解决一个生物学难题:压力是如何导致白头发的

据报道，当玛丽·安托瓦内特在法国大革命期间被俘时，她的头发一夜之间就变白了。在更近的历史上，约翰·麦凯恩在越南战争中作为战俘受了重伤，头发也失去了颜色。

很长一段时间以来，坊间传闻都把紧张的经历和焦虑的现象联系在一起头发灰色的。现在，哈佛大学的科学家们第一次确切地发现了这个过程是如何发生的:压力激活参与战斗或逃跑反应的神经，进而导致永久性的伤害到色素再生茎细胞在毛囊里。

这项研究发表在自然，让科学家进一步了解了压力对身体的影响。

“每个人都有关于压力如何影响他们的身体的趣闻，尤其是他们的皮肤和头发——我们唯一能从外部看到的组织，”资深作者、哈佛大学干细胞和再生生物学阿尔文和Esta星副教授Ya-Chieh Hsu说。“我们想知道这种联系是否正确，如果是的话，压力是如何导致不同组织的变化的。头发色素沉着是一种容易控制的系统，此外，我们真的很好奇压力是否真的会导致头发变白。”

缩小犯罪范围

由于压力影响全身，研究人员首先必须缩小哪个身体系统负责将压力与头发颜色联系起来。研究小组首先假设，压力会导致对产生色素的细胞的免疫攻击。然而，当老鼠缺乏免疫细胞头发仍然变白，研究人员转向激素皮质醇。但又一次，这是一条死胡同。

“压力总是会提高体内激素皮质醇的水平，所以我们认为皮质醇可能发挥了作用，”徐说。“但令人惊讶的是，当我们去掉肾上腺从老鼠身上分离出来，使它们不能产生类似皮质醇的激素，它们的头发在压力下仍然会变白。”

在系统地排除了不同的可能性后，研究人员专注于交感神经系统，它负责身体的战斗或逃跑反应。

交感神经分支到每一个毛囊在皮肤上。研究人员发现，压力会导致这些神经释放化学物质去甲肾上腺素，这被附近的色素再生干细胞所吸收。

永久性的伤害

在毛囊中，某些干细胞充当色素生成细胞的储存库。当头发再生时，一些干细胞转化为产生色素的细胞，给头发上色。

研究人员发现，来自交感神经的去甲肾上腺素会导致干细胞过度激活。这些干细胞全部转化为产生色素的细胞，过早地耗尽了储存库。

“当我们开始研究这个问题时，我认为压力对身体有害，但我们所发现的压力的有害影响超出了我的想象，”徐说。“仅仅几天后，所有的色素再生干细胞都丢失了。一旦它们消失，你就不能再再生色素了。伤害是永久性的。”

这一发现强调了负面副作用研究人员说，这是一种保护性的进化反应。

“急性应激，尤其是战斗或逃跑反应，传统上被认为对动物的生存有益。但在这种情况下，急性压力会导致干细胞的永久性衰竭，”该研究的第一作者、博士后张兵说。

回答一个基本问题

为了将压力与头发变白联系起来，研究人员从全身反应开始，逐步扩大到单个器官系统，细胞间的相互作用，最终一直到分子动力学。这一过程需要各种各样的研究工具，包括操纵器官、神经和细胞受体的方法。

“从最高层次到最小的细节，我们与许多来自广泛学科的科学家合作，使用不同方法的组合来解决一个非常基本的生物学问题，”张说。

合作者包括哈佛医学院免疫学助理教授Isaac Chiu，他研究神经系统和免疫系统之间的相互作用。

Chiu说:“我们知道外周神经元强有力地调节器官功能、血管和免疫力，但对它们如何调节干细胞却知之甚少。”

“通过这项研究，我们现在知道神经元可以控制干细胞及其功能，并可以解释它们如何在细胞和分子水平上相互作用，将压力与头发变白联系起来。”

这些发现有助于阐明压力对各种器官和组织的更广泛影响。这一认识将为寻求改变或阻止压力的破坏性影响的新研究铺平道路。

“通过准确理解压力是如何影响的干细胞我们已经为了解压力如何影响身体其他组织和器官奠定了基础，”徐说。“了解我们的组织在压力下是如何变化的，这是最终治疗的关键一步，可以阻止或扭转压力的有害影响。在这个领域，我们还有很多东西要学。”