NEVROGENEZA: ZNAČILNOSTI IN REGULACIJA - NEVROPSIHOLOGIJA - 2025

Neurogeneza je rojstvo novih nevronov iz matičnih celic in matičnih celic. Pojavi se med embrionalnim razvojem, ko se oblikuje živčni sistem. Nedavni dokazi kažejo, da se nevrogeneza nadaljuje pri odraslih primatih in ljudeh.

Nevroni so funkcionalni sestavni deli živčnega sistema in so odgovorni za obdelavo in prenos informacij. V nasprotju s tistim, kar se je dolgo mislilo, lahko živčni sistem odraslih ustvari nove nevrone, torej ima določeno sposobnost regeneracije, zato nova proizvodnja nevronov ni omejena samo na embrionalno in novorojenčno življenje.

Vsi sesalci imajo celice, ki se razmnožujejo v mnogih organih, v nekaterih primerih, zlasti v krvi, koži in črevesju, pa matične celice obstajajo vse življenje, kar prispeva k hitri zamenjavi celic.

Na primer, črevo v celoti regenerira svoje celice vsakih 10,7 let. Regeneracija živčnega sistema, natančneje možganov, je veliko bolj omejena, vendar to ne pomeni, da ne obstaja.

Značilnosti nevrogeneze

Neuron

Insekti, ribe in dvoživke lahko razmnožujejo nevronske celice vse življenje. Izjema od tega pravila samopopravljanja in stalne rasti so mislili na možgane in hrbtenjačo sesalca.

Danes vemo, da ta dolgo sprejeta omejitev ni povsem resnična, saj obstajajo dobro ločena območja možganov, ki lahko skozi življenje ustvarjajo nove nevrone.

Tako v možganih odraslih vse življenje obstajajo nevronske matične celice, ki se lahko obnavljajo in ustvarjajo nove nevrone, astrocite in oligodendrocite, tako kot v možganih v razvoju.

Na teh območjih možganov odraslih sesalcev (dentati gyrus in subventrikularno območje) obstajajo celice z mitotično aktivnostjo, ki jih lahko razvrstimo v dve skupini:

Matične ali matične celice

So tiste, ki se lahko delijo v nedogled in se razlikujejo v različne vrste specializiranih celic, katerih celični cikel je daljši od 28 dni.

Celice nevronskih potomcev

Z 12-urnim celičnim ciklom so nevronske celice z bolj omejeno sposobnostjo samoobnavljanja in širjenja ter s potencialom za diferenciacijo v nekaj vrst nevronov.

Nevronski pregenitorji in glialni potomci bi bili celice, ki so zavezane, da se diferencirajo samo v nevrone oziroma glije. Nevronski potomci, določeni za določeno vrsto nevrona, bi lahko bili idealno nadomestno orodje za zdravljenje poškodovanega centralnega živčnega sistema.

Uravnavanje nevrogeneze v odraslih možganih

Nevrogeneza v možganih odraslih pozitivno ali negativno ureja različne mehanizme. Poleg tega obstajajo notranji in zunanji dejavniki, ki sodelujejo pri takšni ureditvi.

Notranji dejavniki vključujejo izražanje genov, molekul, rastnih faktorjev, hormonov in nevrotransmiterjev; starost je še en notranji dejavnik, ki je vključen v nevrogenezo. Zunanji dejavniki vključujejo okoljske in farmakološke dražljaje.

Notranji dejavniki

Genska in molekularna

Med genetskimi dejavniki, ki povzročajo nevrogenezo in embrionalno morfogenezo, lahko omenimo izražanje genov. Ti geni sodelujejo tudi pri uravnavanju proliferacije celic in diferenciaciji na nevrogenih območjih možganov odraslih.

Nekateri od teh genov so v zarodnih regijah možganov odrasle osebe v različni meri izraženi kot odziv na dražljaje ali lezije na tem področju.

Rastni dejavniki

Izražanje različnih rastnih faktorjev, kot je nevrotrofični faktor možganov (BDNF), ki sodelujejo pri uravnavanju usode celic, lahko določi velikost nevronske ali glialne populacije, tako v možganih v razvoju kot v možganih odraslih.

Ti dejavniki so prekomerno izraženi v različnih nevrodegenerativnih modelih, kot sta Alzheimerjeva bolezen ali Parkinsonova bolezen, kjer sodelujejo kot zaščitni dejavniki pred poškodbami nevronov ali kot induktivni dejavniki med nastajanjem in diferenciacijo novih celic, ki nadomeščajo poškodovane celice.

