Harvard, Gatra.com --- Ketika Marie Antoinette ditangkap saat Revolusi Prancis, rambutnya dilaporkan memutih semalaman. Dalam sejarah yang lebih baru, John McCain mengalami cedera parah sebagai tahanan perang selama Perang Vietnam - dan kehilangan warna rambutnya.

Untuk waktu yang lama, anekdot menghubungkan pengalaman yang menegangkan dengan fenomena rambut yang mulai memutih. Sekarang, untuk pertama kalinya, para ilmuwan Universitas Harvard telah menemukan dengan tepat bagaimana proses itu berlangsung: stres mengaktifkan saraf yang merupakan bagian dari respons melawan-atau-lari, yang pada gilirannya menyebabkan kerusakan permanen pada sel-sel induk regenerasi pigmen pada folikel rambut.

Studi yang dipublikasikan di Nature akhir Januari itu, mengungkap pengetahuan para ilmuwan tentang bagaimana stres dapat berdampak pada tubuh. "Setiap orang memiliki anekdot untuk berbagi tentang bagaimana stres memengaruhi tubuh mereka, terutama pada kulit dan rambut mereka - satu-satunya jaringan yang dapat kita lihat dari luar," kata penulis senior Ya-Chieh Hsu, Profesor Stem Star Associate Alvin and Esta di Harvard.

"Kami ingin memahami apakah hubungan ini benar, dan jika demikian, bagaimana stres menyebabkan perubahan pada beragam jaringan. Untuk memulai, pigmentasi rambut adalah sistem yang mudah diakses dan mudah ditelusuri - dan selain itu, kami benar-benar ingin tahu apakah memang stres menyebabkan rambut beruban," katanya.

Karena stres mempengaruhi seluruh tubuh, para peneliti pertama-tama harus mempersempit sistem tubuh mana yang bertanggung jawab untuk menghubungkan stres dengan warna rambut. Tim pertama kali berhipotesis bahwa stres menyebabkan serangan kekebalan pada sel-sel yang memproduksi pigmen. Namun, ketika tikus yang kurang sel kekebalan masih menunjukkan rambut memutih, para peneliti beralih ke hormon kortisol. Tetapi sekali lagi, itu adalah jalan buntu.

"Stres selalu meningkatkan kadar hormon kortisol dalam tubuh, jadi kami pikir kortisol mungkin berperan," kata Hsu. "Tapi yang mengejutkan, ketika kami menghilangkan kelenjar adrenalin pada tikus sehingga mereka tidak bisa menghasilkan hormon seperti kortisol, rambut mereka masih berubah abu-abu karena stres," katanya.

Setelah secara sistematis menghilangkan berbagai kemungkinan yang berbeda, para peneliti mengasah sistem saraf simpatik, yang bertanggung jawab atas respons tubuh melawan atau lari.

Saraf simpatik bercabang ke setiap folikel rambut di kulit. Para peneliti menemukan bahwa stres menyebabkan saraf-saraf ini melepaskan kimia norepinefrin, yang diambil oleh sel-sel induk regenerasi pigmen di dekatnya.

Dalam folikel rambut, sel-sel induk tertentu bertindak sebagai cadangan sel-sel penghasil pigmen. Ketika rambut beregenerasi, beberapa sel induk berubah menjadi sel penghasil pigmen yang mewarnai rambut.

Para peneliti menemukan bahwa norepinefrin dari saraf simpatis menyebabkan sel-sel induk aktif berlebihan. Sel-sel induk semuanya dikonversi menjadi sel-sel penghasil pigmen, yang secara prematur menipiskan reservoir.

"Ketika kami mulai mempelajari ini, saya berharap bahwa stres itu buruk bagi tubuh - tetapi dampak buruk dari stres yang kami temukan berada di luar apa yang saya bayangkan," kata Hsu. "Setelah beberapa hari, semua sel induk regenerasi pigmen hilang. Setelah hilang, Anda tidak bisa membuat pigmen lagi. Kerusakannya permanen," katanya.

Temuan ini menggarisbawahi efek samping negatif dari respon evolusi yang protektif, kata para peneliti. "Stres akut, terutama respons melawan-atau-lari, secara tradisional dipandang bermanfaat bagi kelangsungan hidup hewan. Tetapi dalam kasus ini, stres akut menyebabkan penipisan sel induk secara permanen," kata rekan postdoctoral Bing Zhang, penulis utama pembelajaran.

Untuk menghubungkan stres dengan rambut yang mulai memutih, para peneliti mulai dengan respon seluruh tubuh dan semakin diperbesar ke dalam sistem organ individu, interaksi sel-ke-sel dan, akhirnya, sampai ke dinamika molekul. Proses tersebut membutuhkan berbagai alat penelitian, termasuk metode untuk memanipulasi organ, saraf, dan reseptor sel.

"Untuk beralih dari tingkat tertinggi ke detail terkecil, kami berkolaborasi dengan banyak ilmuwan di berbagai disiplin ilmu, menggunakan kombinasi berbagai pendekatan untuk menyelesaikan pertanyaan biologis yang sangat mendasar," kata Zhang.

Para kolaborator termasuk Isaac Chiu, asisten profesor imunologi di Harvard Medical School yang mempelajari interaksi antara sistem saraf dan kekebalan tubuh. "Kita tahu bahwa neuron perifer dengan kuat mengatur fungsi organ, pembuluh darah, dan kekebalan, tetapi sedikit yang diketahui tentang bagaimana mereka mengatur sel-sel induk," kata Chiu.

"Dengan penelitian ini, kita sekarang tahu bahwa neuron dapat mengontrol sel punca dan fungsinya, dan dapat menjelaskan bagaimana mereka berinteraksi di tingkat seluler dan molekuler untuk menghubungkan stres dengan rambut yang mulai memutih."

Temuan ini dapat membantu menerangi efek stres yang lebih luas pada berbagai organ dan jaringan. Pemahaman ini akan membuka jalan bagi studi baru yang berusaha memodifikasi atau memblokir efek stres yang merusak.