Co to jest neurogeneza?

The neurogeneza to narodziny nowych neuronów z komórek macierzystych i komórek progenitorowych. Występuje podczas rozwoju embrionalnego, gdy tworzy się układ nerwowy. Najnowsze dowody wskazują, że neurogeneza trwa u dorosłych naczelnych i ludzi.

Neurony są funkcjonalnymi składnikami układu nerwowego i są odpowiedzialne za przetwarzanie i przesyłanie informacji (Zhao, 2008).

W przeciwieństwie do tego, co dawno temu sądzono, dorosły układ nerwowy może generować nowe neurony, to znaczy, który ma pewną zdolność do regeneracji. Nowa produkcja neuronów nie ogranicza się tylko do życia embrionalnego i noworodkowego.

Wszystkie ssaki mają komórki, które replikują się w wielu narządach, aw niektórych przypadkach, zwłaszcza we krwi, w skórze i jelitach, komórki macierzyste istnieją przez całe życie, co przyczynia się do szybkiej wymiany komórek (Gage, 2002 ). Na przykład jelito całkowicie regeneruje swoje komórki co 10,7 lat.

Ale regeneracja układu nerwowego, a konkretnie mózgu, jest znacznie bardziej ograniczona, ale to nie znaczy, że nie ma.

Charakterystyka neurogenezy

Owady, ryby i płazy mogą replikować komórki neuronalne przez całe życie. Wyjątkiem od tej zasady samonaprawy i ciągłego wzrostu uważano mózg ssaków i rdzenia kręgowego.

Obecnie wiemy, że to zaakceptowane ograniczenie nie było prawdą od dawna, ponieważ istnieją dwa dobrze zróżnicowane obszary mózgu, zakręt zębaty formacji hipokampa i strefa podkomorowa i jego projekcja przez rostralną ścieżkę migracji do opuszki węchowej, która może generować nowe neurony przez całe życie (Gage, 2002).

W związku z tym w całym mózgu dorosłego mózgu występują nerwowe komórki macierzyste, które mogą się odnawiać i powodować powstawanie nowych neuronów, astrocytów i oligodendrocytów, jak to ma miejsce w rozwijającym się mózgu.

W tych dwóch obszarach dorosłego mózgu ssaków (zakręt zębaty i strefa podkomorowa) istnieją komórki o aktywności mitotycznej, które można podzielić na dwie grupy (Arias-Carrión, 2007):

• Komórki macierzyste lub pnie które są zdolne do nieograniczonego dzielenia się i różnicowania na różne typy wyspecjalizowanych komórek, z cyklem komórkowym dłuższym niż 28 dni.

• Neuronalne komórki progenitorowe, z 12-godzinnym cyklem komórkowym, które są komórkami nerwowymi o bardziej ograniczonej zdolności do samoodnawiania i ekspansji oraz z potencjałem do różnicowania się do kilku typów neuronów. Neuronalne prekursory i progenitory glejowe byłyby komórkami zaangażowanymi odpowiednio w różnicowanie tylko neuronów lub gleju. Neuronalne komórki progenitorowe określone dla konkretnego typu neuronu mogą być idealnym narzędziem zastępczym do leczenia uszkodzonego OUN.

Regulacja neurogenezy w mózgu dorosłego

Neurogeneza w mózgu dorosłego jest regulowana pozytywnie lub negatywnie przez różne mechanizmy. Ponadto istnieją wspomniane czynniki wewnętrzne i zewnętrzne.

Wśród czynników wewnętrznych jest ekspresja genów, cząsteczek, czynników wzrostu, hormonów i neuroprzekaźników; Wiek jest kolejnym czynnikiem wewnętrznym zaangażowanym w neurogenezę. Wśród czynników zewnętrznych można wymienić bodźce środowiskowe i farmakologiczne (Arias-Carrión, 2007).

Czynniki wewnętrzne

Genetyczne i molekularne

Wśród czynników genetycznych, które indukują neurogenezę i morfogenezę embrionalną, można wymienić ekspresję genów. Geny te biorą również udział w regulacji proliferacji i różnicowania komórek w neurogennych obszarach mózgu dorosłego.

Niektóre z tych genów ulegają ekspresji w różnym stopniu w regionach kiełkujących mózgu dorosłego w odpowiedzi na bodźce lub urazy w tym obszarze.

Czynniki wzrostu

Ekspresja różnych czynników wzrostu, takich jak pochodna czynnika neurotroficznego mózgu (BDNF) zaangażowana w regulację losu komórki, może określić wielkość populacji neuronalnej lub glejowej, zarówno w rozwijającym się mózgu, jak iw mózgu dorosłego.

Czynniki te ulegają nadmiernej ekspresji w różnych modelach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera lub choroba Parkinsona, gdzie uczestniczą jako czynniki ochronne uszkodzenia neuronów lub jako czynniki indukujące podczas wytwarzania i różnicowania nowych komórek, które zastępują komórki uszkodzone (Arias- Carrión, 2007).

W tym kontekście wykazano, że podawanie do komory mózgowej czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (BDNF) zwiększa neurogenezę opuszki węchowej i hipokampa..

