НЕЙРОГЕНЕЗ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА РЕГУЛЯЦІЯ - НЕЙРОПСИХОЛОГІЯ - 2024

Нейрогенезу є народження нових нейронів зі стовбурових клітин і клітин - попередників. Він виникає під час ембріонального розвитку, коли формується нервова система. Останні дані свідчать, що нейрогенез триває у дорослих приматів і людини.

Нейрони є функціональними компонентами нервової системи і відповідають за обробку та передачу інформації. Всупереч тому, що довго думали, нервова система дорослої людини може генерувати нові нейрони, тобто має певну здатність до регенерації, так що нове виробництво нейронів не обмежується лише ембріональним та неонатальним життям.

Усі ссавці мають клітини, які розмножуються в багатьох органах, а в деяких випадках, особливо в крові, шкірі та кишечнику, стовбурові клітини існують протягом життя, що сприяє швидкій заміні клітин.

Наприклад, кишечник повністю регенерує свої клітини кожні 10,7 років. Регенерація нервової системи, зокрема головного мозку, значно обмежена, але це не означає, що її не існує.

Характеристика нейрогенезу

Нейрон

Комахи, риби та земноводні можуть відтворювати нервові клітини протягом усього життя. Винятком із цього правила самовідновлення та постійного росту вважали головний і спинний мозок ссавців.

Сьогодні ми знаємо, що це давно прийняте обмеження не зовсім вірно, оскільки є добре диференційовані ділянки мозку, які можуть генерувати нові нейрони протягом життя.

Таким чином, у мозку дорослої людини протягом усього життя є нейронні стовбурові клітини, які можуть поновлюватись та породжувати нові нейрони, астроцити та олігодендроцити, як і у мозку, що розвивається.

У цих областях мозку дорослого ссавця (зубчасті звивини та субвентрикулярна область) є клітини з мітотичною активністю, які можна класифікувати на дві групи:

Стовбурові або стовбурові клітини

Вони здатні ділитися нескінченно та диференціюватися на різні типи спеціалізованих клітин із клітинним циклом понад 28 днів.

Нейрогенні клітини-попередники

З 12-годинним клітинним циклом вони є нейронними клітинами з більш обмеженою здатністю до самооновлення та розширення та з можливістю диференціюватися на кілька типів нейронів.

Нейронні прородники та гліальні прабатьки - це клітини, віддані диференціації лише на нейрони або глії. Нейронічні попередники, визначені для конкретного типу нейронів, могли б стати ідеальним засобом заміщення для лікування травмованої центральної нервової системи.

Регуляція нейрогенезу в мозку дорослої людини

Нейрогенез у мозку дорослої людини позитивно чи негативно регулюється різними механізмами. Крім того, існують внутрішні та зовнішні фактори, які беруть участь у такому регулюванні.

До внутрішніх факторів належать експресія генів, молекул, факторів росту, гормонів та нейромедіаторів; вік - ще один внутрішній фактор, що бере участь у нейрогенезі. До зовнішніх факторів належать екологічні та фармакологічні стимули.

-Внутрішні фактори

Генетичні та молекулярні

Серед генетичних факторів, що індукують нейрогенез та ембріональний морфогенез, можна згадати експресію генів. Ці гени також беруть участь у регуляції клітинної проліферації та диференціації в нейрогенних зонах мозку дорослої людини.

Деякі з цих генів експресуються в тій чи іншій мірі в статевих ділянках мозку дорослої людини у відповідь на подразники або ураження в цій області.

Фактори росту

Експресія різних факторів росту, таких як Нейротрофічний фактор, похідний від мозку (BDNF), що бере участь у регуляції долі клітин, може визначати розмір нейронної чи гліальної популяції, як у мозку, що розвивається, так і в мозку дорослого.

Ці фактори надмірно виражені в різних нейродегенеративних моделях, таких як хвороба Альцгеймера або хвороба Паркінсона, де вони беруть участь як захисні фактори від пошкодження нейронів або як індуктивні фактори під час генерації та диференціювання нових клітин, які замінюють пошкоджені клітини.

