CC BY
305
ВЛИЯНИЕ КОРТИЗОЛА НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ
Д.С. Минасян, студент М.А. Резникова, студент Д.В. Скалозуб, студент
Кубанский государственный медицинский университет (Россия, г. Краснодар)
DOI:10.24412/2500-1000-2022-12-2-46-50
Аннотация. Хронический стресс - одна из главных проблем современности, именно поэтому вопрос о причинах возникновения стресса и его влияния на функции человеческого организма сейчас актуален. Кортизол - один из важнейших повреждающих факторов при стрессе. По данным исследований последних десятилетий оказалось, что «гормон стресса» вызывает нейродегенеративные изменения, что напрямую связано с нарушением когнитивных функций.
Ключевые слова: стресс, кортизол, когнитивные функции, когнитивные нарушения, психические состояния.
В последние десятилетия фиксируется неуклонный рост доли нарушений психического здоровья в обществе. Современный человек всё меньше сталкивается с естественными стрессорами, требующими немедленного реагирования, и всё больше испытывает давление долгосрочных психологических факторов [7]. Хронический стресс, развивающийся при этом, является причиной психоэмоционального напряжения и когнитивных нарушений. Анализ факторов, способствующих возникновению и прогрессированию когнитивных расстройств, их раннее выявление и возможности коррекции входят в число приоритетных направлений клинической и экспериментальной медицины. Когнитивные нарушения неоднородны как по своим клиническим проявлениям, так и по этиологии [1].
Один из неизменных спутников стресса - кортизол, являющийся так называемым «гормоном стресса». Известно, что увеличенная продукция кортизола при стрессе сопровождается нейродегенеративными изменениями в гиппокампе, инсулиноре-зистентностью и гипергликемией, что оказывает неблагоприятное влияние на когнитивные функции [7], но исследования в этой сфере касаемо кортизола ещё продолжаются. Успехи в изучении нейроэн-докринологии стресса способствуют современной медицине в предупреждении
психологических нарушений различной тяжести. В данном обзоре мы сконцентрируемся на факторах, вызывающих когнитивные нарушения, и причастности стресса (в том числе и кортизола) в этом.
Кортизол и стресс. Корреляция между выработкой кортизола и психоэмоциональной нагрузкой при стрессе доказана многими исследованиями. Например, при помещении людей в модель «общественного» стресса и в модель «индивидуального» стресса регистрируются весомые изменения уровня кортизола (в сторону их увеличения), наблюдается статистически значимая (р<0,05) функциональная согласованность повышения уровня кортизола с показателями оценки психического состояния (в данном исследовании для комплексной экспресс-оценки психического состояния использовались такие методики и аппаратура, как стабилометрия, биопо-тенциометрия, субъективный отсчет времени) [5]. Также при изучении долгосрочного влияния пребывания детей в сиротском учреждении было выявлено нарушение физиологического ритма секреции кортизола. В условиях депривации у ребёнка наблюдаются признаки хронического стресса, что негативно влияет на развивающийся организм, но при его помещении в замещающую семью фиксируется положительная динамика в функционировании гипоталамо-гипофизарно-
надпочечниковой системы. Исключением являются случаи, когда ребёнок воспитывался в сиротском учреждении в течение первых 30 месяцев жизни, тогда не наблюдаются положительные изменения в сторону нормализации суточного ритма секреции кортизола при помещении его в семью усыновителей [3, 4].
Выработка кортизола является одной из фаз стресс-реакций организма, в реализации которых значимую роль играет нейро-эндокринная регуляция. В её рамках осуществляется активация гипоталамо-гипофизарно-кортикоидной оси, особенно когда речь идёт о длительно действующих (хронических) негативных сигналах социальной среды. Под влиянием внешних стимулов (стрессовых сигналов) или внутренних переживаний включается механизм межклеточных взаимодействий, охватывающих нервную, эндокринную и иммунную системы и отражающийся на состоянии всех органов и тканей [7].
