© LÄKARTIDNINGEN

2013-02-19 nummer 8 - Läs artikeln som PDF - Skriv ut
KULTUR

Neuro­plasticitet, epigenetik – och nya perspektiv för genus­vetenskapen


Ann Högberg
Ida Linander
läkarstuderande, Umeå universitet, allmänmedicin, Norrlands universitetssjukhus, Umeå
hogberg.ann@hotmail.com

o Modern forskning har visat att vår biologiska kropp är långt mer föränderlig än vad man tidigare har trott. Genom de nya forskningsområdena epigenetik och neuroplasticitet har gener och neuron visat sig vara direkt påverkbara av olika miljöstimuli [1]. Det handlar om ny kunskap som öppnar nya perspektiv inom den medicinska vetenskapen.

Huruvida det är arv eller miljö som är avgörande för en människas utveckling har länge diskuterats. Ett renodlat biologiskt synsätt utgår från att individens genotyp ger upphov
till en viss fenotyp (såsom egenskaper, beteende, hälsa och sjukdom). En persons gener uppfattas därmed som en färdig ritning med all information som behövs för att förklara mänskligt beteende, hälsa och sjukdom [2]. Den här förenklade förklaringen har nyanserats alltmer, i anpassning till nya forskningsrön. Det har visat sig att livserfarenheten »sätter sig under huden« och därmed påverkar den biologiska utvecklingen [1]. Kort sagt, miljö och arv går inte att separera utan
är i ständig interaktion under en människas liv. Det nya som forskningsfälten epigenetik och neuroplasticitet presenterar är att vi nu har kunskap om hur den levda erfarenheten påverkar biologiska element på molekylär nivå, till exempel gener och nervkopplingar, vilka tidigare ansågs vara opåverkbara och bestämda tidigt i livet.

När Human Genome Project hade kartlagt hela människans DNA visade det sig att det
totala antalet upptäckta gener var mindre än en tredjedel av det som genetikerna förväntade sig. Diversiteten av observerade fenotyper är nämligen långt större än antalet upptäckta genotyper [2]. Andra frågor som DNA-sekvensen inte kunde ge svar på är hur det kan komma sig att enäggstvillingar med precis samma genetiska uppsättning ändå utvecklar olika fenotyper, eller att människan och schimpansen till ungefär 99 procent har samma genetiska uppsättning
[3]. Det är här som epigenetiken kommer in i bilden – ett kunskapsfält som visar att även miljön och erfarenheten påverkar individens utveckling.

Epigenetik definieras som de förändringar i fenotypen som inte har sitt ursprung i förändringar i själva DNA-sekvensen. De mest välstuderade epigenetiska mekanismerna innebär förändringar i kromatinstrukturen, det vill säga DNA-metylering och modifikation av histoner, vilka påverkar genuttrycken [4, 5]. De epigenetiska förändringarna styr var, när och hur gener är aktiva och skiljer sig mellan olika vävnader och celltyper. Mekanismen påverkas av omgivningsfaktorer som stress, fysisk aktivitet, sociala interaktioner, rökning, nutrition, miljötoxiner och infektioner [2, 4, 5]. Dessa olika miljöfaktorer formar och omformar epigenomet under en männi­skas utveckling och resultatet blir en alldeles unik identitet, till och med för monozygota tvillingar [2]. Det som gör detta forskningsområde så intressant är just insikten om att de molekylärbiologiska epigenetiska mekanismerna induceras och påverkas av konkreta miljöfaktorer. Epigenetiken visar hur cellen och dess gener har ett direkt utbyte med omgivningen och utgör därmed den saknade länken mellan genetik, miljö och hälsa [4].

Spännande nya forskningsrön har visat att hjärnan och nervsystemet är föränderliga organ. Mekanismen som ligger bakom detta kallas neuroplasticitet och definieras som förmågan till adaptation i förhållande till omgivningen [6]. Den dominerande uppfattningen har länge varit att den neuronala arkitekturen grundläggs under hjärnans tidiga utvecklingsperiod varpå den förväntats vara stabil under resten av individens liv [7, 8]. Forskning om neuroplasticitet har bidragit till att revidera denna uppfattning. Plasticitet bör snarare ses som hjärnans normala funktion, och anses även vara fundamental för människans förmåga till utveckling och lärande [9]. Själva fenomenet bottnar i komplexa kaskader av molekylära, cellulära och fysiologiska händelser [10]. Det resulterar i antingen strukturella anatomiska förändringar eller funktionella förändringar i specifika hjärnområden, vilket till exempel kan innebära nybildning eller förstärkning av synapser som därmed förändrar aktiviteten i de påverkade nervbanorna [10].

