的產生,以感染為例,這些炎性蛋白就扮演著「哨兵」的角色,其能夠保護機體抵禦感染性因子的入侵,但當感染不存在時,這些炎性蛋白就會損傷宿主機體健康。

炎性蛋白能夠通過進入機體細胞,並且改變細胞中DNA的包裝方式來發揮作用;被迫與父母分離(特別是在不熟悉的環境中)就好像是一種童年壓力的極端形式,其能夠誘發壓力激素產生,並且改變DNA的包裝形式,隨後就會轉化細胞的行為。DNA被重新包裝的部分也是永久性存在的,而且細胞會在一種被改變的狀態下經歷生命,這就會讓他們對多種壓力和健康狀況變得更加敏感。

如今科學家們都知道「毒性壓力」狀態對於兒童的危險性,比如長期嚴重或重複的逆境,缺乏足夠多的成年人支持等,這種壓力會損傷機體細胞中DNA的包裝方式,進而影響機體後期遭遇多種疾病的風險,如今我們知道了,如果孩子早期跟父母在一起的時間較短的話,其機體細胞的DNA就可能會受到一定損傷,最終就會影響其餘生患心理疾病和生理疾病的風險。(生物谷Bioon.com)

參考資料:

【1】DNA methylation as a risk factor in the effects of early life stress

【2】Epigenetics at the Crossroads of Genes and the Environment

【3】Epigenetic Epidemiology of the Developmental Origins Hypothesis

【4】The PsychENCODE project

【5】Harry Harlow

【6】Environmental programming of stress responses through DNA methylation: life at the interface between a dynamic environment and a fixed genome

【7】Paradise Lost: The Neurobiological and Clinical Consequences of Child Abuse and Neglect

【8】Toxic Stress: Effects, Prevention and Treatment

【9】Extreme stress in childhood is toxic to your DNA

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