Если вы работаете без стрессов, не испытываете волнение в процессе общения с людьми, спокойно переносите изменения в жизни, то вы — счастливчик. Если же ваш день начинается с тревоги, вы находитесь в депрессивном состоянии, а вечером падаете на кровать без сил — срочно пройдите бесплатный онлайн-курс «Стресс-менеджмент», в котором за 45 минут вы узнаете базовые техники по расслаблению. А чтобы закрепить эффект, прочитайте полезные книги из нашей подборки.

Роберт Сапольски «Психология стресса»

Это одна из самых известных книг в мире. Выдающийся психолог Роберт Сапольски утверждает, что способность человека планировать будущее и тревожиться о нем является как благословением, так и проклятием. Благословение заключается в предупреждении действий, которые могут вызвать опасные последствия. Проклятие — в том, что из-за тревоги о будущем мы находимся в постоянном стрессе. На примере зебры автор показывает, как работают стрессовые реакции и как можно ими управлять.

Роберт Сапольски «Почему у зебр не бывает инфаркта»

Из этой книги вы узнаете о физиологии стресса: как стресс может повлиять на наше здоровье, вызывая различные заболевания, как наши реакции могут усугубить положение. Автор подробно рассказывает о механизмах стресса и его влиянии на человеческий организм. После прочтения работы вы сможете самостоятельно разработать собственный стиль управления телом в различных ситуациях.

Дейл Карнеги «Как преодолеть тревогу и стресс»

Мы привыкли постоянно переживать по мелочам — правильно ли меня понял собеседник, что подумают обо мне чужие люди, а вдруг меня уволят завтра и еще о многих других вещах. Конечно, полностью от этих мыслей не избавиться, но можно снизить их негативный эффект. Дейл Карнеги в своей книге описал возможные ситуации, которые могут вызывать стресс, и на примерах из жизни объяснил, как действовать, чтобы помочь себе снизить тревогу.

«Управление стрессом для делового человека» Александр Фридман, Дмитрий Галанцев, Юрий Щербатых

В большинстве случаев стрессы появляются на работе, когда сроки горят, заказчик недоволен работой, начальник подкинул новых задач, на совещании раскритиковали идею. Стрессоустойчивость — это недооцененный навык в профессиональной сфере, позволяющий увеличить свою продуктивность и быстрее добиваться новых высот. Авторы книги — ведущие специалисты — рассказали не только о том, как победить стресс, но и извлечь из него пользу.

Дэвид Льюис «Управление стрессом. Как найти дополнительные 10 часов в неделю»

Главные враги любого человека — тревожность и нехватка ресурсов. На основе этих проблем Дэвид Льюис разработал специальную методику, которая поможет грамотно продумать рабочие процессы, выделить время на отдых, снизить давление, которое появляется из-за перегруженного графика работы, и тем самым избавиться от стрессов.

Нейробиология стрессоустойчивого мозга

Реферат

Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, посвященных изучению последствий воздействия острых, повторяющихся и хронических стрессоров на здоровье. и болезнь. Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в результате исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд).Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

Введение

Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга». Прежде чем представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокие уровни стрессоустойчивости задерживают «переломный момент » от адаптивных к дезадаптивным реакциям и увеличивают продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты снятия стресса с упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности на грызунах, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно пробегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от вызванной стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001) , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферные эффекты стресса при беге с колесом, включают адаптации в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью per se , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к смягчению стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступил с презентацией, озаглавленной «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие идею о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые, по сравнению с контролируемыми, стрессоры приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

Однако в последнее время исследования перешли к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они не поддаются контролю ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копинг имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует производительности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и тем самым снижает нейрогенез в гиппокампе, совладание в условиях, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических рецепторов.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α ₁ AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α ₁ AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало на 94 минуты большее время сна с празозином, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

Нейробиология стрессоустойчивого мозга

Реферат

Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, изучающих последствия острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в результате исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

Введение

Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокие уровни стрессоустойчивости задерживают «переломный момент » от адаптивных к дезадаптивным реакциям и увеличивают продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты снятия стресса с упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности на грызунах, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно пробегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от вызванной стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001) , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферные эффекты стресса при беге с колесом, включают адаптации в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью per se , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к смягчению стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступил с презентацией, озаглавленной «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие идею о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые, по сравнению с контролируемыми, стрессоры приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

Однако в последнее время исследования перешли к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они не поддаются контролю ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копинг имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует производительности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и тем самым снижает нейрогенез в гиппокампе, совладание в условиях, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических рецепторов.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α ₁ AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α ₁ AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало на 94 минуты большее время сна с празозином, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

Нейробиология стрессоустойчивого мозга

Реферат

Семинар по нейробиологии стресса 2010 года собрал ученых со всего мира, чтобы поделиться и обсудить свои результаты исследований, изучающих последствия острого, повторяющегося и хронического стрессового воздействия на организм человека. здоровье и болезнь.Сессия IV, озаглавленная «Нейробиология стрессоустойчивого мозга», посвящена изучению того, как мы можем вмешаться, чтобы способствовать стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Четыре ученых, которые исследуют эту тему с уникальных и совпадающих точек зрения, представили свои экспериментальные результаты, полученные в результате исследований на крысах (Флешнер и Майер), нечеловеческих приматах (Лион) и человеке (Раскинд). Представлены резюме каждой презентации, вспомогательные публикации и общие итоги сессии.

Ключевые слова: Стрессоустойчивость, стрессоустойчивость, упражнения, управляемость, нейрогенез, посттравматическое стрессовое расстройство

Введение

Ниже приводится краткое изложение лекций, представленных на семинаре по стрессу 2010 года, проведенном в Боулдере, штат Колорадо, на симпозиуме под названием «Нейробиология стрессоустойчивого мозга.«Перед тем, как представить резюме презентаций, мы предлагаем определения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости. Эти концепции были определены в другом месте и различаются в зависимости от области науки. Предлагаемые ниже определения согласуются с клиническими определениями.

Каскад реакций, составляющих реакцию на острый стресс, в большинстве случаев является в высшей степени адаптивным. Например, учащение дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, расширение зрачка, мобилизация энергии, сфокусированное внимание и иммунитет действуют согласованно, чтобы способствовать успешной реакции «драться или бегать» и повышать шансы на выживание.Поэтому важно подчеркнуть, что стрессоустойчивость не означает отсутствие стрессовой реакции. Вместо этого мы предполагаем, что высокие уровни стрессоустойчивости задерживают «переломный момент » от адаптивных к дезадаптивным реакциям и увеличивают продолжительность и / или интенсивность воздействия стрессора, необходимого для перехода. Другими словами, люди с высоким уровнем стрессоустойчивости способны выдержать большой стресс, прежде чем испытают негативные последствия. Напротив, улучшая стрессоустойчивость, способствует восстановлению после воздействия стрессора, который пересек «переломный момент».Другими словами, людям с высоким уровнем стрессоустойчивости требуется меньше времени и / или меньше лечения для восстановления после того, как они испытали негативные последствия воздействия стрессора. Организмы, устойчивые к стрессу, способны быстро прийти в норму после преодоления «переломной точки».

Эти определения концептуально различимы и имеют функциональный характер. Основываясь, например, на приведенных выше определениях, организм может проявлять либо стрессоустойчивость, либо стрессоустойчивость, но не то и другое вместе с данным фактором стресса.Это верно, потому что стрессоустойчивость предотвращает переживание негативных последствий воздействия стрессора, тогда как, по определению, стрессоустойчивость требует, чтобы человек испытал негативные последствия воздействия стрессора, чтобы продемонстрировать облегченное восстановление после этого опыта. Однако тот же самый организм может демонстрировать устойчивость к стрессу, но не устойчивость к стрессу по отношению к другому стрессору. Хотя эти концепции можно разделить на операционном уровне, остается неизвестным, можно ли распутать их на механистическом уровне (т.е. нейробиологический) уровень. Продолжение исследований с использованием различных моделей, таких как описанные ниже, поможет в нашем стремлении понять лежащую в основе нейробиологию стрессоустойчивого мозга.

Четыре эксперта представили результаты исследований на грызунах, обезьянах и людях, которые демонстрируют уникальные уровни анализа и экспериментальные подходы к исследованию нейробиологии стрессоустойчивого мозга. Целью симпозиума было выявить совпадение результатов и облегчить понимание нейронных механизмов и стратегий вмешательства для повышения стрессоустойчивости и стрессоустойчивости.

Моника Флешнер (председатель сессии и спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступила с презентацией, озаглавленной «Эффекты снятия стресса с упражнений: нейронные механизмы и последствия для здоровья». Она описала доказательства из литературы о людях и животных, свидетельствующие о том, что физически активные организмы устойчивы к негативному воздействию стрессорных факторов на физическое и психическое здоровье (Taylor et al. 1985; Brown and Siegel 1988; Dishman et al. 1998). Важно отметить, что вызван ли этот эффект стрессоустойчивостью, вызванной упражнениями, или повышенной уязвимостью к стрессу, вызванной отсутствием упражнений в сидячем состоянии, остается предметом обсуждения.Независимо от интерпретации, эффекты очевидны. Используя модели физической активности на грызунах, исследовательская группа доктора Флешнера исследовала нейронные адаптации, которые происходят у физически активных организмов, что приводит к ограничению их реакции на стресс. Статус физической активности варьируется в зависимости от содержания крыс в домашних клетках с подвижными (физически активными) или заблокированными (сидячими) колесами. Взрослый самец F344 (Greenwood et al. 2005a, 2010) или Sprague Dawley (Moraska and Fleshner 2001; Greenwood et al.2003a) крысы, размещенные с мобильными колесами, добровольно пробегают ~ 2–3 км каждую ночь, улучшили метаболическую подготовку (Kennedy et al. 2005) и демонстрируют множество адаптаций к стрессу. Например, крысы, которые живут с беговым колесом в течение 6 недель до воздействия острого, интенсивного стрессора (например, неконтролируемого удара хвостом), защищены от вызванной стрессом (а) иммуносупрессии (подавление антител против KLH; Moraska and Fleshner 2001) , (b) повышение воспалительных цитокинов (IL1-β и TNF-α, Speaker et al.2011), и (c) аффективная дисрегуляция, включая тревогу (преувеличенное замораживание; Greenwood et al. 2003a, 2005b), социальное избегание (снижение социальных исследований и неопубликованные наблюдения) и приобретенную беспомощность (дефицит побега из шаттла; Greenwood et al. 2003a, 2005а).