Det finns mycket forskning kring vilka stimuli och erfarenheter som ligger bakom neuroplastiska förändringar i hjärnan. Exempel på faktorer som initierar processen är nya erfarenheter och inlärning av nya saker [11], trauma och skador, sociala interaktioner, fysisk aktivitet liksom en rik och stimulerande miljö [11, 12]. Den mest undersökta omgivningsfaktorn i sammanhanget är stress. Många studier [12-14] har visat hur stress, med inblandning av HPA-axeln och kortisol, förmedlar neuroplastiska förändringar. Effekterna av kortisol på hjärnans struktur och funktion har visat sig vara många, men gemensamt för alla är den destabiliserande effekten på redan etablerade nervbanor i både kortikala och limbiska strukturer, vilket sedermera kan leda till förändringar på kognitiv, beteendemässig och emotionell nivå [14]. Stressfaktorer kan exempelvis vara livsavgörande händelser och trauman, men också utgöras av förhållanden på arbetsplatsen eller hemma [13].

Gener är en del av celler som bygger upp den kropp som i sin tur är en del av sociala strukturer, kulturella normer och materiella villkor. Områden som neuroplasticitet och epigenetik har öppnat nya perspektiv inom biologin och medicinen där vikten av en sociokulturell ingång synliggörs. Men det räcker inte med att konstatera att element i miljön påverkar biologiska processer. Nästa steg är att forska kring hur miljön strukturellt skiljer sig mellan olika grupper av människor. Ett perspektiv som bidrar med detta är det genusvetenskapliga.

Epigenetik och neuroplasticitet har det gemensamt att de båda initieras av omgivningsfaktorer och är mekanismer bakom de biologiska förändringar som kan ge upphov till ändrade fenotyper, alltifrån förändrade egenskaper till sjukdomstillstånd. Sådan forskning hjälper oss att koppla ihop kropp med miljö, och visar hur det sociala och det biologiska kan förstås som ett system i stället för två separata områden. (Se figuren ovan.)

Miljö definieras i det här sammanhanget utifrån omgivningsfaktorer såsom psykosocial stress, fysisk aktivitet, kost, arbetsförhållanden, socioekonomiska villkor, alkohol, rökning och exponering för toxiska ämnen. Att flera av dessa faktorer sätter biologiska spår och kan kopplas till sjukdom är sedan länge känt, men områden som epigenetik och neuroplasticitet har bidragit med förklaringsmodeller för hur detta sker på biomedicinsk nivå. Dock kopplas dessa omgivningsfaktorer sällan ihop med mäns och kvinnors olika levnadsvillkor [15]. De studier som vi tagit del av utgår oftast från ett könsneutralt perspektiv, trots att det är väl belagt att mäns och kvinnors socio­kulturella miljö ser olika ut. Det faktum att miljöstimuli har visat sig initiera tillväxt av nya nerv­celler, ändra aktiviteten i nervkopplingar eller påverka genuttryck gör det möjligt att föreställa sig mekanismer för hur just genuspräglade miljöstimuli blir till en genuspräglad kropp.

Det finns en rad studier som undersöker kvinnors och mäns olika förutsättningar och levnadsvillkor. Det är välkänt att miljöfaktorer som hemarbete, yrkesarbete, sexuellt våld, utbildning, kost, motion samt inflytande och makt skiljer sig mellan könen [16-20]. Exempelvis utför kvinnor majoriteten av hemarbetet samt tar ut 80 procent av föräldraledigheten, trots att de förvärvsarbetar i ungefär samma utsträckning som män. Arbetsmarknaden är könssegregerad och arbetsvillkoren skiljer sig åt då kvinnor oftare har osäkra anställningar samt befinner sig på lägre positioner med mindre inflytande över sitt arbete. Män har det materiellt bättre ställt då
de i större utsträckning har högre lön, inkomst och pension. Samtidigt är det också viktigt att hålla i minnet att skillnaderna inom grupperna män och kvinnor kan vara ännu större. Individer är en del av en social stratifiering där de också formas och påverkas. Genusstrukturer har
stort inflytande på människors liv och hälsa, men det finns fler verksamma strukturer baserade på klass, sexualitet och etnicitet. Strukturer som kön och klass kan samverka; till exempel
har lågutbildade kvinnors medellivslängd inte ökat under de senaste 20 åren, medan en ökning har skett i samtliga övriga grupper [21].

