Charakteristická neurogeneze a regulace

1674
Philip Kelley
Charakteristická neurogeneze a regulace

The neurogeneze je to zrození nových neuronů z kmenových buněk a progenitorových buněk. Vyskytuje se během embryonálního vývoje, kdy se tvoří nervový systém. Nedávné důkazy ukázaly, že neurogeneze pokračuje u dospělých primátů a lidí.

Neurony jsou funkční složky nervového systému a jsou odpovědné za zpracování a přenos informací. Na rozdíl od toho, co se dlouho myslelo, dospělý nervový systém může generovat nové neurony, to znamená, že má určitou schopnost regenerace, takže nová produkce neuronů není omezena pouze na embryonální a novorozenecký život.

Všichni savci mají buňky, které se replikují v mnoha orgánech a v některých případech, zejména v krvi, kůži a střevech, existují kmenové buňky po celý život, což přispívá k rychlé výměně buněk..

Například střevo plně regeneruje své buňky každých 10,7 let. Regenerace nervového systému, konkrétně mozku, je mnohem omezenější, ale to neznamená, že neexistuje.

Rejstřík článků

  • 1 Charakteristika neurogeneze
    • 1.1 Kmenové nebo kmenové buňky
    • 1.2 Nervové progenitorové buňky
  • 2 Regulace neurogeneze v mozku dospělého
    • 2.1 - Vnitřní faktory
    • 2.2 - Vnější faktory
  • 3 Jak zvýšit neurogenezi? 
    • 3.1 Cvičení
    • 3.2 Obohacená prostředí
    • 3.3 Vyvarujte se chronického stresu
    • 3.4 Jezte dobře
  • 4 Odkazy

Charakteristika neurogeneze

Neuron

Hmyz, ryby a obojživelníci mohou replikovat nervové buňky po celý život. Výjimkou z tohoto pravidla samoopravování a nepřetržitého růstu byl myšlenka mozek a mícha savců..

Dnes víme, že toto dlouho přijímané omezení není zcela pravdivé, protože existují dobře diferencované oblasti mozku, které mohou generovat nové neurony po celý život.

V dospělém mozku proto po celý život existují nervové kmenové buňky, které se mohou obnovovat a vytvářet nové neurony, astrocyty a oligodendrocyty, stejně jako ve vyvíjejícím se mozku..

V těchto oblastech mozku dospělých savců (dentální gyrus a subventrikulární oblast) jsou buňky s mitotickou aktivitou, které lze rozdělit do dvou skupin:

Kmenové nebo kmenové buňky

Jsou to ty, které jsou schopny se dělit na neurčito a diferencovat na různé typy specializovaných buněk s buněčným cyklem větším než 28 dní.

Nervové progenitorové buňky

S 12hodinovým buněčným cyklem jsou to nervové buňky s omezenější kapacitou pro sebeobnovu a expanzi as potenciálem diferenciace na několik typů neuronů..

Buňky odhodlané diferencovat se pouze na neurony nebo na gliu by byly neuronální progenitory a gliové progenitory. Nervové progenitory určené pro konkrétní neuronový typ by mohly být ideálním náhradním nástrojem k léčbě zraněného centrálního nervového systému.

Regulace neurogeneze v mozku dospělého

Neurogeneze v mozku dospělého je pozitivně nebo negativně regulována různými mechanismy. Kromě toho existují vnitřní a vnější faktory, které se podílejí na uvedené regulaci..

Interní faktory zahrnují expresi genů, molekul, růstových faktorů, hormonů a neurotransmiterů; věk je dalším vnitřním faktorem podílejícím se na neurogenezi. Vnější faktory zahrnují environmentální a farmakologické podněty.

-Vnitřní faktory

Genetické a molekulární

Z genetických faktorů, které indukují neurogenezi a embryonální morfogenezi, lze zmínit expresi genů. Tyto geny se také podílejí na regulaci buněčné proliferace a diferenciace v neurogenních oblastech dospělého mozku..

Některé z těchto genů jsou v různé míře exprimovány v zárodečných oblastech dospělého mozku v reakci na podněty nebo léze v této oblasti..

Faktory růstu

Exprese různých růstových faktorů, jako je neurotrofický faktor odvozený od mozku (BDNF) podílející se na regulaci buněčného osudu, může určit velikost neuronální nebo gliové populace, a to jak ve vývoji mozku, tak v dospělém mozku..