Нейронные механизмы, которые, вероятно, ответственны за буферные эффекты стресса при беге с колесом, включают адаптации в цепи центральной симпатической нервной системы (Greenwood et al. 2003b; Fleshner 2005), серотонинергической цепи дорсального шва (DRN 5-HT) (Greenwood et al. al.2003a, 2005b) и дофаминергический путь вознаграждения в черном и полосатом теле (Greenwood et al. 2011). Вместе эти нейронные адаптации функционируют, чтобы сдерживать, но не предотвращать (что было бы дезадаптивным) реакцию на стресс. Одним из примеров этого ограничения является система DRN 5-HT. Сидячие крысы, подвергшиеся неконтролируемому, но не контролируемому стрессу, чрезмерно активируют нейроны DRN 5-HT, что приводит к сенсибилизации нейронов 5-HT и приобретенной беспомощности. Напротив, физически активные крысы, подвергшиеся воздействию того же неконтролируемого стрессора, реагируют ограниченным ответом DRN 5-HT.Следовательно, физически активные крысы защищены от сенсибилизации DRN 5-HT и усвоенной беспомощности. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эффекты буферизации стресса не связаны с физической активностью per se , потому что принудительный бег на беговой дорожке вызывает такие же или более сильные периферические метаболические изменения, но минимальную адаптацию к смягчению стресса (Moraska et al. 2000). Вместо этого мы предполагаем, что произвольный бег на колесах идеален для повышения стрессоустойчивости, поскольку произвольные упражнения увеличивают факторы роста (нейротрофический фактор мозга [BDNF], инсулиноподобный фактор роста [IGF] и фактор роста нервов [NGF]) и нейрогенез, что, вероятно, поддерживает пластичность и адаптацию нейронных схем и активирует нейросхемы «вознаграждения» и «управляемости».Более того, бег на колесах или произвольные упражнения переносимы на людей и вызывают положительные побочные эффекты, включая потерю веса тела, улучшение сердечно-сосудистой функции и повышенную чувствительность к инсулину.

Стивен Ф. Майер (спикер; Университет Колорадо, Боулдер, Колорадо) выступил с презентацией, озаглавленной «Роль поведенческого контроля и вентральной медиальной префронтальной коры в стрессоустойчивости и уязвимости». Он описал доказательства, подтверждающие идею о том, что степень контроля над поведением организма над стрессором, возможно, является наиболее мощной переменной, модулирующей воздействие стрессора, из когда-либо обнаруженных.Воздействие аверсивных событий, над которыми организм не может контролировать свое поведение, вызывает совокупность поведенческих и нейрохимических изменений, которые не происходят, если какой-либо аспект фактора стресса можно контролировать с помощью поведенческих реакций — феномен, получивший название «усвоенной беспомощности» и «поведенческой реакции». депрессия »(Майер и Уоткинс, 2010). Более ранняя работа по изучению механизма (ов), лежащего в основе этого явления, была сосредоточена на понимании того, как стрессоры вызывают те последствия, которые они вызывают, когда они неконтролируемы.Работа Майера показала, что нейроны 5-HT в каудальной DRN являются ключевой особенностью поведенческих последствий неконтролируемого стресса. Вкратце, неконтролируемые, по сравнению с контролируемыми, стрессоры приводят к интенсивной активации нейронов DRN 5-HT, вызывая сенсибилизацию этих нейронов в течение определенного периода времени. Таким образом, вход в DRN в период сенсибилизации, как это происходит во время поведенческого тестирования, приводит к чрезмерному высвобождению 5-HT в областях проекции, ближайшей причине поведенческих изменений (Christianson et al.2010).

Однако в последнее время исследования перешли к изучению «другой стороны медали», а именно того, как наличие поведенческого контроля притупляет воздействие испытываемого стрессора и блокирует воздействие последующих факторов стресса, даже если они не поддаются контролю ( так называемая «поведенческая иммунизация»). Ранее предполагалось, что контроль — это не активный процесс, а просто отсутствие активного «изучения неконтролируемости». Здесь представлены доказательства того, что наличие контроля является активным фактором; в том, что наличие контроля подавляет нервную активацию, вызванную стрессором.Обзор исследований показывает, что контроль обеспечивает устойчивость к воздействию (а) одновременных стрессоров, потому что он активирует вентрально-медиальный префронтальный кортикальный (vmPFC) ингибирующий контроль над чувствительными к стрессу стволом мозга и лимбическими структурами, которые включают DRN (Amat et al. 2005) и (б) позже возникающие стрессоры, поскольку они вызывают длительное изменение vmPFC, так что даже неконтролируемые стрессоры теперь приводят к опосредованному vmPFC ингибированию структур, чувствительных к стрессу, во время действия стрессора (Amat et al.2006 г.). Это включение схемы vmPFC не распространяется на все условия, которые вызывают стрессорную стойкость. Например, наличие сигналов безопасности снижает воздействие стрессора, но этот эффект зависит от коры островка, а не от vmPFC (Christianson et al. 2008).

Дэвид М. Лайонс (докладчик; Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния) выступил с презентацией, озаглавленной «Механизмы буферизации стресса у нечеловеческих приматов». Лайонс описал, как преодоление стресса является важным аспектом жизни в сложной социальной среде.Копинг имеет тенденцию смягчать или уменьшать пагубные последствия стресса и, как полагают, вызывает нейроадаптации в кортиколимбических системах мозга (Katz et al. 2009; Lyons et al. 2009). Чтобы проверить эту гипотезу, Лайонс и его коллеги недавно исследовали, стимулирует ли стресс-копинг нейрогенез гиппокампа у взрослых самцов беличьих обезьян, содержащихся в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар. Эти манипуляции моделируют условия, которые обычно возникают в мужских социальных ассоциациях из-за конкуренции за ограниченный доступ к месту жительства в смешанных группах (Boinski et al.2005).

Имея доказательства совладания, первоначальные исследования подтвердили, что уровни кортизола в плазме повышаются, а затем возвращаются к уровням до стресса в течение нескольких дней после каждого периодического разделения и образования новых пар (Karssen et al. 2007). Последующие исследования экзогенного кортизола дополнительно установили, что регуляция обратной связи по осям гипоталамус-гипофиз-надпочечники не нарушена (Lyons et al. 2007). Совсем недавно Лайонс и его коллеги обнаружили, что совладание в условиях, обогащенных периодическим социальным разделением и образованием новых пар, усиливает нейрогенез в гиппокампе у самцов беличьей обезьяны (Lyons et al.2010). Нейрогенез в гиппокампе у грызунов способствует производительности пространственного обучения, а у обезьян пространственное обучение усиливается в условиях стресса, которые усиливают нейрогенез гиппокампа. Соответствующие изменения были обнаружены в экспрессии генов, участвующих в выживании и интеграции рожденных взрослых гранулярных клеток в функциональные нервные цепи (Lyons et al. 2010).

Эти данные подтверждают предположение, что преодоление стресса вызывает нейроадаптации в кортиколимбических областях мозга, участвующих в когнитивных и нейроэндокринных аспектах регуляции эмоций.Хотя стресс обычно подавляет пролиферацию новых клеток и тем самым снижает нейрогенез в гиппокампе, совладание в условиях, обогащенных новизной и сложностью, по-видимому, преодолевает подавляющие эффекты стресса на нейрогенез гиппокампа. Психотерапия, разработанная для содействия преодолению стресса у людей с депрессивными расстройствами, потенциально может иметь аналогичные эффекты, но нейрогенный потенциал преодоления стресса не изучался в клинических исследованиях в области нейробиологии.

Мюррей Раскинд (спикер; Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон) выступил с презентацией, озаглавленной «Стратегии лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) на основе норадренергических рецепторов.Повышенная чувствительность α1-адренорецепторов (AR) мозга к норэпинефрину, вероятно, вносит свой вклад в патофизиологию посттравматического стрессового расстройства (Pellejero et al. 1984; Southwick et al. 1993; Mellman et al. 1995; Vythilingam et al. 2000). Такая повышенная ответная реакция на α1-AR способствует высвобождению анксиогенного нейропептида, высвобождающего фактора кортикотропина (CRF), нарушает быстрый сон (REM) и улучшает когнитивные функции «борьба или бегство» (Birnbaum et al. 1999). Таким образом, фармакологическая блокада центральной нервной системы (ЦНС) α ₁ AR является рациональным подходом к лечению посттравматического стрессового расстройства.Празозин является клинически доступным антагонистом α1 AR, который проникает через гематоэнцефалический барьер и, как было продемонстрировано, блокирует α ₁ AR ЦНС при периферическом введении (Menkes et al. 1981). Этот недорогой непатентованный препарат является единственным клинически доступным антагонистом α1 AR, который легко проникает в ЦНС.

