人類和其他哺乳動物透過一系列精心策劃的進化適應來應對壓力情況。當面對尋找下一頓飯的捕食者，或擔心失去工作時，我們的身體會釋放一系列應激激素。我們的心率飆升，呼吸加快，肌肉緊張，並出現汗珠。
這種所謂的“戰鬥或逃跑”反應很好地服務於我們的祖先，但它在現代生活中的持續啟用是有代價的。科學家們開始意識到壓力 常常加劇 多種疾病，包括抑鬱症、糖尿病、心血管疾病、艾滋病毒/艾滋病和哮喘。一種理論希望透過將責任歸咎於一個意想不到的來源——每個細胞內的微觀動力源，來解釋壓力與如此廣泛的破壞之間的聯絡。
我們的每個細胞都包含數百個小的豆狀線粒體——亞細胞結構或細胞器，它們提供正常功能所需的能量。線粒體有自己的環狀基因組，包含 37 個基因。我們僅從母親那裡繼承這種線粒體 DNA，因此 DNA 程式碼的組成在代際之間保持相對一致。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
但是我們的戰鬥或逃跑反應對線粒體提出了極高的要求。突然之間，它們需要產生更多的能量來為更快的心跳、擴張的肺和緊張的肌肉提供燃料，這使得它們容易受到損害。然而，與細胞核中的 DNA 不同，線粒體具有 有限的修復機制。最近的動物研究表明，慢性壓力不僅會導致海馬體、下丘腦和皮層等大腦區域的 線粒體損傷，而且還會導致線粒體將其 DNA 釋放 到細胞質中，最終進入血液。
遺傳廢棄物不僅僅是惰性的細胞廢物。“這種迴圈的線粒體 DNA 的作用類似於激素，”哥倫比亞大學的心理生物學家 Martin Picard 說，他過去十年大部分時間一直在研究線粒體行為和無細胞線粒體 DNA。他說，線粒體 DNA 從細胞中的排出在某種程度上模仿了腎上腺響應壓力而釋放皮質醇。某些 細胞產生迴圈的線粒體 DNA，並且與腎上腺一樣，它的釋放也由壓力觸發。
為了證明心理壓力會導致細胞釋放線粒體 DNA，Picard 和他的團隊設計了一個快速壓力測試。他們要求 50 名原本健康的男性和女性在鏡頭前發表簡短演講，為自己辯護，反駁一項虛假指控。之後，研究人員採集了參與者的血液樣本，並將其與他們在承受壓力之前立即採集的血液進行了比較。儘管壓力任務總共只持續了五分鐘，但科學家們發現，參與者的血清迴圈線粒體 DNA 水平在測試後 30 分鐘內增加了一倍以上。這些目前正在審查中的結果，為漂浮在我們血液中的線粒體 DNA 片段如何像多米諾骨牌一樣一個接一個地將壓力傳遞到身體的其他部位提供了第一個直接證據。
之前的研究已經提供了幾個線索，表明迴圈線粒體 DNA 是壓力的標誌。2016 年，瑞典研究人員在《Translational Psychiatry》上發表研究結果，表明在 37 名最近嘗試自殺的人的細胞外發現了線粒體 DNA 水平升高。今年早些時候，同一組科學家在Neuropsychopharmacology 上發表了另一篇論文，表明患有重度抑鬱症的人迴圈線粒體 DNA 水平很高，並且這些水平在對抗抑鬱藥物反應不佳的患者中持續升高。
這些研究都是關於線粒體 DNA 的新興研究領域的一部分，科學家們正在認識到，這些微小的細胞器對多種疾病都有影響。“線粒體 DNA 可能是你身體中最敏感的東西，”費城兒童醫院線粒體和表觀基因組醫學中心主任 Douglas Wallace 說。“如果你的線粒體感覺到有問題，那麼你身體的其他部分也會有麻煩。”
Wallace 在他自己的研究中表明，線粒體 DNA 突變在 自閉症譜系障礙 患者中比神經正常的成年人更常見。Picard 指出，過去幾年的其他研究已將線粒體功能障礙與精神分裂症、阿爾茨海默病、關節炎和癌症聯絡起來——所有這些問題也已知會發生炎症。
但是，線粒體 DNA 從細胞洩漏出來是如何引發這種炎症的呢？2010 年的《自然》雜誌論文 提供了答案：研究人員在其中證明了線粒體 DNA 在受傷後釋放到血液中時，會調動促炎免疫反應的方式。由於線粒體的細菌起源及其環狀 DNA 結構，免疫細胞認為它是外來入侵者。 當迴圈線粒體 DNA 與免疫細胞上的特定受體 TLR9 結合時，它們的反應就好像它們正在對外來入侵者（如流感病毒或感染的傷口）做出反應。免疫細胞釋放稱為細胞因子的化學物質，告訴其他白細胞它們需要在感染、炎症或創傷部位報到。
Picard 說，總而言之，對迴圈線粒體 DNA 的日益增長的理解為心理壓力如何導致廣泛炎症設定了時間框架。“線粒體是我們心理狀態與涉及炎症的神經系統或其他疾病之間缺失的環節，”他說。
洛克菲勒大學的神經內分泌學家 Bruce McEwen 說，這是一種有趣的轉變，它遠離了疾病的傳統解剖學方面，例如抑鬱症患者的腦萎縮。但將抑鬱症等疾病簡化為大腦失衡或萎縮根本無法解釋一切。“如果真是那樣，你可以服用百憂解或[選擇性]血清素再攝取抑制劑[SSRIs]來修復它，但現在每個人都意識到這不是它的運作方式，”他說。“否則，抗抑鬱藥會更有效。”
如果健康線粒體重要性的進一步證據繼續出現，那麼專注於調節細胞能量產生的藥物可能會成為精神和生物疾病的新防線。