Zatem możemy stwierdzić, że te czynniki wzrostu stymulują neurogenezę w mózgu dorosłego.

Neuroprzekaźniki

Obecnie wiadomo, że różne neuroprzekaźniki uczestniczą jako czynniki regulujące neurogenezę w mózgu dorosłego. Do najczęściej badanych należą glutaminian, serotonina (5-HT), noradrenalina i dopamina.

Glutaminian jest uważany za najważniejszy neuroprzekaźnik dla funkcji mózgu. Wiadomo, że reguluje neurogenezę w hipokampie dorosłych zwierząt.

Udział 5-HT w neurogenezie wykazano w kilku badaniach, tak że zahamowanie jego syntezy pozwoliło zaobserwować spadek szybkości proliferacji zarówno w hipokampie, jak iw strefie podkomorowej (ZSV) szczurów.

Układ noradrenergiczny jest innym związanym z neurogenezą w mózgu dorosłego. Wykazano, że hamując uwalnianie noradrenaliny, zmniejsza się proliferacja komórek w hipokampie.

Wreszcie, dopamina jest kolejnym ważnym neuroprzekaźnikiem zaangażowanym w regulację neurogenezy zarówno w ZSV, jak i hipokampie mózgu dorosłego. Wykazano eksperymentalnie, że spadek dopaminy zmniejsza wytwarzanie nowych neuronów, zarówno w SVZ, jak i w zakręcie zębatym hipokampa.

Hormony

Niektóre badania wskazują, że steroidy jajnikowe, podobnie jak endogenne estrogeny, mają stymulujący wpływ na proliferację komórek. Jednak steroidy nadnerczy, takie jak kortykosteroidy, hamują proliferację komórek w obszarach takich jak zakręt zębaty hipokampa.

Badanie na szczurach pokazuje, że tempo neurogenezy wzrasta o 65% w czasie ciąży i osiąga maksymalny szczyt tuż przed porodem, co zbiega się z poziomem prolaktyny (Arias-Carrión, 2007).

Wiek

Wiadomo, że wiek jest jednym z najważniejszych czynników wewnętrznych w regulacji neurogenezy w mózgu.

Neurogeneza w rozwijającym się mózgu jest bardzo wysoka, ale gdy osiągamy dorosłość i starzejemy się, zmniejsza się drastycznie, chociaż nie zanika całkowicie..

Czynniki zewnętrzne

Środowiskowy

Neurogeneza nie stanowi statycznego procesu biologicznego, ponieważ jego szybkość jest zmienna i zależy od środowiska. Wiadomo, że aktywność fizyczna, wzbogacone środowisko, ograniczenie energii i modulacja aktywności neuronów, między innymi, działają jako dodatnie regulatory neurogenezy..

Zwierzęta żyjące w wzbogaconym środowisku wykazują wzrost neurogenezy w zakręcie zębatym. Jednak u zwierząt, które żyją w warunkach stresowych lub w słabo wzbogaconym środowisku, neurogeneza w tym obszarze zmniejsza się lub jest całkowicie zahamowana.

Ponadto zmiany w osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, wywołane przez uporczywe sytuacje stresowe podczas rozwoju, zmniejszają wytwarzanie nowych komórek w zakręcie zębatym. Tak więc wiadomo, że proliferacja komórek w zakręcie zębatym zmniejsza się z powodu działania glukokortykoidów, które są uwalniane w odpowiedzi na stres.

W ten sposób zaobserwowano, jak zarówno dobrowolne ćwiczenia, jak i wzbogacanie środowiska poprawiają wydajność młodych i starych myszy w labiryncie wodnym Morrisa (zadanie testowania uczenia się hipokampa i pamięci) (Arias-Carrión , 2007).

Zaobserwowano również, jak neurogeneza może być modulowana przez stan społeczny zwierząt i prawdopodobnie jest mediowana przez cząsteczki, takie jak czynnik neurotroficzny pochodzący z mózgu wspomnianego powyżej (Zhao, 2008).

Wreszcie doświadczenia związane z poprawą funkcji poznawczych prawdopodobnie robią to poprzez stymulowanie sieci neuronalnej hipokampa.

W rzeczywistości uczenie się zależne od hipokampa jest jednym z głównych regulatorów neurogenezy (badania). Hipokamp odpowiada za tworzenie nowych wspomnień, pamięci deklaratywnej i pamięci epizodycznej i przestrzennej. Dlatego bardzo ważne jest namnażanie nowych neuronów w tym obszarze mózgu.

Po wyjaśnieniu, czym jest neurogeneza i za pomocą jakich czynników jest regulowana, możesz zapytać siebie, czy można coś zrobić, aby uniknąć spadku neurogenezy charakterystycznej dla starzenia się i stymulować tworzenie nowych neuronów. To twój szczęśliwy dzień, ponieważ odpowiedź brzmi „tak”. Oto kilka wskazówek, które można uzyskać.

Jak działa neurogeneza?

Ćwiczenie!