Группа Раскинда провела три плацебо-контролируемых клинических испытания празозина при посттравматическом стрессе. Первые два были о ветеранах войны во Вьетнаме с тяжелыми кошмарами посттравматических стрессов и нарушениями сна (Raskind et al.2003, 2007). Празозин был значительно и значительно более эффективен, чем плацебо, в отношении целевых ночных симптомов посттравматического стрессового расстройства, а также в отношении чувства благополучия и способности функционировать в дневное время. Третье исследование гражданского посттравматического стрессового расстройства было столь же положительным в отношении симптомов посттравматического стрессового расстройства и продемонстрировало на 94 минуты большее время сна с празозином, чем с плацебо (Taylor et al. 2008). Празозин остается эффективным в течение многих лет при хроническом приеме. Два крупных многоцентровых клинических испытания празозина для лечения посттравматического стрессового расстройства в настоящее время находятся в процессе, спонсируемом Министерством по делам ветеранов и Министерством обороны.Другие новые применения празозина при расстройствах, связанных со стрессом, подтвержденные положительными плацебо-контролируемыми пилотными исследованиями, — это разрушительное возбуждение при болезни Альцгеймера (Wang et al. 2009) и поддержание трезвости при алкогольной зависимости (Simpson et al. 2009).

Устойчивость к напряжению — обзор

3 Выбор системы покрытия труб

Покрытия трубопроводов являются основным средством защиты трубопроводов от внешней коррозии. Фактически, срок службы трубопроводов во многом зависит от материалов покрытия и их применения.Это не только значительно снижает вероятность выхода трубопровода из строя из-за внешней коррозии, но и снижает затраты на осмотр и техническое обслуживание на протяжении всего срока службы. Следовательно, выбор правильного типа материалов покрытия для трубопроводов повышает общую производительность трубопроводных организаций. Для применения на нефтепроводах по пересеченной местности доступны разнообразные материалы для покрытий. Эмаль из каменноугольной смолы (CTE), покрытие из трехслойного экструдированного полиэтилена (3LPE) и покрытия на основе эпоксидной смолы (FBE) обычно используются операторами трубопроводов.Они характеризуются различными физическими и химическими свойствами, и каждый имеет свой собственный метод нанесения. Хотя материалы и стоимость нанесения являются основными факторами при выборе покрытия, такие факторы, как характеристики грунта, забота об окружающей среде, ремонтопригодность и безопасность, также привлекают повышенное внимание операторов трубопроводов. Все эти факторы снова действуют особым образом при применении катодной защиты на трубопроводе с покрытием. Поведение покрытия в значительной степени также будет зависеть от параметров катодной защиты.Следовательно, для обеспечения защиты от коррозии в течение расчетного срока службы трубопровода система защиты от коррозии — комбинация покрытий и катодной защиты — должна быть правильно спроектирована, определена, применена, построена, обслуживаться и управляться.

Исследование показывает, что покрытие FBE в основном используется операторами трубопроводов по сравнению с ленточными покрытиями CTE и 3LPE, в первую очередь из-за его превосходных характеристик в отношении сопротивления грунту, адгезии и катодной защиты, хотя FBE является дорогостоящим для обоих материалов. и приложение.Обладает отличной совместимостью с катодной защитой и хорошо выдерживает высокие температуры. Однако он слабый с точки зрения ударных повреждений и влагопоглощения. Имеются случаи плохой работы системы покрытия с использованием FBE, в основном из-за неправильного нанесения. На заре использования FBE был обнаружен и выявлен ряд проблем. Вот некоторые из них:

•

Плохая адгезия на одной стороне продольного шва.Вызвано ненадлежащей подготовкой поверхности и / или низкой температурой нанесения.

•

Проколы или шероховатость покрытия. Вызвано ненадлежащей подготовкой поверхности (соли).

•

Кратеры / пузыри на покрытии. Вызывается посторонним материалом (например, резиной), захваченным покрытием при его гелеобразовании, или прокатной окалиной, захваченной сталью и выделяющей газы во время отверждения покрытия.

•

Вспенивание.Может быть вызвано высоким уровнем влажности порошка или слишком высокой температурой нанесения.

•

Линии деформации / трещины в покрытии. Вызвано гидростатическими испытаниями при очень низких температурах.

•

Вздутие в исходном покрытии при индукционном нагреве полевых стыков. Может быть вызвано поглощением влаги, захваченной влагой, загрязнением под покрытием или неправильным температурным профилем во время нанесения покрытия (холодные концы).

•

Потеря адгезии на срезе.Может быть вызвано поглощением влаги или загрязнением под покрытием.

•

Вздутие покрытия вскоре после нанесения на окружной сварной шов — покрытие стыка. Следуя методам сварки целлюлозы, может выделяться газообразный водород.

•

Пятнистые леопарды в земле. Вызывается образованием продуктов коррозии под покрытием, которое потеряло адгезию к основанию, расслоилось или расслоилось. Обычно это происходит на проколах.

Покрытия CTE имеют долгую историю защиты трубопроводов. CTE имеет хорошие показатели производительности во всем мире. Он обладает превосходными электроизоляционными свойствами и свойствами низкой проницаемости, которые противостоят бактериальному воздействию и действию растворителей нефтяных масел. Это дешевле по сравнению с другими типами материалов для покрытий. Трубопроводы с покрытием CTE можно легко обслуживать, так как легко организовать ремонт внешнего покрытия в полевых условиях. Рядом с площадкой можно построить временный производственный объект, так как возможно ручное и полуавтоматическое нанесение покрытия.Это значительно снижает логистические расходы. Производительность CTE в основном зависит от его применения. Следовательно, есть случаи отказов трубопроводов из-за плохого нанесения покрытия CTE. Обработка во время хранения, транспортировка на площадку и погрузочно-разгрузочные работы во время строительства также способствуют выходу из строя трубопровода. CTE страдает такими недостатками, как негативное воздействие на окружающую среду, поскольку он выделяет пары, которые вредны для здоровья во время нанесения. Покрытия с КТР подвергаются нагрузке со стороны почвы, которая может вызвать сморщивание, растрескивание, расслоение покрытия и оставить незащищенные стальные поверхности.Кроме того, если вода проникает под отслоившиеся покрытия, катодная защита может стать проблемой. Требования к катодной защите обычно возрастают по мере старения трубопроводов с покрытием CTE. Температура эксплуатации трубопроводов с КТР покрытием не должна превышать 65 ° C.

Покрытия 3LPE (3-слойные, полиэтилен низкой плотности) требовали от 50 до 75 микрон эпоксидного порошка, склеенного плавлением, ∼150 микрон клея из сополимера полиэтилена и общей общей толщины пленки 2,3 мм при использовании низко- полиэтилен плотности (ПЭ).Поскольку полиэтилен низкой плотности (LDPE) имеет более высокую скорость передачи паров влаги, у него больше шансов на выход из строя. Адгезия — основная проблема этого типа покрытия. Характеристики покрытия в основном зависят от подготовки поверхности, нанесения и условий хранения покрытых труб.

Выбор конкретного покрытия для трубопровода определяется такими факторами, как характеристики покрытия, сложность нанесения, аспекты окружающей среды и безопасности, требования к физическим объектам для нанесения покрытия, а также стоимость материалов и нанесения.

Покрытие в первую очередь характеризуется своими защитными свойствами от воздействия грунта, адгезией и катодной защитой. Напряжение почвы — это величина давления или растяжения, приложенного к поверхности покрытия после захоронения. Это может привести к образованию складок, провисанию или растрескиванию покрытия. Различные материалы покрытия имеют разные характеристики напряжения почвы. Покрытие, которое меньше всего подвержено стрессу почвы, работает лучше, чем покрытие, которое больше подвержено стрессу почвы. Адгезия — это мера связи между материалами покрытия и материалами трубы.Следовательно, покрытие с лучшим сцеплением считается лучшим. Если покрытие теряет адгезию к материалам трубы, коррозионные вещества попадают в кольцевое пространство между поверхностью трубы и отслаивающим покрытием. В этой ситуации возникает коррозия, если отслоившееся покрытие не допускает проникновения тока катодной защиты. Это явление называется экранированием катодной защиты и зависит от типа покрытия. Предпочтительно покрытие, которое имеет меньшую тенденцию экранировать ток катодной защиты.

Различные материалы покрытия имеют разные процедуры нанесения и требования. Подготовка поверхности трубы — важное действие для улучшения адгезии. FBE и CTE требуют более строгой подготовки поверхности, чем другие типы покрытий. Некоторые типы покрытий уязвимы от повреждений при погрузочно-разгрузочных работах и ​​во время строительства и требуют передовых логистических средств для транспортировки на строительную площадку. Для сварки «труба с трубой» на месте требуется покрытие стыков для всех типов покрытий. Следовательно, предпочтение отдается типовым покрытиям, которые лучше совместимы с широким спектром систем нанесения покрытий в полевых условиях.В зависимости от сложности нанесения можно классифицировать типы покрытий и определить их приоритетность. Ни один из материалов покрытия не имеет бесконечного срока службы и не может быть поврежден по разным причинам. Следовательно, для эффективной работы трубопроводной системы необходимо заняться ремонтом и техническим обслуживанием. Покрытие, совместимое с широким спектром методов ремонта и обслуживания, предпочтительнее других.

Требования к физическим возможностям для нанесения покрытия являются важным фактором при выборе типа покрытия.Это зависит от требований завода, логистики и склада. Выбор техники (автоматическая, полуавтоматическая, ручная) имеет большое значение. Операторы трубопроводов часто предпочитают строить заводы по нанесению временных покрытий рядом со строительной площадкой, чтобы получить преимущество в дорогостоящей логистике и складировании. Однако это снижает автоматизацию и, в свою очередь, снижает производительность. Некоторые виды нанесения покрытий на временных производственных объектах технически и экономически неосуществимы.Несмотря на то, что благодаря передовой технологии покрытие хорошего качества может быть произведено по конкурентоспособной цене за счет экономии на масштабе, это значительно увеличивает логистические и складские расходы.

