Стресс и повторяющееся поведение: связь с аутизмом и шизофренией

Новое исследование раскрывает связь между окислительным стрессом и повторяющимся поведением

Новое исследование, опубликованное 5 ноября 2025 года в журнале PLOS One, предполагает, что окислительный стресс – состояние, при котором в организме нарушается баланс между повреждающими молекулами и антиоксидантами – может быть одной из причин повторяющегося поведения, наблюдаемого у мышей. Это поведение схоже с теми, что проявляются при расстройствах аутистического спектра (РАС) и шизофрении у людей. Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили, что более высокие уровни биомаркеров окислительного стресса, включая глутатион и определенные белки, коррелировали с более выраженными стереотипиями у молодых мышей. Эти белковые профили оказались схожими у разных линий мышей, что указывает на устойчивую биологическую связь.

Ключевые выводы исследования

Связь REDOX с поведением

Одним из наиболее значимых открытий стало то, что маркеры окислительного стресса, в частности глутатион, демонстрировали сильную корреляцию с тяжестью повторяющегося поведения. Состояние REDOX (сокращение от 'reduction-oxidation', или окислительно-восстановительный баланс) относится к химическим процессам в клетках, связанным с передачей электронов. Когда этот баланс нарушается в сторону окисления (REDOX imbalance), возникает окислительный стресс.

Возрастные особенности

Исследование выявило, что ассоциации между окислительным стрессом и стереотипиями были наиболее сильными у молодых мышей. Это говорит о повышенной уязвимости в период раннего развития. У старых мышей эта связь оказалась менее выраженной, что предполагает влияние других факторов на развитие стереотипий в более позднем возрасте.

Трансляционный потенциал

Идентифицированные белковые биомаркеры имеют потенциал для раннего выявления и разработки новых методов лечения расстройств, связанных с повторяющимся поведением. Учитывая, что многие из этих белков эволюционно консервативны (то есть присутствуют у многих видов), результаты исследования могут иметь значительный трансляционный потенциал для клинической практики.

Подробности исследования

Стереотипии – это аномальное, повторяющееся и, казалось бы, бесцельное поведение, которое широко распространено среди животных. Оно задокументировано практически у всех видов млекопитающих и птиц, содержащихся в неволе, включая лабораторных животных, зоопарковых обитателей и сельскохозяйственных животных. У людей стереотипии являются ключевой особенностью нескольких нейроразвивающих и нейропсихиатрических расстройств, таких как расстройства аутистического спектра и шизофрения.

Несмотря на хорошо изученные факторы риска окружающей среды, связанные со стереотипиями у животных в неволе, их происхождение в процессе развития оставалось неясным. Предыдущие исследования указывали на связь между некоторыми нейроразвивающими и нейропсихиатрическими состояниями и нарушением REDOX-баланса – состоянием, при котором физиологическая потребность в антиоксидантах превышает их доступность. Однако прямая связь между нарушением REDOX-баланса и стереотипиями оставалась предметом исследований.

Для устранения этого пробела в знаниях Кендалл Коден, доктор Джозеф Гарнер и их коллеги исследовали, связана ли нарушенная REDOX-среда с тяжестью стереотипий у мышей. Исследователи измеряли уровень глутатиона в крови – золотого стандарта биомаркера нарушения REDOX-баланса.

Результаты показали, что уровни глутатиона положительно коррелировали с тяжестью стереотипий у молодых мышей, но не у старых. Используя передовой протеомный подход (анализ белков), исследователи идентифицировали более широкий профиль биомаркеров нарушения REDOX-баланса и тяжести стереотипий. Как и предсказывалось, они обнаружили сильные связи между белками, связанными с нарушением REDOX-баланса, и уровнем глутатиона, а также тяжестью стереотипий.

Некоторые из этих ассоциаций были обнаружены только у молодых мышей, а другие оказались независимыми от возраста, что указывает на то, что другие факторы способствуют развитию стереотипий у старых мышей. Эти протеомные данные были подтверждены в отдельной группе мышей, что свидетельствует об их надежности и независимости от породы.

В совокупности эти данные позволяют предположить, что нарушение REDOX-баланса может способствовать развитию стереотипий в процессе онтогенеза, указывая на новые мишени для ранней диагностики и вмешательства. Более того, результаты предполагают, что уровни глутатиона в плазме или уровни идентифицированных белковых биомаркеров могут служить предикторами риска развития аномального повторяющегося поведения.

По мнению авторов, эволюционно консервативная природа идентифицированных ими белков предполагает, что результаты имеют многообещающий трансляционный потенциал для клинических популяций. Однако они предостерегают, что результаты носят корреляционный характер, поэтому до сих пор неясно, связано ли нарушение REDOX-баланса причинно-следственной связью с развитием стереотипии. Требуются дальнейшие исследования причинно-следственной связи между нарушением REDOX-баланса и стереотипией, а также трансляция результатов на другие виды, такие как люди, чтобы подтвердить их общность.

Кроме того, необходимы дополнительные исследования для определения того, могут ли антиоксидантные методы лечения предотвращать или лечить стереотипии у мышей.

Авторы исследования отмечают:

"Наши результаты показывают, что нарушение REDOX-баланса (больший спрос на антиоксиданты, чем их предложение) связано с повторяющимся поведением, и что специфические белки, обнаруживаемые в крови, могут предоставить более четкий и точный способ измерения этой связи."

"Многие из белков, идентифицированных в нашем исследовании, также связаны с нейроразвивающими и психиатрическими состояниями, что позволяет предположить, что этот набор белков может помочь в разработке новых диагностических методов и методов лечения расстройств, связанных с повторяющимся поведением."

Доктор Гарнер, профессор сравнительной медицины Стэнфордской медицинской школы, добавляет:

"Большая загадка повторяющегося поведения заключается в том, что индивидуумы сильно различаются как по риску, так и по тяжести, даже когда они растут в одинаковой среде и имеют одинаковое генетическое наследие. Эта загадка также дает нам надежду, что повторяющееся поведение может быть предотвращено или вылечено. Вот почему эта работа является таким захватывающим прорывом, она дает нам так много зацепок для дальнейшего изучения и совершенно новый технологический подход для этого."

Вопросы, на которые отвечает исследование:

Что обнаружили исследователи относительно повторяющегося поведения?

Аномальное повторяющееся поведение у мышей было тесно связано с биомаркерами окислительного стресса, что предполагает связь между нарушением REDOX-баланса и развитием такого поведения.

Что такое нарушение REDOX-баланса и почему оно важно?

Нарушение REDOX-баланса происходит, когда антиоксиданты организма не могут нейтрализовать повреждающие молекулы, что приводит к окислительному стрессу. Этот стресс может нарушать развитие мозга и поведение.

Как это исследование может помочь людям?

Многие из идентифицированных белков являются консервативными у различных видов, что означает, что те же биомаркеры могут помочь прогнозировать или лечить повторяющееся поведение, наблюдаемое при нейроразвивающих расстройствах, таких как аутизм и шизофрения.

Источники:

• PLOS
• Neuroscience News

Оригинальное исследование:

Coden, K., Garner, J.P. et al. (2025). Stereotypy is strongly linked to multiple biomarkers of oxidative stress—A potential common etiology for Abnormal Repetitive Behaviors. PLOS ONE.