Повреждающее действие кортизола. В эксперименте при моделировании острого стресса крысам вводили внутрибрю-шинно кортизол, что определяло рост электро-форетической подвижности эритроцитов (ЭФПЭ). Результаты исследования показали, что снижение ЭФПЭ сочеталось с активацией процессов перекисно-го окисления липидов, тогда как рост ЭФПЭ сопровождался уменьшением концентрации малонового диальдегида. На основании этого можно утверждать, что кортизол вызывает антиоксидантный эффект в условиях острого стресса [12]. Также имеются свидетельства когнитивных улучшений в условиях умеренного, ограниченного во времени повышения уровня кортизола. Возможно, что повышенная мотивация к обучению и улучшенная координация областей мозга, участвующих в когнитивных операциях, связаны с умеренными кратковременными выбросами кортизола [10, 11, 13, 14].
В условиях же хронического стресса долговременное повышение концентрации кортизола имеет неблагоприятные последствия для организма. Под влиянием корти-зола происходят значительные метаболические перестройки в различных тканях.
Например, кортизол усиливает глюконео-генез, повышая уровень глюкозы в крови и снижая интенсивность её утилизации тканями, противодействуя тем самым инсулину. Одновременно кортизол усиливает липолиз и протеолиз, увеличивая свободный пул аминокислот и жирных кислот, а также подавляет способность иммунных клеток реагировать на различные химические сигналы, ослабляя воспалительную реакцию [7, 10, 15].
Важнейшей мишенью кортизола в центральной нервной системе является гиппо-камп, где плотность рецепторов к этому гормону особенно высока. В физиологических условиях в этой структуре кортизол обеспечивает запоминание эмоциональной важной информации. В процессе формирования следов памяти клеточные элементы гиппокампа используют глутаматерги-ческие механизмы, связанны с перевозбуждением, вследствие чего сами легко повреждаются при стрессе. В итоге в связи с гибелью нейронов объём гиппокампа уменьшается, что становится причиной когнитивных нарушений. Вторым важным образованием мозга, на которое влияет повышенный уровень кортизола, является амигдала, которая участвует в реализации поведенческих реакций, связанных с реагированием на опасность. При хроническом стрессе гиперактивация амигдалы порождает постоянную тревогу и способствует развитию депрессии [7, 10, 16-19].
Структурные изменения в мозге происходят регулярно в ответ на действие острого и хронического стресса. Наиболее выраженные изменения обнаруживают, как мы уже подчеркнули, в гиппокампе, а также в префронтальной коре. В экспериментах на грызунах установлено, что действие стресса в течение 21 дня приводит к уменьшению ветвления дендритов и снижению их плотности в медиальной пре-фронтальной коре, а также к снижению количества синапсов пирамидных клеток данной области. Это сопровождается избирательным ухудшением внимания при сохранении способности к обучению и познавательных функций [1, 20, 21].
Кортизол и когнитивные функции. Долговременное действие кортизола при-
водит к когнитивным нарушениям у человека. Например, при исследовании психоэмоционального напряжения у машинистов магистральных локомотивов, разделённых на 5 групп в зависимости от стажа работы, который выступал в качестве меры длительности действия факторов стресса, были получены следующие результаты: у людей с изначально высоким уровнем кортизола, адренокортикотропного гормона и кортикостерона результаты нейро-психологического обследования были хуже, чем у контрольной группы, которая состояла из практически здоровых мужчин соответствующих возрастных категорий. При выполнении задания «Таблицы Шульте» затраченное время было статистически значимо выше, чем у контрольной группы. Также стоит отметить, что группам машинистов, у которых выше был стаж работы, а как следствие и продолжительность психоэмоционального напряжения, требовалось больше времени на выполнение задания, чем группам машинистов с меньшим стажем работы. Аналогичные результаты хронометража получены при проведении методики Ф. Гробова «Красно-чёрная таблица». То есть мы можем говорить о негативном влиянии хро-
ции, в частности на составляющую внимания [1].