Экологичность и тенденция к меньшей опасности для здоровья — это другие факторы, которые следует учитывать при выборе правильного покрытия, поскольку все технологии производства покрытий для труб негативно влияют на окружающую среду и представляют значительную опасность для здоровья операторов. Многие страны имеют свои собственные стандартные экологические нормы, которые ограничивают использование некоторых материалов покрытия.Ручное внесение всегда представляет большую опасность для оператора, чем автоматическое или полуавтоматическое внесение. Следовательно, даже в трудоемкой экономике предпочтение следует отдавать выбору покрытия, которое требует меньшего вмешательства человека во время нанесения. Кроме того, соблюдение строгих требований к инспекции — еще один фактор, который может привлечь значительное внимание к конкретной системе покрытия.

Наряду с этими факторами при выборе типа покрытия для любой трубопроводной системы необходимо учитывать стоимость материалов и стоимость нанесения.На рисунке 5 показана модель выбора в интегрированной структуре.

Рисунок 5. Модель выбора системы покрытия.

Следующие шаги обеспечат эффективность системы покрытия трубопровода и улучшат его характеристики:

•

Выберите лучшую систему покрытия для конкретного проекта.

•

Разработайте спецификации для приложения.

•

Настройте производственные мощности и разработайте процедуры проверки (для конкретного проекта).

•

Обеспечение хранения и логистики труб с покрытием.

•

Организация нанесения покрытий на стыки и последующее техническое обслуживание.

Температурно-стрессостойкость и толерантность вдоль широтной линии у Arabidopsis lyrata Северной Америки

Abstract

Изучение широтных градиентов может дать важные сведения об адаптации к температурному стрессу. Доступны две стратегии: сопротивление за счет ограничения повреждений или терпимость за счет уменьшения последствий повреждения для пригодности.Здесь мы изучили широтные вариации устойчивости и устойчивости к морозу и жаре и проверили предсказание компромисса между двумя стратегиями и их дороговизну. Мы вырастили растения репликативных семейств материнских семян из восьми популяций североамериканского Arabidopsis lyrata , собранных по широтному градиенту в климатических камерах и неоднократно подвергавших их воздействию мороза или теплового стресса, в то время как набор контрольных растений рос в стандартных условиях. Когда контрольные растения достигли максимального размера розетки, образцы листьев подвергались воздействию мороза и теплового стресса, а утечка электролита (PEL) измерялась и рассматривалась как оценка устойчивости.Разница в максимальном размере розетки между стрессированными и контрольными растениями использовалась в качестве оценки толерантности. Северные популяции были более морозостойкими, менее жаростойкими и менее теплостойкими, но — неожиданно — они также были менее морозостойкими. Отрицательные генетические корреляции между устойчивостью и толерантностью к одному и тому же или разному тепловому стрессу, как правило, не были значимыми, что указывало только на слабые компромиссы. Однако морозостойкость постоянно сопровождалась малым размером в контрольных условиях, что может объяснять неадаптивную широту для морозостойкости.Наши результаты показывают, что адаптация к морозу и жаре не ограничивается компромиссами между ними. Но стоимость морозостойкости с точки зрения уменьшения размеров растений может быть важна для границ распространения видов и климатических ниш.

Образец цитирования: Wos G, Willi Y (2015) Температурно-стрессостойкость и толерантность вдоль широтной линии в Северной Америке Arabidopsis lyrata . PLoS ONE 10 (6): e0131808. https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0131808

Редактор: Чжулун Чан, Китайская академия наук, КИТАЙ

Поступила: 27 марта 2015 г .; Принята к печати: 7 июня 2015 г .; Опубликовано: 25 июня 2015 г.

Авторские права: © 2015 Wos, Willi. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в пределах документ и вспомогательные информационные файлы к нему.

Финансирование: Авторы были поддержаны Швейцарским национальным научным фондом (PP00P3-123396 / 1 для YW) и Фондом Пьера Мерсье для науки, Лозанна (для YW). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Распространение видов может частично определяться их способностью противостоять источникам абиотического и биотического стресса, которые различаются клинически [1,2].Действительно, данные свидетельствуют о том, что абиотический стресс вызывает сильный отбор по двум широко изученным градиентам — широте и высоте — потому что популяции часто локально адаптированы к изменяющимся тепловым условиям вдоль этих градиентов [3]. Термическая адаптация проявляется в различной степени устойчивости к экстремальным температурам или их переносимости. Эти две характеристики редко изучались одновременно в контексте широты, в основном отражающей температурный клин, и редко оценивались затраты на их приспособленность.

Теория истории жизни предсказывает, что преодоление стресса, вероятно, повлечет за собой затраты, связанные с другими качествами, связанными с фитнесом [4,5]. Эти затраты — называемые компромиссами — могут иметь важное значение при определении пределов распространения видов. Один компромисс, который был предсказан теоретически, — это компромисс между сопротивлением и толерантностью к одному и тому же типу стресса [6,7]. Сопротивление — это защита, которая предотвращает повреждение или ограничивает его степень, в то время как толерантность определяется как защита от стресса, которая снижает негативное влияние повреждения на приспособленность [8].В контексте теплового стресса у растений устойчивость включает снижение степени повреждения клеточной мембраны [9]. Терпимость отражает степень, в которой растение поддерживает репродуктивную способность, несмотря на повреждения от стресса. Модели совместной эволюции сопротивления и толерантности предполагают, что эти два аспекта могут быть альтернативными; выбор должен максимизировать любую стратегию, но не обе [10]. Это связано с тем, что преимущества устойчивости не нужны человеку с высокой толерантностью, а преимущества толерантности редко реализуются у человека с высокой устойчивостью [11].Таким образом, максимизация обоих качеств дает ограниченные преимущества, в то же время вызывая большие затраты на приспособленность, чем наличие сопротивления или толерантности. Это создает компромисс между сопротивлением и терпимостью.

Компромисс между устойчивостью и толерантностью был хорошо изучен эмпирически в контексте биотических стрессоров [10,12]. В то время как идея о том, что растения реагируют на биотических врагов сопротивлением и толерантностью, была общепринятой, существует мало эмпирических подтверждений прогнозу о том, что эти две стратегии имеют отрицательную корреляцию.Фактически, исследования систем растение-насекомое, растение-млекопитающее и растение-вирус часто не смогли выявить фенотипические или генетические компромиссы между устойчивостью и толерантностью [13–16]. Вместо этого предприятия распределяют ресурсы по обеим стратегиям, и они могут поддерживаться одновременно на промежуточных уровнях. Реакция растений на термический стресс редко изучалась в контексте эволюции жизненного цикла и компромиссов. Это может быть связано с трудностью оценки устойчивости к факторам статического стресса, не смешивая ее с эффектом сопротивления.Для таких факторов стресса — в отличие, например, от травоядных — трудно гарантировать, что повреждение одинаково для всех повторов. Agrawal et al. [17] измерили селекцию, воздействующую на устойчивость и устойчивость к морозу у Raphanus raphanistrum в эксперименте в саду на открытом воздухе, и обнаружили, что устойчивость была благоприятной, в то время как толерантность была неблагоприятной, скорее всего, из-за затрат на приспособленность последнего. Однако генетической корреляции между устойчивостью и толерантностью не было.

Могут существовать и другие компромиссы, важные для ограничения распространения видов.Устойчивость и толерантность к различным экстремальным температурам могут противоречить друг другу. Кроме того, устойчивость к термическому стрессу и толерантность могут иметь компромисс с компонентами фитнеса в отсутствие стресса, и в этом случае мы имеем в виду затраты на сопротивление / толерантность [18]. И, наконец, они могут отказаться от реакции на другие виды стресса. Любой из этих компромиссов может стать важным для ограничения адаптации, если отбор, действующий в текущем температурном режиме, перпендикулярен сильной корреляции между признаками [19,20].Пределы адаптации также могут меняться в зависимости от широты. Вид может быть хорошо приспособлен к условиям, находящимся в центре его распространения, но испытывать растущие затраты на приспособленность к адаптации к все более стрессовым условиям по направлению к границам ареала [21]. В целом, если адаптивные стратегии и приспособленность имеют общую генетическую основу, компромиссы могут ограничить оптимизацию устойчивости и толерантности и, следовательно, расширение видов.

В этом исследовании мы описываем широтные закономерности устойчивости и устойчивости к морозу и жаре, а также генетический компромисс между ними в популяциях Arabidopsis lyrata ssp. лирата . Arabidopsis lyrata — короткоживущее многолетнее травянистое растение, тесно связанное с A . Талиана . Вид встречается в восточной части Северной Америки от Северной Каролины до Нью-Йорка и на среднем западе от Миссури до юго-западного Онтарио [22]. Популяции Востока и Среднего Запада образуют два наследственных генетических кластера; внутри этих кластеров вид имеет фрагментированное распространение, и большинство популяций генетически хорошо изолированы друг от друга [23].Широтный склон сильно коррелирует со средней годовой температурой (более высокие температуры на юге; [24]). Этот температурный градиент может создавать градиент естественного отбора, ведущий к широтной линии анатомической и физиологической адаптации к температуре [25]. Таким образом, А . лирата ssp. lyrata — подходящий организм для оценки широтных градиентов устойчивости и толерантности к температуре.