Många av de ovan nämnda miljöfaktorerna ger upp­hov till en specifik stressrespons
hos berörda individer. Då den miljö (de levnadsvillkor) som ger upphov till denna stress skiljer sig mellan män och kvinnor på gruppnivå, blir också stressen könsspecifik. Exempelvis kan arbetsfördelning i hemmet påverka ett så konkret kroppsligt fenomen som en neuroendokrin stressrespons då mer tid och ansvar har knutits till högre kortisolnivåer. Eftersom det oftast är kvinnorna som har mer ansvar för, och lägger ner mer tid på hemarbetet drabbar denna stress mest kvinnor [16]. Stresshormonerna kortisol och adrenalin utgör en länk mellan den psykosociala miljön och biologin samt olika hälsoutslag. Viktigt i sammanhanget är att stress och kortisol också visats ligga bakom såväl epigenetiska som neuroplastiska förändringar [12-14].

Vi som är studenter på läkarprogrammet har upplevt att undervisningen och kurslitteraturen förmedlar en förenklad biologisk förståelse av kvinnor och män, där biologiska faktorers betydelse för individers beteende och hälsa överbetonas.

Sociala beteenden och förväntningar ger upphov till biologiska avtryck och kan skapa eller förstärka biologiska könsskillnader, varför en genusvetenskaplig ingång, kombinerad med en analys av socio­kulturella förhållanden, är nödvändig [22]. Ett genusvetenskapligt perspektiv bidrar med en förståelse av hur mäns och kvinnors olika levnadsvillkor påverkar beteenden, hälsa och sjukdom. När vi i dag har tillgång till forskning som visar hur den sociala miljön direkt interagerar med vår biologi finns också möjligheten att studera hur en redan på förhand genuspräglad miljö tidigt kan påverka biologiska element. Den sociala omgivningen gör något med våra kroppar som vi biomedicinskt kan förstå och förklara, och det är detta vi vill belysa i modellen som skisseras i figuren intill.

Medicinen har fortfarande inte någon tillfredsställande förklaring till varför vissa sjukdomar drabbar kvinnor och män olika, eller till den hälsoparadox som innebär att
kvinnor har högre sjuklighet medan män har högre dödlighet. Forskning om epigenetik och neuroplasticitet har visat att vi inte kan förstå människan, med avseende på hennes genus eller komplexa beteenden, om inte alla komponenter tas med: från den enskilda cellen till den sociala och kulturella kontexten. För att utveckla sådan kunskap krävs ett tvärvetenskapligt samarbete med bidrag från flera discipliner, inte minst från genusvetenskapen och biomedicinen. För inte heller en cell är en ö.


Referenser
1. Bateson P, Mameli M. The innate and the acquired: useful clusters or a residual distinction from folk biology? Developmental psychobiology. 2007; 49: 818-831.

2. Khan, F. Preserving human potential as freedom: a framework for regulating epigenetic harms. Health Matrix Clevel. 2010; 20(2): 259-323.

3. Prüfer K, Munch K, Hellman I, Akagi K, Miller JR, Walenz B, Koren S, Sutton G, Kodira C, Winer R, Knight JR et al. The bonobo genome compared with the chimpanzee and human genomes. Nature. 2012; 486 (7404): 527-31.

4. Groom A, Elliott HR, Embleton ND, Relton CL. Epigenetics and child health: basic principles. Archives of disease in childhood. 2011; 96 (9): 863-869.

5. Barros SP, Offenbacher S. Epigenetics: Connecting Environment and Genotype to Phenotype and Disease. Journal of dental research. 2009; 88 (55): 400-408.

6. Will B, Dalrymple-Alford J, Wolff M, Cassel J. The concept of brain plasticity – Palliard ?s systemic analysis and emphasis on stucture and function (followed by the translation of a seminal paper by Palliard on plasticity). Beavioural Brain Research. 2008; 192 (1): 2-7.