Также обратим на исследование когнитивных функций у больных циркулятор-ной энцефалопатией. В этом эксперименте наиболее успешными в выполнении когнитивных функций являются мужчины и женщины с низким исходным уровнем кортизола. Реактивные изменения уровня кортизола не влияет на успешность выполнения задач [9].
В другом исследовании, касающимся психического здоровья подростков, была выявлена зависимость между субъективным переживанием стресса и физическим самочувствием. Подростки, ощущающие высокий субъективный стресс, чаще подают признаки депрессии, тревожности и когнитивных нарушений [6].
Заключение. Всё вышеизложенное позволяет сделать вывод, что факт негативного влияния кортизола на когнитивные функции в условиях хронического стресса неоспорим. «Гормон стресса» -основная причина нарушений, происходящих при повышенных психоэмоциональных нагрузках, а борьба со стрессом становится одним из приоритетных направлений современной медицины.
нического стресса на когнитивные функ-
Библиографический список
1. Луцкий И.С. Влияние хронического психоэмоционального напряжения на когнитивные функции / И.С. Луцкий, Е.И. Луцкий // Казанский медицинский журнал. - 2015. -Т. 96. - № 4. - С. 523-531. - DOI 10.17750/KMJ2015-523. - EDN UBEGML.
2. Максимова А.А. Влияние дисфункции щитовидной железы и дисбаланса кортизола на когнитивное и психическое развитие детей с расстройством аутичного спектра / А.А. Максимова // Международный научно-исследовательский журнал. - 2020. - № 112 (101). - С. 30-38. - DOI 10.23670/IRJ.2020.101.11.038. - EDN AXVWLY.
3. Чернего, Д. И. Влияние раннего вмешательства на секрецию кортизола у детей с опытом социально-эмоциональной депривации / Д.И. Чернего, М.Ю. Солодунова, Р.Ж. Мухамедрахимов // Материалы съезда Российского психологического общества, Казань, 05-07 октября 2017 года. Том 3. - Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2017. - С. 96-97. - EDN LQZANF.
4. Чернего, Д.И. Секреция кортизола у детей с ранним опытом пребывания в сиротском учреждении / Д.И. Чернего // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Психология. - 2017. - Т. 10. - № 1. - С. 99-105. - DOI 10.14529/psy170110. - EDN YIEFXZ.
5. Биологические и психологические детерминанты реагирования на ситуации социального стресса / В.К. Сафонов, В.А. Абабков, С.В. Веревочкин [и др.] // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Психология. - 2013. - Т. 6. - № 3. -С. 82-89. - EDN RCAMBR.
6. Рахимкулова, А. С. Связь проблем психического здоровья подростков с субъективным переживанием стресса / А.С. Рахимкулова, В.А. Розанов // Вопросы психического здоровья детей и подростков. - 2020. - Т. 20. - № 3. - С. 18-27. - EDN YALPJA.
7. Розанов, В.А. Стресс и психическое здоровье (нейробиологические аспекты) /
B.А. Розанов // Социальная и клиническая психиатрия. - 2013. - Т. 23. - № 1. - С. 79-86. -EDN QADGOP.
8. Вариабельность сердечного ритма и уровень кортизола у детей школьного возраста при разной когнитивной нагрузке / С.Б. Догадкина, И.В. Ермакова, О.Н. Адамовская [и др.] // Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). - 2022. - Т. 7. - № 3. -
C. 169-179. - DOI 10.29413/ABS.2022-7.3.18. - EDN TVMVVO.
9. Сопряженность показателей энергетического обмена и уровня гормона стресса кортизола с когнитивными характеристиками больных дисциркуляторной энцефалопатией / В.Ф. Фокин, А.А. Шабалина, Н.В. Пономарева [и др.] // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. - 2018. - Т. 12. - № 4. - С. 47-51. - EDN YTRNAD.