V tem okviru se je pokazalo, da intracerebroventrikularno dajanje nevrotrofičnega faktorja možganov (BDNF) povečuje nevrogenezo v čebulicah olfaktorjev in hipokampusa.

Tako lahko sklepamo, da ti rastni dejavniki spodbujajo nevrogenezo v odraslih možganih.

Nevrotransmiterji

Trenutno je znano, da različni nevrotransmiterji sodelujejo kot dejavniki, ki uravnavajo nevrogenezo v odraslih možganih. Med najbolj raziskanimi so glutamat, serotonin (5-HT), norepinefrin in dopamin.

Glutamat velja za najpomembnejši nevrotransmiter za delovanje možganov. Znano je, da uravnava nevrogenezo v hipokampusu odraslih živali.

Udeležba 5-HT v nevrogenezi je bila dokazana v več raziskavah, tako da nam je zaviranje njegove sinteze omogočilo opažanje zmanjšanja hitrosti proliferacije tako v hipokampusu kot v subventrikularnem območju (ZSV) podgan.

Noradrenergični sistem je še en vpleten v nevrogenezo v odraslih možganih. Z zaviranjem sproščanja norepinefrina se je pokazalo, da se proliferacija celic v hipokampusu zmanjšuje.

Nazadnje je dopamin še en pomemben nevrotransmiter, ki sodeluje pri uravnavanju nevrogeneze tako v subventrikularni coni kot v hipokampusu možganov odraslih. Eksperimentalno je bilo dokazano, da znižanje dopamina zmanjšuje nastajanje novih nevronov, tako v subventrikularnem območju kot v dentatnem girusu hipokampusa.

Hormoni

Nekatere študije kažejo, da imajo steroidi jajčnikov, pa tudi endogeni estrogeni, spodbudno vplivajo na razmnoževanje celic. Vendar pa nadledvični steroidi, kot so kortikosteroidi, zavirajo razmnoževanje celic na območjih, kot je dentaten girus hipokampusa.

Študija na podganah kaže, da se stopnja nevrogeneze med nosečnostjo poveča za 65% in doseže svoj vrhunec tik pred porodom, kar sovpada s stopnjo prolaktina.

Starost

Znano je, da je starost eden najpomembnejših notranjih dejavnikov pri uravnavanju nevrogeneze v možganih.

Nevrogeneze v možganih v razvoju je zelo veliko, a ko dosežemo odraslost in starost, se drastično zmanjša, čeprav ne izgine v celoti.

-Zunanji dejavniki

Okoljski

Nevrogeneza ni statični biološki proces, saj je njena hitrost spremenljiva in odvisna od okolja. Fizična aktivnost, obogateno okolje, omejevanje energije in modulacija nevronske aktivnosti, med drugimi dejavniki, je znano, da delujejo kot pozitivni regulatorji nevrogeneze.

Živali, ki živijo v obogatenem okolju, kažejo povečanje nevrogeneze v dentatnem girusu. Vendar se pri živalih, ki živijo v stresnih pogojih ali v slabo obogatenem okolju, nevrogeneza na tem območju zmanjša ali popolnoma zavira.

Poleg tega spremembe v osi hipotalamike-hipofize in nadledvične žleze, ki jih povzročajo vztrajne stresne situacije med razvojem, zmanjšujejo nastajanje novih celic v dentatnem girusu. Tako je znano, da se proliferacija celic v dentatnih girusih zmanjša zaradi učinka glukokortikoidov, ki se sprostijo kot odgovor na stres.

Tako je bilo opaziti, kako prostovoljna vadba in obogatitev okolja izboljšujeta delovanje mladih in starih miši v vodnem labirintu Morris (naloga za preizkušanje učenja in spomina, ki je odvisen od hipokampov).

Opaženo je bilo tudi, da lahko nevrogenezo prilagaja družbeni status živali in bo verjetno posredovala molekule, kot je zgoraj omenjeni možgansko nevrotrofni faktor.

Nazadnje izkušnje, ki so povezane z izboljšano kognicijo, verjetno to storijo s spodbujanjem nevronske mreže hipokampusa.