7. Jäncke L. The plastic human brain. Restorative Neurology and Neuroscience. 2009; 27 (5): 521-538.

8. Warraich Z, Kleim JA. Neural plasticity: the biological substrate for neurorehabilition. PM och R. 2010; 2 (12): 208-209.

9. Pascual-Leone A, Amedi A, Fregni F, Merabet LB. The plastic human brain cortex. Annual review of neuroscience. 2005; 28: 377-401.

10. May A. Experience-dependent structural plasticity in the adult human brain. Trends in cognitive science. 2011; 15 (10): 475-482.

11. Intressant exempel är den studie som gjorts på personer som spelar stränginstrument vilka visade sig ha en väsentligt större area i cortex för de spelande fingrarna än fingrarna hos matchade kontroller. Fausto-Sterling A. Sexing the body: Gender politics and the construction of sexuality. New York: Basic Books; 2000.

12. Sapolsky MR. Stress and plasticity in the limbic system. Neurochemical research. 2003; 28 (11): 1735-1742.

13. Mc Ewen BS, Gianaros PJ. Stress- and allostasis-induced brain plasticity. Annual review of medicine. 2011; 62: 431-45.

14. Huether G, Doering S, Ruger U, Ruther E, Schussler G (yu!). The stress-reaction process and the adaptive modification and reorganization of neuronal networks. Psychiatri Research. 1999; 87: 83-95.

15. En sökning på pubmed på “neuroplasticity + gender + life conditions” respektive “epigenetics + gender + life conditions” gav noll träffar. Medan en sökning på ”epigenetics + gender + environmental factors” respektive ”neuroplasticity + gender + environmental factors” gav 14 respektive 12 träffar. Ingen av dessa artiklar utgår från genus som en faktor för hur individer påverkas av olika livserfarenhet. När ”gender” tas upp är det i en strikt biologisk mening, exempelvis förklaras skillnad i ohälsa med olika könshormoner hos kvinnor och män. Gender får representera reproduktiv biologi vilket gör att man bortser från att genus kan göra att miljön och livserfarenheter blir olika om man växer upp som kvinna eller man och att det också kan vara en förklaring till skillnaden i uppmätt hälsa. Till och med studier som utförts på djur har påträffats använda sig av ”gender” som analytisk faktor vilket genast blir märkligt. Genus handlar om sociala konstruktioner av män och kvinnor och hur det kan appliceras på råttor ter sig obegripligt.

16. Saxbe DE, Repetti RL, Graesch AP. Time spent in housework and leisure: links with parents ? physiological recovery from work. Journal of family psychology. 2011; 25 (2): 271-281.

17. Cortinia LM, Arbor A, Kubiak SP. Gender and posttraumatic stress: Sexual violence as an explanation for women ?s increased risk. Journal of Abnormal Psychology. 2006; 115(4): 753-759.

18. Rees S, Silove D, Chey T, Ivancic L, Steel Z, Creamer M, Teesson M, Bryant R, McFarlane A C, Mills K L, Slade T, Carragher N, O'Donnell M, Forbes D. Lifetime Prevalence of Gender-Based Violence in Women and the Relationship With Mental Disorders and Psychosocial Function. The Journal of the American Medical Association. 2011; 306 (5): 513-521.

19. Griffin JM, Fuhrer R, Stansfeld SA, Marmot M. The importance of low control at work and home on depression and anxiety: do these effects vary by gender ans social class? Social science and Medicine. 2002; 54 (5): 783-798.

20. Statiska centralbyrån. På tal om kvinnor och män – Lathund om jämställdhet 2010.

21. Lägesrapport 2011 - Hälso- och sjukvård och socialtjänst. Socialstyrelsen.

22. Ah-King Malin. Genusperspektiv på biologi. Högskoleverket. 2012.


Epigenetik och neuroplasticitet initieras av omgivningsfaktorer och styr mekanismerna bakom de biologiska förändringar som kan ge upphov till ändrade fenotyper, alltifrån förändrade egenskaper till sjukdomstillstånd. Den sociala omgivningen gör något med våra kroppar som vi biomedicinskt kan förstå och förklara – kanske som i denna figur.



Kommentarer till Läkartidningens artiklar på nätet
Det finns inga kommentarer till denna artikel.