У цьому контексті показано, що внутрішньомозковий введення мозкового нейротрофічного фактора (BDNF) збільшує нейрогенез у нюховій цибулині та гіпокампі.

Таким чином, можна зробити висновок, що ці фактори росту стимулюють нейрогенез у мозку дорослої людини.

Нейромедіатори

В даний час відомо, що різні нейромедіатори беруть участь як фактори, що регулюють нейрогенез у мозку дорослої людини. Серед найбільш вивчених - глутамат, серотонін (5-НТ), норадреналін та дофамін.

Глутамат вважається найважливішим нейромедіатором для роботи мозку. Відомо, що регулює нейрогенез у гіпокампі дорослих тварин.

Участь 5-HT в нейрогенезі було продемонстровано в кількох дослідженнях, так що інгібування його синтезу дозволило побачити зниження швидкості проліферації як в гіпокампі, так і в субвентрикулярній зоні (ZSV) щурів.

Норадренергічна система - це ще один прихильник нейрогенезу мозку дорослої людини. Інгібуючи вивільнення норадреналіну, показано, що проліферація клітин у гіпокампі зменшується.

Нарешті, дофамін - ще один важливий нейромедіатор, що бере участь у регуляції нейрогенезу як в субвентрикулярній зоні, так і в гіпокампі мозку дорослої людини. Експериментально показано, що зниження дофаміну зменшує генерацію нових нейронів як в субвентрикулярній зоні, так і в зубчастій звивині гіпокампу.

Гормони

Деякі дослідження показують, що стероїди яєчників, а також ендогенні естрогени надають стимулюючу дію на проліферацію клітин. Однак стероїди надниркових залоз, такі як кортикостероїди, пригнічують проліферацію клітин у таких областях, як зубчасті звивини гіпокампу.

Дослідження на щурах показує, що швидкість нейрогенезу збільшується на 65% під час вагітності і досягає свого максимального піку безпосередньо перед пологами, що збігається з рівнем пролактину.

Вік

Вік, як відомо, є одним з найважливіших внутрішніх факторів регуляції нейрогенезу в мозку.

Нейрогенез у мозку, що розвивається, дуже високий, але в міру досягнення дорослості та віку він різко зменшується, хоча і зовсім не зникає.

-Зовнішні фактори

Екологічні

Нейрогенез не є статичним біологічним процесом, оскільки його швидкість мінлива і залежить від навколишнього середовища. Відомо, що фізичні навантаження, збагачені середовища, обмеження енергії та модуляція нейронної активності, серед інших факторів, діють як позитивні регулятори нейрогенезу.

У тварин, що живуть в збагаченому середовищі, спостерігається посилення нейрогенезу в зубчастій звивині. Однак у тварин, які живуть в умовах стресу або в погано збагаченому середовищі, нейрогенез у цій області зменшується або повністю гальмується.

Крім того, зміни в осі гіпоталамо-гіпофіза-надниркових залоз, спричинені стійкими стресовими ситуаціями під час розвитку, зменшують генерацію нових клітин у зубчастій звивині. Таким чином, відомо, що проліферація клітин у зубчастій звивині зменшується внаслідок дії глюкокортикоїдів, які виділяються у відповідь на стрес.

Таким чином, було помічено, як добровільні заняття спортом та збагачення навколишнього середовища покращують продуктивність молодих та старих мишей у водному лабіринті Морріса (завдання перевірити залежність від гіпокампу навчання та пам’яті).

Також було помічено, що нейрогенез може бути модульований соціальним статусом тварин і, ймовірно, буде опосередкований молекулами, такими як мозковий нейротрофний фактор, згаданий вище.

Нарешті, переживання, пов'язані з поліпшенням пізнання, імовірно, роблять це, стимулюючи нейронну мережу гіпокампу.

Насправді навчання, яке залежить від гіпокампа, є одним з основних регуляторів нейрогенезу (дослідження). Гіпокамп відповідає за формування нових спогадів, декларативної пам’яті та епізодичної та просторової пам’яті. Тому проліферація нових нейронів у цій області мозку є дуже важливою.