В двух экспериментах с климатической камерой мы оценили устойчивость и устойчивость к морозу и тепловому стрессу у растений нескольких семейств семян каждой из нескольких популяций.Мы определили сопротивление как разницу в процентном содержании утечки электролита между отрезанными листьями, которые не испытывали стресса, и листьями, подвергшимися морозному или тепловому стрессу (аналогично [9]). Утечка электролита вызвана повреждением клеток, и поэтому этот метод отражает стабильность клеточной мембраны при стрессе [26]. Терпимость определялась как разница в размере между растениями, подвергшимися регулярному морозу или тепловому стрессу, и растениями, находящимися в контрольных условиях. Размер служит индикатором индивидуальной приспособленности в этом анализе, что является разумным для этого вида, потому что общий размер растения коррелирует с продуктивностью воспроизводства (см. Ниже).Эта мера толерантности не может быть полностью независимой от сопротивления; некоторые растения, возможно, продолжали хорошо расти после обработки стрессом, потому что они были устойчивы к стрессу. Мы рассмотрели следующие вопросы: (1) Изменяются ли устойчивость и устойчивость к морозу и жаре в зависимости от широты? (2) Существует ли отрицательная генетическая корреляция между устойчивостью к термическому стрессу и устойчивостью к одному и тому же температурному стрессу, а также к разному температурному стрессу? (3) Существует ли отрицательная генетическая корреляция между устойчивостью к термическому стрессу или толерантностью и производительностью растений без стресса? В нашем первом эксперименте сравнивали популяции вдоль двух параллельных широтных градиентов 6 и 10 ° от Северной Каролины до Нью-Йорка и от Миссури до Онтарио (таблица S1, рис. 1).Семейные средние значения из этого эксперимента использовались, чтобы указать образец генетических корреляций. Второй эксперимент включал множество реплик семейств от одного A . lyrata , чтобы получить более точные оценки генетических корреляций, наблюдаемых в первом эксперименте.

Рис. 1. Расположение девяти североамериканских популяций Arabidopsis lyrata , включенных в это исследование.

Серый цвет обозначает приблизительное распределение видов на основе гербарных записей, региональных ботанических списков, личного общения с местными ботаниками и нашего собственного полевого опыта.Фактическое распределение сильно фрагментировано. Восточные и западные регионы представляют разные наследственные генетические кластеры [23].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.g001

Материалы и методы

Растительный материал

Для эксперимента 1 , семена восьми североамериканских Arabidopsis lyrata ssp. лират. популяций было собрано в 2007 и 2011 годах. В выборку вошли четыре популяции, расположенные вблизи северного и южного краев ареала вида, и четыре популяции, расположенные более центрально (рис. 1).В каждой популяции было отобрано несколько плодов материнских растений на площади около 500 м ² ; Для этого исследования мы использовали семена трех материнских линий на популяцию. Для эксперимента № 2 семена 40 растений были собраны в 2010 г. с площади около 2,5 га в одной популяции в парке штата Саугатак-Дюнс, штат Мичиган, США (42 ° 42 ′ с.ш., 86 ° 12 ′ з.д.; популяция 07L на рис. 1). Все популяции были ауткроссами, судя по их низким коэффициентам инбридинга [23,27]. Разрешения на сбор были предоставлены: военной базой Форт Леонард Вуд; Департамент природных ресурсов штата Мичиган; Rock Island Lodge, Мичипикотен, Онтарио; Служба национальных парков США; Департамент охраны природы и отдыха штата Вирджиния.

Опытный образец

Семена, собранные в полевых условиях, выращивали в камерах для выращивания и регулярно подвергали трем температурным воздействиям: морозу, теплу и контролю. Разница в конечном размере растений между стресс-обработкой и контролем была использована в качестве оценки устойчивости. Мы измеряли сопротивление, вырезая листовые диски с контрольных растений и измеряя утечку электролита после воздействия на них мороза, тепла или контрольных условий.

Эксперимент 1.

План эксперимента включал три пространственно разделенных блока, с одним реплицируемым растением на комбинацию материнской линии и обработки на блок (8 популяций x 3 материнских линии x 3 обработки роста растений x 3 повтора / блока = 216 растений).Семена были выбраны случайным образом и высеяны в отдельные горшки (размер: диаметр 7 см, глубина 5 см; субстрат 1: 1 песок: торф). Горшки были размещены в случайном порядке на трех удерживающих лотках на блок. Мы поместили по два семени в каждый горшок, чтобы в каждом горшке было хотя бы один саженец. Семена стратифицировали в течение одной недели при 4 ° C в темноте и хранили во влажных условиях. Подносы переносили в камеру для выращивания (Grobank, CLF, Германия) на две недели во время прорастания (18 ° C; 8 ч: 16 ч свет: темнота; интенсивность света: 150 мкмоль м ^-2 с ^-1 ; относительный влажность, относительная влажность: 40–70%).Мы увеличили влажность вокруг семян, накрыв горшки перфорированной пластиковой тканью. В конце периода прорастания 78% семян проросли, а в 184 горшках имелся хотя бы один проросток. Саженцы были случайно прорежены до одного на горшок; некоторые были пересажены в горшки без проросших семян, так что в итоге получилось 194 горшка с рассадой. Затем продолжительность дня изменили на 12 ч: 12 ч свет: темнота (20 ° C: 18 ° C день: ночь; интенсивность света: 180 мкмоль м ^-2 с ^-1 ; относительная влажность: 40–70%).

Эксперимент 2.

План эксперимента включал три повтора каждой материнской линии и обработки, организованных в три блока (40 материнских линий x 3 обработки роста растений x 3 повтора / блока = 360 растений). Процедура посева и условия прорастания были такими же, как в эксперименте 1. В конце периода прорастания проросло 81% семян. После прореживания и пересадки в 353 горшках был один саженец.

Лечение во время роста для оценки устойчивости к температурному стрессу

Для оценки устойчивости к температурному стрессу растения во время роста подвергали одной из трех обработок: контроль, мороз и тепло.Температуры были выбраны на основе их соответствия природе. Морозы не редкость в период раннего роста весной — с апреля по май — в большинстве мест, где находится A . Лирата , растет (таблица S1). Летние дневные температуры могут достигать 46 ° C около базальной розетки в популяциях средних широт (Y. Willi, неопубликованные данные). Обработки применяли через две недели после окончания периода прорастания, когда 80% растений находились на стадии 4-х листьев. При обработке заморозками растения подвергались действию мороза (-3 ° C) в конце ночи в течение трех дней подряд в каждую из трех последовательных недель.В каждый из этих лечебных дней мы постепенно снижали температуру в течение ночи. Начиная с 18 ° C в камере для выращивания, растения переносили в меньший шкаф (Sanyo Electric Co., Ltd, Япония, модель MLR-351H) с условиями влажности, как в камере для выращивания, затем в морозильную камеру, обратно в шкаф. , а затем вернулся в камеру для выращивания. Температуру снижали, а затем увеличивали с шагом в 1 час, начиная с 18 ° C, затем с 0 ° C, -3 ° C, 0 ° C и обратно до 18 ° C. Мы следовали аналогичному графику термообработки, за исключением того, что в полдень растения переносили в шкаф с такими же условиями освещения и влажности, как и в камере для выращивания.Температуру повышали, а затем снижали с шагом в 1 час, начиная с базовой температуры 20 ° C, затем 30 ° C, 46 ° C в Эксперимент 1 /47 ° C в Эксперимент 2 , 30 ° C и обратно до 20 ° С.

Параметры траектории роста.

Траектория роста растений оценивалась по фотографиям каждого лотка для хранения, сделанным один раз в неделю в течение пяти недель, начиная с конца прорастания. Каждую неделю мы измеряли длину двух самых длинных листьев каждого растения с помощью программного обеспечения ImageJ v1.45с [28]. Мы выбрали подходящую модель роста для наших растений, приспособив семь альтернативных моделей к средней длине листа для всех недель отдельно для каждого растения. Эти модели были: (1) линейной, (2) экспоненциальной, (3) степенной функцией, (4) трехпараметрической логистикой, (5) двухпараметрической логистикой, (6) Гомпертцем и (7) фон Берталанфи. Модели вписывались в R версии 3.0.1 (R Core Team 2013) с пакетом drc [29]. Для обоих экспериментов наиболее поддерживаемой моделью была трехпараметрическая логистическая модель, которая имела самое низкое значение информационного критерия Акаике.В эксперименте 1 средние веса AIC для 7 моделей были: (1) 0,0023, (2) 0,0214, (3) 0,0341, (4) 0,4975, (5) 0,0222, (6) 0,4217 и (7) 0,0004. . В эксперименте Experiment 2 средние веса AIC для 7 моделей были: (1) 0,0142, (2) 0,0231, (3) 0,0596, (4) 0,4414, (5) 0,1387, (6) 0,3162 и (7) 0,0067 . Параметры трехпараметрической логистической модели, оцениваемые отдельно для каждого растения, — это асимптотическая длина листа в конце периода роста, параметр масштаба и x _{середина} (время до достижения 50% размера).Параметр масштаба — это величина, обратная максимальной скорости роста, r , поэтому большое значение соответствует низкой скорости роста. Оценки параметров для одного растения в эксперименте 1 и для двух растений в эксперименте 2 были отброшены, потому что они были на> 5 SD от среднего значения; для асимптотического размера вместо этого была взята прямая мера из последнего изображения. Мы также подсчитали количество листьев в конце эксперимента в качестве четвертого показателя продуктивности растений.

Расчет допуска.

Допуск рассчитывали как значение асимптотического размера розетки стрессированного растения минус размер контрольного растения той же материнской семьи в пределах блока. Мы использовали асимптотический размер как меру продуктивности растений, потому что он тесно связан с количеством плодов у европейского подвида A . лирата ssp. petraea [30] и с числом цветков у subsp. лирата [31].