Tyto faktory jsou nadměrně exprimovány v různých neurodegenerativních modelech, jako je Alzheimerova choroba nebo Parkinsonova choroba, kde se účastní jako ochranné faktory proti poškození neuronů nebo jako indukční faktory během generování a diferenciace nových buněk, které nahrazují poškozené buňky..

V této souvislosti bylo prokázáno, že intracerebroventrikulární podávání neurotrofního faktoru odvozeného od mozku (BDNF) zvyšuje neurogenezi v čichové baňce a hipokampu.

Můžeme tedy dojít k závěru, že tyto růstové faktory stimulují neurogenezi v mozku dospělého..

Neurotransmitery

V současné době je známo, že různé neurotransmitery se účastní jako faktory, které regulují neurogenezi v mozku dospělého. Mezi nejvíce studované patří glutamát, serotonin (5-HT), norepinefrin a dopamin.

Glutamát je považován za nejdůležitější neurotransmiter pro funkci mozku. Je známo, že reguluje neurogenezi v hipokampu dospělých zvířat.

Účast 5-HT na neurogenezi byla prokázána v několika studiích, takže inhibice jeho syntézy nám umožnila vidět pokles rychlosti proliferace jak v hipokampu, tak v subventrikulární zóně (ZSV) potkanů.

Noradrenergní systém je dalším účastníkem neurogeneze v mozku dospělého. Bylo prokázáno, že inhibicí uvolňování norepinefrinu klesá proliferace buněk v hipokampu.

A konečně, dopamin je dalším důležitým neurotransmiterem podílejícím se na regulaci neurogeneze jak v subventrikulární zóně, tak v hipokampu dospělého mozku. Experimentálně bylo prokázáno, že pokles dopaminu snižuje tvorbu nových neuronů, a to jak v subventrikulární oblasti, tak v zubatém gyrusu hipokampu.

Hormony

Některé studie naznačují, že ovariální steroidy, stejně jako endogenní estrogeny, mají stimulační účinek na buněčnou proliferaci. Nadledvové steroidy, jako jsou kortikosteroidy, však potlačují buněčnou proliferaci v oblastech, jako je zubatý gyrus hipokampu.

Studie na potkanech ukazují, že rychlost neurogeneze se během těhotenství zvyšuje o 65% a dosahuje svého maxima těsně před porodem, což se shoduje s hladinami prolaktinu.

Stáří

Je známo, že věk je jedním z nejdůležitějších vnitřních faktorů při regulaci neurogeneze v mozku..

Neurogeneze ve vyvíjejícím se mozku je velmi vysoká, ale jak dosáhneme dospělosti a věku, drasticky klesá, i když ne úplně mizí..

-Vnější faktory

Životní prostředí

Neurogeneze není statický biologický proces, protože její rychlost je proměnlivá a závisí na prostředí. Je známo, že fyzická aktivita, obohacené prostředí, energetické omezení a modulace aktivity neuronů působí mimo jiné jako pozitivní regulátory neurogeneze..

Zvířata žijící v obohaceném prostředí vykazují zvýšenou neurogenezi v zubatém gyrusu. U zvířat, která žijí ve stresových podmínkách nebo ve špatně obohaceném prostředí, je však neurogeneze v této oblasti snížena nebo zcela inhibována..

Kromě toho změny v ose hypotalamus-hypofýza-nadledviny vyvolané přetrvávajícími stresovými situacemi během vývoje snižují tvorbu nových buněk v zubatém gyrusu. Je tedy známo, že proliferace buněk v zubatém gyrusu klesá v důsledku účinku glukokortikoidů, které se uvolňují v reakci na stres..

Tímto způsobem bylo pozorováno, jak dobrovolné cvičení a obohacení prostředí zlepšují výkonnost mladých a starých myší ve vodním bludišti Morris (úkol otestovat učení a paměť závislou na hipokampu).

Rovněž bylo pozorováno, že neurogeneze může být modulována sociálním stavem zvířat a je pravděpodobně zprostředkována molekulami, jako je výše zmíněný neurotrofický faktor odvozený od mozku..

A konečně, zkušenosti, které jsou spojeny se zlepšeným poznáváním, pravděpodobně tak činí stimulací neurální sítě hipokampu.