Як посилити нейрогенез?

Пояснивши, що таке нейрогенез, і якими чинниками він регулюється, ви можете задуматися, чи можна щось зробити, щоб запобігти зменшенню нейрогенезу, характерного для старіння, і стимулювати створення нових нейронів. Це ваш щасливий день, тому що відповідь - так. Ось кілька порад, щоб це зробити.

Вправа

Зниження нейрогенезу, характерне для старіння, можна запобігти або змінити фізичними вправами. Насправді дорослі дорослі, які займаються фізичними вправами протягом усього життя, мають меншу втрату мозкової тканини, ніж сидячі особини.

З іншого боку, фізично придатні люди похилого віку краще на когнітивних тестах, ніж їх сидячі однолітки (дослідження).

Збагачена середовище

Нейрогенез у дорослих динамічно регулюється багатьма фізіологічними подразниками.

Читання, вивчення нових навичок, знайомство з новими людьми, ігри та завдання, які потребують мислення, захоплення, подорожей чи досвіду, таких як народження дітей - це багато інших видів діяльності, які представляють виклик для нашого пізнання з відповідною пластичністю мозку та новою продукцією нейронів.

Уникайте хронічного стресу

Стрес - це гостра та адаптивна реакція на навколишнє середовище, яка допомагає нам неодноразово вирішувати проблеми та уникати можливих небезпек.

Однак наш спосіб життя, наповнений працею та турботами, означає, що ми перебуваємо у постійному та хронічному рівні стресу, який, далеко не адаптивний, може спричинити нам серйозні фізичні та психологічні проблеми.

Показано, що цей хронічний стрес та його високий рівень гормонів надниркових залоз, таких як кортизол, викликають загибель нейронів та пригнічення нейрогенезу (дослідження).

Тому уникнення стресу з такими альтернативами, як йога, відпочинок, хороший відпочинок та гігієна сну дозволить уникнути цієї жахливої ​​смерті нейрона, спричиненої хронічним стресом.

Добре харчуватися

Їжа не менш важлива. Обмеження калорій, періодичне голодування та дієта з високим вмістом поліфенолів та поліненасичених жирних кислот показали користь для пізнання, настрою, старіння та хвороби Альцгеймера.

З особливою увагою до поліпшення структурної та функціональної пластичності гіпокампу, збільшення експресії нейротрофних факторів, синаптичної функції та нейрогенезу дорослих (дослідження).

Це не означає, що ви не їсте або що ви їдете на дієту, але і що не годиться їсти, поки ви не розпушите або не їсте перероблену їжу. Харчуйтеся здорово і в помірних кількостях.

Поліфеноли містяться в таких продуктах, як виноградне насіння, яблука, какао, такі фрукти, як абрикоси, вишня, чорниця, гранат тощо, а також у напоях, таких як червоне вино. Вони також присутні в горіхах, кориці, зеленому чаї та шоколаді (темний шоколад не молочний шоколад).

Поліненасичені жирні кислоти присутні в жирній рибі (жирна риба), риб’ячому жирі та молюсках, а також у насінні олії та зелених листових овочах.

Список літератури

1. Gage, FH (2002). Нейрогенез у головному мозку. The Journal of Neuroscience, 22 (3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Нейрогенез у мозку дорослої людини. Журнал неврології, 44 (9), 541-550.
3. Чжао, C., Deng, W. & Gage, FH (2008). Механізми та функціональні наслідки нейрогенезу для дорослих. Сота, 132 (4), 645-660.
4. Ming, GL & Song, H. (2011). Нейрогенез дорослих у мозку ссавців: вагомі відповіді та вагомі запитання. Нейрон, 70 (4), 687-702.
5. Мерфі, Т., Перейра Діас, Г. і Турет, С. (2014). Вплив дієти на пластичність мозку в дослідженнях на тваринах і людях: розум прогалини. Нейронна пластичність, 2014, 1-32.