Zmniejszeniu neurogenezy właściwej dla starzenia się można zapobiec lub odwrócić je za pomocą ćwiczeń fizycznych. W rzeczywistości, jak zauważają Van Praag i współpracownicy (2005), starsi dorośli, którzy ćwiczyli przez całe życie, mieli mniejszą utratę tkanki mózgowej niż osoby prowadzące siedzący tryb życia. Z drugiej strony osoby starsze w dobrej kondycji fizycznej mają lepsze wyniki w testach poznawczych niż ich osiadli koledzy (badanie).

Każde ćwiczenie jest dobre, ale w szczególności zaobserwowano, w jaki sposób bieg zwiększa proliferację komórek w SGZ (Zhao, 2008).

Znajdź wzbogacone środowisko!

Neurogeneza dorosłych jest regulowana dynamicznie przez wiele bodźców fizjologicznych. Na przykład u dorosłych SGZ wysiłek fizyczny zwiększa proliferację komórek, jak już wcześniej komentowaliśmy, podczas gdy wzbogacone środowisko sprzyja przetrwaniu nowych neuronów (Ming, 2011) (badanie).

Czytanie, uczenie się nowych umiejętności, poznawanie nowych ludzi, gry i zadania wymagające myślenia, hobby, podróże lub doświadczenia, takie jak posiadanie dzieci (tak, posiadanie dzieci zwiększa neurogenezę zarówno u matek, jak i ojców), wśród wielu innych są czynnościami, które stanowią wyzwanie dla naszego poznania z wynikającą z tego plastycznością mózgu i nową produkcją neuronów.

Unikaj chronicznego stresu!

Stres jest ostrą i adaptacyjną reakcją na środowisko, która pomaga nam wiele razy w rozwiązywaniu problemów i ucieczce przed możliwymi zagrożeniami, ale dzisiaj nasz sposób życia pełen pracy i troski sprawia, że ​​mamy stały i chroniczny poziom stresu , że daleki od adaptacji może powodować poważne problemy fizyczne i psychiczne.

Wykazano, że ten przewlekły stres i związane z nim wysokie poziomy hormonów nadnerczy, takich jak kortyzol, powodują śmierć neuronów i hamowanie neurogenezy (badanie).

Dlatego unikaj stresu dzięki alternatywom, takim jak joga, relaks, dobry odpoczynek i higiena snu, które zapobiegłyby tej przerażającej śmierci neuronów spowodowanej przewlekłym stresem.

Zjedz dobrze! Mniej znaczy więcej!

Jedzenie nie jest mniej ważne. Wykazano, że ograniczenie kalorii, przerywany post i dieta bogata w polifenole i wielonienasycone kwasy tłuszczowe mogą przynieść korzyści poznawcze, nastrój, starzenie się i chorobę Alzheimera. Ze szczególną uwagą na poprawę plastyczności strukturalnej i funkcjonalnej hipokampa, wzrost ekspresji czynników neurotroficznych, funkcji synaptycznej i neurogenezy dorosłych (badanie).

Nie oznacza to, że nie jesz ani nie jesz na diecie, ale nie jest dobrze jeść, dopóki nie nadymasz lub nie zjesz przetworzonej żywności. Jedz zdrowo i z umiarem.

Polifenole występują w żywności, takiej jak nasiona winogron, jabłka, kakao, owoce takie jak morele, wiśnie, żurawiny, granaty itp., A także w napojach, takich jak czerwone wino. Są również obecne w orzechach, cynamonie, zielonej herbacie i czekoladzie (ciemna czekolada nie w mlecznej czekoladzie).

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) występują w tłustych rybach (niebieskie ryby) i rybach i olejach z owoców morza, a także w olejach z nasion i zielonych warzywach liściastych.

Czy jesteś skłonny zastosować te wskazówki w praktyce, aby nadać swojej neurogenezie mały zastrzyk??

Referencje

1. Gage, F. H. (2002). Neurogeneza w mózgu dorosłego. The Journal of Neuroscience, 22(3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. i Drucker-Colin, R. (2007). Neurogeneza w mózgu dorosłego. Journal of Neurology, 44(9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F. H. (2008). Mechanizmy i implikacje funkcjonalne neurogenezy u dorosłych. Cell, 132(4), 645-660. 
4. Deng, W., Aimone, J. B. i Gage, F. H. (2010). Nowe neurony i nowe wspomnienia: jak neurogeneza dorosłych hipokampa wpływa na uczenie się i pamięć? Nature Reviews Neuroscience, 11, 339-350.
5. Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F. H. (2005). Ćwiczenia zwiększają uczenie się i neurogenezę hipokampa u starszych myszy. JNeurosci: The Journal of Neuroscience, 25(38), 8680-8685. 
6. Ming, G. L. i Song, H. (2011). Neurogeneza dorosłych w mózgu ssaków: istotne odpowiedzi i istotne pytania. Neuron, 70(4), 687-702.
7. De Celis, M. F. R., Bornstein, S. R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C. L. i in. (2016). Wpływ stresu na komórki macierzyste mózgu i nadnerczy. Molecular Psychiatry, 21, 590-593. 
8. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Wpływ diety na plastyczność mózgu w badaniach na zwierzętach i ludziach: pamiętaj o luce. Neural Plasticity, 2014, 1-32.