Učení závislé na hipokampu je ve skutečnosti jedním z hlavních regulátorů neurogeneze (studie). Hipokampus je zodpovědný za formování nových vzpomínek, deklarativní paměti a epizodické a prostorové paměti. Šíření nových neuronů v této oblasti mozku je proto velmi důležité..

Jak zvýšit neurogenezi?

Po vysvětlení, co je neurogeneze a podle jakých faktorů je regulována, vás možná zajímá, zda je možné udělat něco, aby se zabránilo snížení neurogeneze charakteristické pro stárnutí a stimulovalo se vytváření nových neuronů. Je to váš šťastný den, protože odpověď zní ano. Zde je několik tipů, jak to získat.

Dělat cvičení

Snížení neurogeneze typické pro stárnutí lze zabránit nebo zvrátit fyzickým cvičením. Ve skutečnosti mají starší dospělí, kteří po celý život cvičí, menší ztrátu mozkové tkáně než sedaví jedinci..

Na druhé straně fyzicky zdatní starší lidé mají lepší kognitivní testy než jejich sedaví kolegové (studie).

Obohacená prostředí

Neurogeneze dospělých je dynamicky regulována mnoha fyziologickými podněty. 

Čtení, učení se novým dovednostem, poznávání nových lidí, hry a úkoly, které vyžadují myšlení, koníčky, cestování nebo zážitky, jako je například mít děti, jsou aktivity, které představují výzvu pro naše poznání s následnou plasticitou mozku a novou produkcí neurony.

Vyhněte se chronickému stresu

Stres je akutní a adaptivní reakce na životní prostředí, která nám při mnoha příležitostech pomáhá řešit problémy a uniknout možným nebezpečím..

Náš způsob života plný práce a starostí však znamená, že jsme neustále a chronicky stresovaní, což nám, zdaleka není adaptivní, může způsobit vážné fyzické a psychické problémy..

Ukázalo se, že tento chronický stres a jeho následné vysoké hladiny hormonů nadledvin, jako je kortizol, způsobují smrt neuronů a potlačují neurogenezi (studie).

Vyhýbání se stresu alternativami, jako je jóga, relaxace, dobrý odpočinek a hygiena spánku, by se tedy vyhnulo této obávané smrti neuronů způsobené chronickým stresem..

Jezte dobře

Neméně důležité je jídlo. Ukázalo se, že omezení kalorií, přerušovaný půst a strava s vysokým obsahem polyfenolů a polynenasycených mastných kyselin prospívají poznání, náladě, stárnutí a Alzheimerově chorobě.

Se zvláštním důrazem na zlepšení strukturální a funkční plasticity v hipokampu, zvýšení exprese neurotrofních faktorů, synaptické funkce a neurogeneze dospělých (studie).

To neznamená, že nejíte, nebo že nedržíte dietu, ale že není dobré jíst, dokud nenafouknete nebo nebudete jíst zpracované jídlo. Jezte zdravě a s mírou.

Polyfenoly se nacházejí v potravinách, jako jsou hroznová semínka, jablko, kakao, ovoce jako meruňky, třešně, borůvky, granátová jablka atd., A v nápojích, jako je červené víno. Jsou také přítomny v ořechech, skořici, zeleném čaji a čokoládě (tmavá čokoláda, ne mléčná čokoláda).

Polynenasycené mastné kyseliny jsou přítomny v mastných rybách (modré ryby), rybích olejích a korýších, jakož i v semenných olejích a zelené listové zelenině.

Reference

  1. Gage, F. H. (2002). Neurogeneze v mozku dospělých. The Journal of Neuroscience, 22(3), 612-613.
  2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Neurogeneze v mozku dospělého. Journal of Neurology, 44(9), 541-550.
  3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F. H. (2008). Mechanismy a funkční důsledky neurogeneze dospělých. Cell, 132(4), 645-660. 
  4. Ming, G. L. & Song, H. (2011). Neurogeneze dospělých v mozku savců: významné odpovědi a významné otázky. Neuron, 70(4), 687-702.
  5. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Účinky stravy na plasticitu mozku ve studiích na zvířatech a lidech: Mind the Gap. Neural Plasticity, 2014, 1-32. 

Zatím žádné komentáře