Термостойкость

Устойчивость к стрессу в отсутствие акклиматизации определялась измерением процента утечки электролита (PEL) через пять недель после окончания прорастания растений, растущих только в контрольных условиях.PEL, измеренный на свежесобранных листьях, которые в течение некоторого времени подвергаются термическому стрессу или контрольным условиям, отражает прямое повреждение клеток [32]. Мы собрали пятый и шестой листья розетки с каждого растения и вырезали из каждого листа три фрагмента диаметром 5 мм. Фрагменты листьев осторожно встряхивали в деионизированной воде в течение 10 мин для удаления электролитов с поверхности, сушили на ткани и затем полностью погружали в отдельные пробирки объемом 1,5 мл с 200 мкл деионизированной воды. Мы применили одну из трех обработок к каждой пробирке: (1) контроль: инкубация при 20 ° C в течение 1 ч; (2) морозный стресс: инкубация при -16 ° C в эксперименте 1 и -14 ° C в эксперименте 2 в течение 1 часа в морозильной камере; (3) тепловой стресс: инкубация при 46 ° C в эксперименте и 47 ° C в эксперименте 2 в течение 1 часа на водяной бане.Инкубации проводились в темноте. Температура нагрева была такой же, как и для всего растения во время роста. Обе температуры были выбраны на основе предварительных экспериментов в широком диапазоне температур. После инкубации фрагменты листьев выдерживали при комнатной температуре в течение одного часа, после чего измеряли проводимость раствора (кондуктометр FE30 — FiveEasy Mettler Toledo). Затем пробирки помещали в кипящую баню на 30 мин и измеряли электропроводность во второй раз.PEL — это проводимость после обработки по отношению к проводимости после кипячения в процентах [32]. Сопротивление рассчитывали отдельно для каждого листа как PEL контрольного диска минус PEL напряженного диска; низкие значения PEL соответствуют низкому повреждению, а низкие различия соответствуют низкому сопротивлению.

Статистический анализ

Вариация по широте.

Сначала мы проверили широтные различия в параметрах роста, количестве листьев и PEL с помощью иерархического анализа смешанной модели с использованием ограниченного максимального правдоподобия (PROC GLIMMIX, SAS Institute, 2006, 2008).Случайные эффекты включали вложенность растений в семью и популяцию на первом уровне, семью внутри популяции на втором уровне и популяцию на третьем уровне; Для анализа PEL использовался один более низкий уровень — лист, вложенный в растение, семью и популяцию. Лечение было фиксированным воздействием на уровне растения, а блок, наследственный кластер и широта были фиксированными эффектами на уровне популяции. Широта была сосредоточена на среднем значении 0. Аналогичным образом мы проверили широтные различия в устойчивости и устойчивости к морозу и тепловому стрессу со смешанными моделями, в которых случайными эффектами были растения (устойчивость) или пара растений (устойчивость), вложенные в семью и популяцию на участке. первый уровень, семья внутри населения на втором уровне и население на третьем уровне.Опять же, для устойчивости был один более низкий уровень — лист, вложенный в растение, семью и популяцию. Блок, родовой кластер и широта были фиксированными эффектами на уровне населения. В обоих типах моделей условия взаимодействия кластера по широте и кластера по широте по обработке никогда не были значимыми ( P > 0,2) и не включались в окончательные модели. Широта является хорошим показателем температуры в этом регионе: как средняя минимальная температура весной, так и средняя максимальная температура летом были сильно отрицательно коррелированы с широтой (средняя минимальная температура март-май: N = 8, r = -0.90; средняя максимальная температура июнь-август: N = 8, r = -0,73; ежемесячные средства с www.worldclim.org).

Второй анализ оценил внутрипопуляционные генетические корреляции между устойчивостью, толерантностью и размером растений в контрольных условиях во всех популяциях. Семейные средние были взяты для отражения генотипических ценностей. Для эксперимента 1 мы стандартизировали семейные средние значения по совокупности (среднее значение = 0, стандартное отклонение = 1) и рассчитали коэффициенты корреляции Пирсона.Для эксперимента 2 мы рассчитали коэффициенты корреляции Пирсона на нетрансформированных семейных средних.

Результаты

Изменение ширины

Процент утечки электролита, PEL.

Утечка электролита не зависела от географической широты или группы предков, но увеличивалась, когда листья подвергались стрессовым воздействиям (Таблица 1). PEL в контрольных условиях была значительно ниже, чем при морозе и жаре (средние значения наименьших квадратов, LSM ± SE контроль: 4,41 ± 0,39%, мороз: 78.07 ± 1,74%, тепло: 24,80 ± 4,70%). Эффект лечения имел тенденцию взаимодействовать с широтой: в то время как PEL был примерно одинаковым по широте для контрольного лечения, он увеличивался с широтой в условиях жары и немного снижался с широтой в условиях морозного стресса (таблица 1, рис 2a).

Таблица 1. Результаты анализа иерархической смешанной модели, проверяющей влияние блока, предкового кластера, широты, обработки и взаимодействия между двумя последними на процентную утечку электролита (PEL), три параметра, описывающие рост растений (асимптотический размер, масштабный параметр и средний размер). -точка роста x _{середина} ), и количество листьев Arabidopsis lyrata растений ( N = 384, 194, 193, 193, 194).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.t001

Рис. 2. Широта происхождения растений Arabidopsis lyrata , различающихся утечкой электролита (а), асимптотическими размерами (б), морозостойкостью и жаростойкостью. на основе утечки электролита (c) и устойчивости к морозу и жаре на основе асимптотического размера (d).

Символы обозначают средние значения совокупности, основанные на средних значениях для семьи, а односторонние / двусторонние столбцы указывают стандартные ошибки. Линии регрессии на панелях а и b представляют значимое или близкое к значительному влияние широты лечения, линии регрессии на панелях c и d представляют значительный эффект широты.Статистические данные см. В таблицах 1 и 2. Данные по термостойкости и морозостойкости были скорректированы для группы предков.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.g002

Рост растений.

Асимптотические размеры растений значительно различались между обработками, но не в зависимости от широты или группы предков (Таблица 1). Размер был значительно меньше у растений, росших на морозе и при термообработке, чем в контрольной обработке (LSM ± SE контроль: 49,32 ± 1.72 мм, мороз 42,32 ± 1,63 мм, тепло 39,87 ± 1,88 мм). Это указывает на то, что мороз и жара были стрессовыми для растений. Взаимодействие между широтой и обработкой было значительным, потому что растения, происходящие из высокоширотных участков, вырастали до большего размера, чем популяции на низких широтах в контрольных условиях, в то время как в стрессовых условиях не было никаких тенденций с широтой (Таблица 1; Рис. 2b). Два других параметра логистического роста, параметр масштаба и x _{середина} , не были затронуты лечением или широтой (Таблица 1).Количество листьев в конце эксперимента было уменьшено у растений, подвергшихся морозу или тепловому стрессу, но не было существенно связано с широтой (LSM ± SE контроль: 18,2 ± 0,9, мороз: 16,6 ± 0,8 мм, тепло: 16,8 ± 0,8. мм).

Устойчивость к температурным нагрузкам и толерантность.

Устойчивость к морозу и жаре, рассчитанная на основе PEL, значительно варьировалась в зависимости от широты, но в противоположных направлениях (Таблица 2, Рис. 2c). Популяции с севера были более морозостойкими, а с юга — более термостойкими.Морозостойкость у западных популяций была выше, чем у восточных. (LSM ± SE западные популяции: -69,96 ± 1,38%, восточные популяции: -77,83 ± 1,51%). Устойчивость к морозу и жаре, основанная на асимптотическом размере, значительно снижалась с широтой (Таблица 2, Рис. 2d). Популяции в западном кластере были менее устойчивы к жаре, чем популяции восточных (LSM ± SE западные популяции: -14,54 ± 1,75 мм, восточные популяции: -4,15 ± 2,20 мм). Результаты не изменились, когда допуск был стандартизирован по размеру в контрольных условиях ([размерное напряжение — размерный контроль] / размерный контроль).

Таблица 2. Результаты анализа иерархической смешанной модели устойчивости к морозу и теплу, оцениваемой по процентной утечке электролита (PEL), и устойчивости к морозу и тепловому стрессу, оцениваемой по асимптотическому размеру AS.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.t002

Корреляция между устойчивостью, толерантностью и размером растений

Эксперимент 1.

Генетические корреляции между устойчивостью и толерантностью к одному и тому же типу стресса не были значительными (Таблица 3).Это предполагает отсутствие генетического компромисса между ними. Тот факт, что корреляции также не были значимо положительными, предполагает, что на нашу меру толерантности сопротивление не сильно повлияло. В зависимости от типа стресса устойчивость и устойчивость к морозу имели тенденцию к компромиссу с термостойкостью. Стоимость устойчивости и толерантности, измеряемая как генетическая корреляция с размером растения в отсутствие стресса, была важна только для морозостойкости. Относительно морозостойкие генотипы также были относительно небольшими.Морозостойкость положительно зависела от размера растений.

Таблица 3. Корреляция между морозостойкостью / термостойкостью (RES _PEL ), морозостойкостью / термостойкостью на основе асимптотического размера (TOL _AS ) и характеристиками на основе асимптотического размера розетки контрольных растений Arabidopsis lyrata (AS _{). контроль} ) для двух опытов.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.t003

Эксперимент 2.

Генетические корреляции между устойчивостью и толерантностью к одному и тому же типу стресса не были значительными (Таблица 3).По типу стресса наблюдалась значимая положительная корреляция между морозостойкостью и жаростойкостью, а также между морозостойкостью и жаростойкостью. Выявлены также затраты на морозостойкость, на этот раз наряду с затратами на морозостойкость и жаростойкость.

