ストレスが魚の脳を歪ませている

ストレスが動物の脳に悪影響を及ぼすことは周知の事実であり、社会的ストレス自体が酸化ストレスの蓄積につながる可能性があります。フリーラジカルと抗酸化物質の不均衡は細胞にダメージを与え、ガンから神経障害、関節炎まで、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。

外部の社会的圧力によるストレスが酸化ストレスに変わる原因を解明するため、科学者たちはシクリッドと呼ばれる非常に社会的で階層的な魚種に手がかりを求めている。社会的序列によるストレスは、地位の低いシクリッドの脳内の酸化ストレスレベルを上昇させるようだが、研究者らはこれをまだ人間の経験と比較しないよう注意している。この研究結果は、11月26日にFrontiers in Behavioral Neuroscience誌に掲載された研究論文で詳しく述べられている。

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「低い順位は一般的に脳内の酸化ストレスレベルが高いことに関連していることがわかった」と、研究の共著者でセントラルミシガン大学の生物学者ピーター・ダイクストラ氏は声明で述べた。「脳内の酸化ストレスのパターンは、脳内の細胞プロセスを調整する社会的経験に影響される可能性が高い」

シクリッドには 1,3000 種以上あります。主に淡水魚であるこれらの魚は、熱帯アメリカ、アフリカ大陸、マダガスカル、南アジア原産で、家庭用水槽で人気があります。オスのシクリッドには、厳格で非常に目立つ社会的階層があります。優位のオスは、従属的なオスよりも大きく、攻撃的で、色鮮やかになる傾向があります。その生理機能と社会生活により、この種は、社会的ストレスが脳の酸化ストレス レベルに与える影響を研究するための有望な代替物となっています。

この研究では、科学者チームが 15 個の大きな水槽を 2 つに分け、各実験区画にメス 6 匹とオス 2 匹を入れました。各グループの魚は自由に交流できるほか、実験室内の透明な水槽で近距離から隣のグループと視覚的に交流することもできました。チームはまた、各区画に特別な水槽植木鉢の半分を追加しました。これにより、優位なオスが守るべき縄張りができました。2 つのグループを除くすべてのグループで、シクリッドはすぐに階層構造を形成しました。この序列は実験の数週間にわたって安定していました。

科学者たちはその後、オスの魚から血液サンプルを採取し、脳を解剖し、体に対する生殖腺の大きさを測定した。シクリッドでは、生殖腺が大きいほどアンドロゲンのレベルが高いことを示している。重要なことに、彼らは脳の各部位における酸化ストレスと抗酸化能のマーカーを測定した。これらの抗酸化物質は酸化ストレスの影響を打ち消すことができ、彼らは脳の各部位に存在する酸化能と酸化DNA損傷を計算した。

地位の低い魚は、地位の高い魚に比べて酸化ストレスが高く、抗酸化能力が低かった。地位の高い魚は血液中の酸化ストレスの指標が高かったが、脳は酸化ストレスからよりよく保護されているようだった。これらの魚の高い地位と関連している生殖活動の指標も、脳内の抗酸化物質の高レベルと酸化ストレスの低レベルに関連し、脳を保護していた。

研究チームは、これは神経保護作用を持つホルモンレベルと関係があると考えている。地位の低い魚は生殖腺も小さく、ホルモンレベルも低いため、酸化ストレスの影響から脳を保護するのに効果がある可能性がある。

しかし、研究チームは、社会的地位が酸化ストレスに与える影響は少々複雑であることを発見した。研究チームが脳のさまざまな部位における酸化DNA損傷と抗酸化能のマーカーを調べたところ、さまざまなマーカーが社会的地位によってさまざまな形で影響を受けていた。

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「脳内の酸化ストレスに関連して検出されたパターンが、動物にとって必ずしも『悪い』ものではないかもしれないことに注意することが重要です」とダイクストラ氏は述べた。「将来的には、脳内の酸化ストレスの適応度への影響を研究することになるかもしれません。しかし、酸化ストレスのパターンが社会的ストレスと関連していることを示すことは重要であり、社会的ストレス要因が脳内の酸化ストレスと疾患を促進するメカニズムに関する重要な洞察を提供する可能性があります。」

ダイクストラ氏はまた、人間の社会をシクリッドと比較しすぎないようにとも強調した。シクリッドの階層構造は、この種において社会的ストレスが脳にどのような影響を与えるかを理解するためのモデルシステムでしかない。社会的ストレスと酸化ストレスが脳の特定の領域にどのような影響を与えるかを理解するには、さらに的を絞った研究も必要となるだろう。

「脳のさまざまな部位にまたがる興味深いパターンを発見したと思います」とダイクストラ氏は言う。「次のステップは、酸化ストレスの調節をより深く理解し、社会的ストレスがこれにどう影響するかを理解することです。そのためには、より厳密な実験研究が必要です。」