Pravzaprav je učenje, odvisno od hipokampa, eden glavnih regulatorjev nevrogeneze (študija). Hipokampus je odgovoren za nastanek novih spominov, deklarativnega spomina ter epizodnega in prostorskega spomina. Zato je proliferacija novih nevronov na tem področju možganov zelo pomembna.

Kako okrepiti nevrogenezo?

Po razlagi, kaj je nevrogeneza in po kakšnih dejavnikih je urejena, se boste morda vprašali, ali je mogoče nekaj storiti, da preprečimo zmanjšanje nevrogeneze, značilno za staranje, in spodbudimo ustvarjanje novih nevronov. Vaš srečen dan je, ker je odgovor pritrdilen. Tukaj je nekaj nasvetov, kako to storiti.

Vaja

Zmanjšanje nevrogeneze, značilno za staranje, lahko preprečimo ali opustimo s telesno vadbo. Pravzaprav imajo starejši odrasli, ki telovadijo vse življenje, manj izgube možganskega tkiva kot sedeči posamezniki.

Po drugi strani pa so telesno sposobni starejši na kognitivnih testih boljši od svojih sedečih vrstnikov (študija).

Obogatena okolja

Nevrogeneza odraslih se dinamično uravnava s številnimi fiziološkimi dražljaji.

Branje, učenje novih veščin, srečevanje z novimi ljudmi, igre in naloge, ki zahtevajo razmišljanje, hobije, potovanja ali izkušnje, kot so na primer otroci, so številne dejavnosti, ki predstavljajo izziv za naše spoznanje s posledično plastičnostjo možganov in novo produkcijo nevronov.

Izogibajte se kroničnemu stresu

Stres je akutni in prilagodljiv odziv na okolje, ki nam večkrat pomaga rešiti težave in se izogniti morebitnim nevarnostim.

Vendar pa naš način življenja, poln dela in skrbi, pomeni, da smo s konstantno in kronično stopnjo stresa, ki nam še zdaleč ni prilagodljiv, kar nam lahko povzroči resne fizične in psihične težave.

Pokazalo se je, da ta kronični stres in njegove posledično visoke ravni nadledvičnih hormonov, kot je kortizol, povzročajo smrt nevronov in zatiranje nevrogeneze (študija).

Zato bi se izognili stresu z alternativami, kot so joga, sprostitev, dober počitek in higiena spanja, ki bi se izognili tej strašni smrti nevronov, ki jo povzroči kronični stres.

Dobro jesti

Nič manj pomembna ni hrana. Omejevanje kalorij, občasno na tešče in prehrana z veliko polifenolov in polinenasičenih maščobnih kislin kažejo, da koristijo kogniciji, razpoloženju, staranju in Alzheimerjevi bolezni.

S posebno pozornostjo izboljšanju strukturne in funkcionalne plastičnosti v hipokampusu, povečanju izražanja nevrotrofičnih dejavnikov, sinaptične funkcije in nevrogeneze odraslih (študija).

To ne pomeni, da ne jeste ali da greste na dieto, ampak da ni dobro jesti, dokler ne zakuhate ali pojeste predelane hrane. Jejte zdravo in v zmernih količinah.

Polifenoli najdemo v živilih, kot so grozdna semena, jabolka, kakav, sadje, kot so marelice, češnje, borovnice, granatna jabolka itd., In v pijačah, kot je rdeče vino. Prisotni so tudi v oreščkih, cimetu, zelenem čaju in čokoladi (temna čokolada ni mlečna čokolada).

Polinenasičene maščobne kisline so prisotne v maščobnih ribah (modra riba), v ribjih oljih in lupinarjih, pa tudi v semenskih oljih in v zeleni listnati zelenjavi.

Reference

1. Gage, FH (2002). Nevrogeneza v možganih odraslih. Časopis Neuroscience, 22 (3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Nevrogeneza v možganih odraslih. Journal of Neurology, 44 (9), 541–550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, FH (2008). Mehanizmi in funkcionalne posledice nevrogeneze odraslih. Celica, 132 (4), 645-660.
4. Ming, GL & Song, H. (2011). Nevrogeneza odraslih v možganih sesalcev: pomembni odgovori in pomembna vprašanja. Neuron, 70 (4), 687–702.
5. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Učinki prehrane na možgansko plastičnost v študijah na ljudeh in ljudeh: misel the jaz. Nevronska plastičnost, 2014, 1–32.