Обсуждение

Популяции Arabidopsis lyrata , распределенные по двум широтным склонам, различаются по нескольким признакам, связанным с жизненным циклом и устойчивостью к термическому стрессу: размером и устойчивостью растений, а также устойчивостью к морозам и жаре.Растения из северных популяций росли крупнее в контрольных условиях, были более морозостойкими, но менее термостойкими и менее теплостойкими по сравнению с растениями из южных популяций. Удивительно, но и растения из северных популяций оказались менее морозостойкими. Мы также не нашли доказательств генетического компромисса между устойчивостью и толерантностью к одному и тому же типу теплового стресса; также не было убедительных доказательств генетического компромисса между устойчивостью и толерантностью к различным типам стресса.Устойчивость и толерантность к экстремальным температурам не влечет за собой последовательных измеримых затрат, за исключением того, что морозостойкость зависит от размера растений в контролируемых условиях. Последняя корреляция была обусловлена ​​изменчивостью внутри популяции.

Общий дизайн сада в этом исследовании подчеркивал генетический вклад в дивергенцию популяций и изменчивость семейств семян внутри популяций. Нельзя полностью исключить влияние материнской окружающей среды, но вряд ли они сильно повлияют на результаты.Было показано, что у травянистых растений на такие признаки раннего жизненного цикла, как размер семян, влияет материнская среда, в то время как более поздние признаки не подвергаются значительному влиянию [33]. В А . lyrata , мы обнаружили, что размер семян не коррелирует с множеством более поздних признаков, таких как размер розетки, дискриминация изотопов углерода, расслоение листьев, плотность трихом, плотность и длина устьиц, а также время цветения [34]. Несколько эмпирических исследований специально изучали влияние развивающихся семян или родительского воздействия низкой и высокой температуры и его эффект переноса на следующее поколение.В одном образце А . thaliana , воздействие на родителей теплых (25 ° C) и холодных (15 ° C) условий во время цветения и развития семян влияло на некоторые характеристики их потомства и скорость восстановления фотосинтеза после заморозков, но не на долгосрочное восстановление [ 35]. В реплике образца А . thaliana , воздействие на родителей теплового стресса (40 ° C) или контрольных условий во время фазы вегетативного роста в течение двух поколений не влияло на конечные характеристики их потомства при оценке в условиях теплового стресса и в контрольных условиях [36].По этим причинам мы предполагаем, что вариации среди популяций и семейств семян в этом эксперименте в основном генетические.

Изменение ширины

Широтные тенденции в размере растений, устойчивости и устойчивости к термическому стрессу предполагают, что отбор различается вдоль широтного градиента. Альтернатива — генетический дрейф — кажется маловероятным, чтобы вызвать генетическую дифференциацию, потому что дрейф является случайной силой и, следовательно, не может создавать систематические различия в выраженных чертах по градиентам окружающей среды.Тот факт, что результаты были качественно одинаковыми для восточного и западного кластеров, подкрепляет этот вывод. Более того, широтные вариации размеров согласуются с данными по многим другим видам растений [37]. Наши результаты также согласуются с предыдущими исследованиями по A . лирата ssp. лирата [24] и подвид. petreae [38,39], для которых обычные садовые эксперименты показывают, что растения из высокоширотных популяций вырастают до больших размеров. В отличие от A . thaliana , близкий родственник A . lyrata , по-видимому, демонстрирует пониженную скорость роста, асимптотический размер и количество листьев на высоких широтах [40]. В нашем исследовании два параметра, отражающие скорость роста — параметр масштаба и x _mid — существенно не менялись в зависимости от широты. Более крупный размер растений в северных популяциях A . lyrata может быть связано с более быстрым репродуктивным развитием [24], возможно, в ответ на более неблагоприятные условия и более короткий вегетационный период на севере (т.е., противоградиентное изменение; Conover et al. [41]).

Широта представляет собой сложный градиент окружающей среды, тесно связанный с температурой. Ожидается, что в популяциях, подвергающихся воздействию различных температур вдоль градиента, будут развиваться коррелированные различия в характерах, связанных с сопротивлением или переносимостью экстремальных температур [3,42]. Действительно, мы нашли этому убедительные доказательства. Население низких широт демонстрирует повышенную устойчивость и толерантность к тепловому стрессу, что согласуется с температурами, которые они испытывают в природе.У высокоширотных популяций была повышенная устойчивость к морозному стрессу, что согласуется с ассоциацией морозостойкости и широты в A . thaliana , как с предварительной акклиматизацией, так и без нее [43,44]. Неожиданно мы также обнаружили, что устойчивость к морозу снижается с увеличением широты; это может быть связано с компромиссом между морозостойкостью и другими характеристиками, как будет обсуждаться позже.

Корреляция между устойчивостью, толерантностью и размером растений

Наши данные не подтверждают гипотезу о том, что устойчивость и толерантность к одному и тому же типу экстремальных температурных условий противоречат друг другу, по крайней мере, в Эксперименте 1 (анализ семейных средних значений в разных популяциях).Аналогичная ситуация наблюдается при изучении взаимодействий между растениями и травоядными, для которых доказательства компромисса между устойчивостью и толерантностью ограничены [13,15]. Среди типов стресса мы также не нашли существенных доказательств компромисса между устойчивостью и толерантностью. В эксперименте 1 борьба с морозом имела тенденцию к компромиссу с термостойкостью. А в эксперименте 2 (намного больше семей из одной популяции) морозо- и жаростойкость и морозостойкость и жаростойкость положительно коррелировали. В целом, наши результаты не указывают на ограничения на совместную эволюцию (увеличения) сопротивления и толерантности.

Доказательства стоимости устойчивости и толерантности, выраженной в снижении производительности в благоприятных условиях, противоречивы. Затраты на морозостойкость и теплостойкость были выявлены в эксперименте с семействами семян из одной популяции, но не в эксперименте с семействами семян из нескольких популяций. Исключением здесь была морозостойкость, затраты на которую наблюдались в обоих экспериментах (при условии, что размер растений был дорогостоящим). Стоимость морозостойкости может стать важным препятствием для адаптации на северной окраине ареала.Имеются данные, свидетельствующие о том, что отбор на севере благоприятствует крупным размерам и раннему переходу к половому размножению [24], а морозостойкость, по-видимому, также полезна в холодных северных условиях. Но компромисс между ними подразумевает, что они не могут адаптироваться одновременно. Этот результат основан на генетической изменчивости внутри популяции, но он точно соответствует модели внутрипопуляционной изменчивости по размеру растений и морозостойкости. Растения с севера были крупными при благоприятных условиях, но были менее морозостойкими.Растения с юга в контрольных условиях вырастали до меньших размеров, а их морозостойкость была выше. Таким образом, одно объяснение северного предела распространения A . Лирата может быть сочетанием короткого вегетационного периода и частых заморозков, задерживающих цветение.

Выводы

Наше исследование является одним из первых, систематически исследующих взаимосвязь между сопротивлением и толерантностью в контексте термического напряжения. Скорость репродуктивного развития — это хорошо известный способ адаптации растений к широте (см. Обзор Paccard et al.[24]), и наши результаты показывают, что устойчивость к тепловому стрессу и толерантность также могут иметь значение. Хотя не было доказательств компромисса между устойчивостью и толерантностью к одному и тому же тепловому стрессу, мы обнаружили, что тепловая адаптация может ограничиваться адаптацией к другим стрессовым факторам, например, продолжительностью периода роста и репродуктивного сезона. На севере преобладает эволюция в сторону большего размера и раннего размножения, но, возможно, это невозможно сохранить при морозах. Очевидно, что обнаружение общих закономерностей у разных видов будет представлять большой интерес для многих областей, включая адаптацию к климату, понимание пределов распространения видов и глобальное изменение климата.

Дополнительная информация

S1 Таблица. Местонахождение

Были загружены записи погоды с ближайшей метеостанции исследуемых популяций с веб-страницы Национального центра климатических данных (http://www.ncdc.noaa.gov/). Для популяции 110 данные были получены со станции Сэнди-Хук за 2001, 2005 и 2008–2011 гг., А со станции Лонг-Бранч Окхерст — за другие годы.Для популяции 11Z данные были получены со станции Вава за 2004, 2005 и 2006 годы и с веб-сайта прогнозов погоды на другие годы (http://www.wunderground.com/history/)

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131808.s001

(DOCX)

Благодарности

Мы благодарим Джоша Ван Бускерка и Джейсона Гранта за полезные комментарии к рукописи.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: GW YW.Проведены эксперименты: GW. Проанализированы данные: GW YW. Написал статью: GW YW.