10. Булгакова, С.В. Участие гормонов в процессах когнитивного и социально-эмоционального старения / С.В. Булгакова, Н.П. Романчук // Бюллетень науки и практики. - 2020. - Т. 6. - № 8. - С. 97-129. - DOI 10.33619/2414-2948/57/09. - EDN QDMTHX.
11. Романчук Н.П., Пятин В.Ф., Волобуев А.Н., Булгакова С.В., Тренева Е.В., Романов Д.В. Мозг, депрессия, эпигенетика: новые данные // Бюллетень науки и практики. -2020. - Т. 6. №5. - С. 163-183.
12. Дерюгина, А.В. Молекулярно-клеточные механизмы реализации стресс-реакции организма / А.В. Дерюгина, А.А. Мартусевич, Т.А. Веселова // Известия Уфимского научного центра РАН. - 2015. - № 3. - С. 58-63. - EDN UJYLCD.
13. Landfield P.W., Blalock E.M., Chen K.C., Porter N.M. A new glucocorticoid hypothesis of brain aging: implications for Alzheimer's disease // Current Alzheimer Research. - 2007. -V. 4. №2. - P. 205-212.
14. Moriarty A.S., Bradley A.J., Anderson K.N., Watson S., Gallagher P., McAllister-Williams R.H. Cortisol awakening response and spatial working memory in man: A U-shaped relationship // Human psychopharmacology: clinical and experimental. - 2014. -V. 29. №3. - P. 295-298.
15. Ширшев, С.В. Изменения некоторых показателей иммунного статуса и уровня кор-тизола при рецидивирующем обструктивном бронхите у детей. Иммунокоррекция поли-оксидонием / С.В. Ширшев, В.А. Лопатина // Медицинская иммунология. - 2003. - Т. 5. -№ 5-6. - С. 555-562. - EDN JTLPMN.
16. Fenoglio K.A., Brunson K.L., Baram T.Z. Hippocampal neuroplasticity induced by early-life stress: functional and molecular aspects // Front. Neuroendocrinol. - 2006. - Vol. 27. -P. 180-192.
17. Magarinos A.M., McEwen B.S. Stress-induced atrophy of apical dendrites of hippocampal CA3c neurons: involvement of glucocorticoid secretion and excitatory amino acid receptors // Neuroscience. - 1995. - Vol. 69. - P. 89-98.
18. Bremner J.D. Traumatic stress: effects on the brain // Dialogues Clin. Neurosci. - 2006. -Vol. 8, № 4. - P. 445-461.
19. Tarquis N. Neurobiological hypothesis relating to connections between psychopathy and childhood maltreatment // Encephale. - 2006. - Vol. 32. - P. 377-384.
20. Chawana R., Alagaili A., Patzke N. et al. Microbats appear to have adult hippocampal neurogenesis, but post-capture stress causes a rapid decline in the number of neurons expressing doublecortin // Neuroscience. - 2014. - Vol. 26, №277. - P. 724-733.
21. Radley J.J., Rocher A.B., Miller M. et al. Repeated stress induces dendritic spine loss in the rat medial prefrontal cortex // J. Comp. Neurol. - 2008. - Vol. 507, № 1. - P. 1141-1150.
IMPACT OF CORTISOL ON COGNITIVE FUNCTIONS
D.S. Minasyan, Student M.A. Reznikova, Student D.V. Skalozub, Student Kuban State Medical University (Russia, Krasnodar)
Abstract. Chronic stress is one of the main problems of our time, which is why the question of the causes of stress and its impact on the functions of the human body is now relevant. Cortisol is one of the most important damaging factors in stress. According to research in recent decades, it turned out that the "stress hormone " causes neurodegenerative changes, which is directly related to impaired cognitive functions.
Keywords: stress, cortisol, cognitive functions, cognitive impairments, mental states.