Ссылки

1. 1. Хоффманн А.А., Удары М.В. Границы видов: экологические и эволюционные перспективы. Trends Ecol Evol. 1994; 9: 223–227. pmid: 21236827
2. 2. Секстон Дж. П., Макинтайр П. Дж., Ангерт А. Л., Райс К. Дж. Эволюция и экология границ ареала вида. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2009. 40: 415–436.
3. 3. Angilletta MJ. Тепловая адаптация: теоретический и эмпирический синтез.Издательство Оксфордского университета; 2009.
4. 4. Рофф Д.А. Эволюция историй жизни: теория и анализ. Нью-Йорк: Чепмен и Холл; 1992.
5. 5. Stearns SC. Эволюция историй жизни. Оксфорд, Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета; 1992.
6. 6. Ван дер Мейден Э, Вейн М., Веркаар Х. Дж. Защита и отрастание, альтернативные стратегии растений в борьбе с травоядными животными. Ойкос. 1988. 51: 355–363.
7. 7. Fineblum WL, Rausher MD.Компромисс между сопротивляемостью и толерантностью к травмам травоядных в ипомеи. Природа. 1995; 377: 517–520.
8. 8. Рой Б.А., Киршнер Дж. В.. Эволюционная динамика устойчивости и толерантности к патогенам. Эволюция. 2000; 54: 51–63. pmid: 10937183
9. 9. Cornelissen JHC, Lavorel S, Garnier E, Díaz S, Buchmann N, Gurvich DE, et al. Справочник протоколов для стандартизированного и простого измерения функциональных характеристик растений во всем мире. Ост Дж. Бот. 2003. 51: 335–380.
10. 10.Симмс Э.Л., Триплетт Дж. Стоимость и преимущества реакции растений на болезнь: устойчивость и толерантность. Эволюция. 1994; 48: 1973–1985.
11. 11. Маурисио Р. Естественный отбор и совместная эволюция толерантности и устойчивости как средств защиты растений. Evol Ecol. 2000; 14: 491–507.
12. 12. Нуньес-Фарфан Дж., Форнони Дж., Вальверде ПЛ. Эволюция устойчивости и толерантности к травоядным животным. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2007. 38: 541–566.
13. 13. Маурисио Р., Раушер, доктор медицины, Бердик Д.С.Вариации защитных стратегий растений: исключают ли устойчивость и толерантность? Экология. 1997; 78: 1301–1311.
14. 14. Вальверде П.Л., Форнони Дж., Нуньес-Фарфан Дж. Эволюционная экология дурмана Datura stramonium : равные преимущества для приспособляемости растений в плане роста и устойчивости к травоядным. J Evol Biol. 2003. 16: 127–137. pmid: 14635887
15. 15. Weinig C, Stinchcombe JR, Schmitt J. Эволюционная генетика устойчивости и толерантности к естественным травоядным растениям Arabidopsis thaliana .Эволюция. 2003. 57: 1270–1280. pmid: 12894935
16. 16. Карр Д.Е., Мерфи Дж. Ф., Юбэнкс, доктор медицины. Генетическая изменчивость и ковариация устойчивости и толерантности к вирусу Cucumber mosaic у Mimulus guttatus (Phrymaceae): тест на стоимость и ограничения. Наследственность. 2006; 96: 29–38. pmid: 16189544
17. 17. Агравал А.А., Коннер Дж. К., Стинкомб-младший. Развитие устойчивости и устойчивости растений к морозам. Ecol Lett. 2004; 7: 1199–1208.
18. 18.Simms EL, Rausher MD. Затраты и преимущества устойчивости растений к травоядным. Am Nat. 1987; 130: 570–581.
19. 19. Ланде Р. Количественный генетический анализ многомерной эволюции применительно к мозгу: аллометрия размеров тела. Эволюция. 1979; 33: 402–416.
20. 20. Эттерсон-младший, Шоу Р.Г. Ограничение адаптивной эволюции в ответ на глобальное потепление. Наука. 2001; 294: 151–154. pmid: 11588260
21. 21. Kawecki TJ. Адаптация к маргинальным местообитаниям.Annu Rev Ecol Evol Syst. 2008; 39: 321–342.
22. 22. Schmickl R, Jørgensen MH, Brysting AK, Koch MA. История эволюции комплекса Arabidopsis lyrata : гибрид в районе амфи-берингии закрывает большой пробел в распространении и создает генетический барьер. BMC Evol Biol. 2010; 10: 98. pmid: 20377907
23. 23. Griffin PC, Willi Y. Эволюционные сдвиги к самооплодотворению ограничиваются границами географического ареала в Северной Америке Arabidopsis lyrata .Ecol Lett. 2014; 17: 484–490. pmid: 24428521
24. 24. Паккард А., Фруле А., Вилли Ю. Изменчивость по широтным признакам и реакция на засуху у Arabidopsis lyrata , . Oecologia. 2014; 175: 577–587. pmid: 24705694
25. 25. Хедрик П.В. Генетический полиморфизм в гетерогенных средах: эпоха геномики. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2006; 37: 67–93.
26. 26. Декстер СТ, Тоттингем ВЕ, Грабер Л.Ф. Предварительные результаты измерения зимостойкости растений.Plant Physiol. 1930; 5: 215–223. pmid: 16652650
27. 27. Вилли Ю., Мяэттанен К. Эволюционная динамика сдвигов системы спаривания у Arabidopsis lyrata . J Evol Biol. 2010; 23: 2123–2131. pmid: 20840308
28. 28. Расбанд WS. ImageJ, Национальные институты здравоохранения США, Бетесда, Мэриленд, США, http://imagej.nih.gov/ij/. 2014 1997.
29. 29. Ritz C, Streibig JC. Биологический анализ с использованием R.J. Stat Softw. 2005; 12: 1–22.
30. 30.Sandring S, Riihimäki M-A, Savolainen O, Agren J. Выбор по времени цветения и цветению в альпийской и низменной популяции Arabidopsis lyrata . J Evol Biol. 2007. 20: 558–567. pmid: 17305822
31. 31. Вилли Ю. Мутационный кризис при самоопылении Arabidopsis lyrata . Эволюция. 2013; 67: 806–815. pmid: 23461329
32. 32. Гурвич Д.Е., Диас С., Фальчук В., Перес-Харгуиндеги Н., Кабидо М., Торп ПК. Устойчивость листвы к смоделированным экстремальным температурным явлениям у противоположных функциональных и хорологических типов растений.Glob Change Biol. 2002; 8: 1139–1145.
33. 33. Эль-Кеблави А., Ловетт-Дуст Дж. Материнские эффекты в поколении потомства в кабачках, Cucurbita pepo (Cucurbitaceae). Int J Plant Sci. 1999; 160: 331–339.
34. 34. Паккард А., Вэнс М., Вилли Ю. Слабое влияние мелкомасштабной неоднородности ландшафта на эволюционный потенциал у Arabidopsis lyrata Arabidopsis . J Evol Biol. 2013; 26: 2331–2340. pmid: 23980569
35. 35. Блёднер К., Гебель К., Фойсснер И., Гатц К., Полле А.Теплая и холодная родительская репродуктивная среда влияет на свойства семян, приспособленность и чувствительность к холоду потомков Arabidopsis thaliana . Plant Cell Environ. 2007. 30: 165–175. pmid: 17238908
36. 36. Сутер Л., Видмер А. Фенотипические эффекты солевого и теплового стресса в течение трех поколений у Arabidopsis thaliana . PLoS ONE. 2013; 8: e80819. pmid: 24244719
37. 37. Чапин ФС III. Полевые измерения роста и поглощения фосфатов у осоки Carex aquatilis вдоль широтного градиента.Arct Alp Res. 1981; 13: 83–94.
38. 38. Риихимяки М., Саволайнен О. Экологические и генетические воздействия на различия в цветении между северными и южными популяциями Arabidopsis lyrata (Brassicaceae). Am J Bot. 2004. 91: 1036–1045. pmid: 21653459
39. 39. Quilot-Turion B, Leppälä J, Leinonen PH, Waldmann P, Savolainen O, Kuittinen H. Генетические изменения цветения и морфологии в ответ на адаптацию к высокоширотным условиям у Arabidopsis lyrata Arabidopsis lyrata .Энн Бот. 2013; 111: 957–968. pmid: 23519836
40. 40. Ли Б., Сузуки Дж. И., Хара Т. Широтные вариации размеров растений и относительной скорости роста у Arabidopsis thaliana . Oecologia. 1998. 115: 293–301.
41. 41. Коновер Д.О., Даффи Т.А., Хайс Л.А. Ковариация между генетическими и экологическими влияниями в экологических градиентах: переоценка эволюционного значения контрградиентных и климатических вариаций. Ann N Y Acad Sci. 2009; 1168: 100–129.pmid: 19566705
42. 42. Де Френн П., Граэ Б.Дж., Родригес-Санчес Ф., Колб А., Шабри О., Декок Г. и др. Широтные градиенты как естественные лаборатории для определения реакции видов на температуру. J Ecol. 2013; 101: 784–795.
43. 43. Zhen Y, Ungerer MC. Клинальные вариации морозостойкости среди природных образцов Arabidopsis thaliana . Новый Фитол. 2008. 177: 419–427. pmid: 17995917
44. 44. Цютер Э., Шульц Э., Чайлдс Л. Х., Хинча ДК.Клиническая изменчивость неакклиматизированной и акклиматизированной морозостойкости образцов Arabidopsis thaliana . Plant Cell Environ. 2012; 35: 1860–1878. pmid: 22512351

Тарков Как повысить уровень стрессоустойчивости (2021)

Последнее обновление 1 августа 2021 г., Самуэль Франклин

Узнайте, как снизить стрессоустойчивость в Escape From Tarkov (EFT) и получить доступ к режиму Berserk Mode с помощью этого руководства по навыкам Tarkov. Этот физический навык имеет уникальные преимущества PMC, а также является требованием квеста, поэтому за ним нужно следить на протяжении всего вашего продвижения в Таркове.Это особенно актуально для этого навыка, поскольку выбор обычного стиля игры (использование обезболивающих перед боем) может серьезно повредить вашему повышению уровня этого навыка.

Устойчивость к стрессу выделяется среди других физических навыков, реализованных в настоящее время в Таркове, благодаря элитному навыку режима берсерка, который активируется автоматически, когда игроки получают достаточно урона, хотя достижение этого в EFT почти невозможно без тщательного повышения уровня навыка.

Как и при прокачке всех физических навыков в Таркове, вы захотите использовать фильтр-поглотитель FP-100 в своем блоке фильтрации воздуха, если он разблокирован в убежище, и помните о механике истощения, которая ограничивает прогресс, который вы можете достичь за рейд.

Зачем нужна стрессоустойчивость в Таркове?

Этот навык в Таркове требуется только для одного квеста:

• Для Флинта требуется 6-й уровень.

Как отмечалось выше, это требование часто может застать игроков неосведомленными на пути к Каппе из квеста Коллекционер, поскольку это находится глубоко в дереве квестов Таркова и с игроками, регулярно использующими болеутоляющие перед боем (особенно игроки Нейтрализатора, ориентированные на PvP) в текущей мете. это действительно может остановить ваш прогресс и заставить вас бороться за уровни.