Co je to neurogeneze?

neurogeneze je zrod nových neuronů z kmenových buněk a progenitorových buněk. To nastane během embryonálního vývoje když nervový systém je tvořen. Nedávné důkazy ukázaly, že neurogeneze pokračuje u dospělých primátů a lidí.

Neurony jsou funkčními složkami nervového systému a jsou zodpovědné za zpracování a přenos informací (Zhao, 2008).

Na rozdíl od toho, co bylo dávno řečeno, dospělý nervový systém může generovat nové neurony, to znamená, že má určitou schopnost regenerace. Nová produkce neuronů tedy 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, v kůži a ve střevě, existují v průběhu života kmenové buňky, které přispívají k rychlé výměně buněk (Gage, 2002). ). Například střevo regeneruje své buňky každých 10,7 let.

Ale regenerace nervového systému, konkrétně mozku, je mnohem omezenější, ale to neznamená, že neexistuje.

Charakteristika neurogeneze

Hmyz, ryby a obojživelníci mohou replikovat neuronální buňky po celý život. Výjimka z tohoto pravidla samo-opravy a trvalého růstu byla považována za mozek savců a míchy.

V dnešní době víme, že toto přijaté omezení není dlouho platné, protože existují dvě dobře diferencované oblasti mozku, zubní gyrus formování hipokampu a subventrikulární zóny a jeho projekce přes rostrální migrační cestu k čichové baňce, která může generovat nové neurony během života (Gage, 2002).

V dospělém mozku se tedy v průběhu života vyskytují nervové kmenové buňky, které mohou obnovit a vyvolat vznik nových neuronů, astrocytů a oligodendrocytů, jako je tomu ve vývojovém mozku..

V těchto dvou oblastech mozku dospělého savce (dentální gyrus a subventrikulární zóna) jsou buňky s mitotickou aktivitou, které lze rozdělit do dvou skupin (Arias-Carrión, 2007):

• Kmenové buňky nebo kmeny které jsou schopny dělit se na neurčito a rozlišovat do různých typů specializovaných buněk, přičemž buněčný cyklus je větší než 28 dnů.

• Neuronové progenitorové buňky, s 12hodinovým buněčným cyklem, který je neurálními buňkami s omezenější kapacitou pro sebeobnovení a expanzi, as potenciálem diferencovat na několik typů neuronů. Neuronální progenitory a gliové progenitory by byly buňky, které se zavázaly k diferenciaci pouze neuronů nebo glia. Neuronální progenitory určené určitému typu neuronů by mohly být ideálním nástrojem pro substituci poranění CNS.

Regulace neurogeneze v dospělém mozku

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

Mezi vnitřní faktory patří exprese genů, molekul, růstových faktorů, hormonů a neurotransmiterů; Věk je dalším vnitřním faktorem zapojeným do neurogeneze. Z vnějších faktorů lze zmínit environmentální a farmakologické podněty (Arias-Carrión, 2007).

Vnitřní faktory

Genetická a molekulární

Mezi genetickými faktory, které indukují neurogenezi a embryonální morfogenezi, lze zmínit genovou expresi. Tyto geny se také podílejí na regulaci buněčné proliferace a diferenciace v neurogenních oblastech dospělého mozku.

Některé z těchto genů jsou exprimovány v různých stupních v zárodečných oblastech dospělého mozku v reakci na podněty nebo zranění v uvedené oblasti..

Růstové faktory

Exprese různých růstových faktorů, jako je například derivát neurotrofního faktoru mozku (BDNF), který se podílí na regulaci osudu buněk, může určit velikost neuronové 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 podílejí jako ochranné faktory poškození neuronů nebo jako indukující faktory při generování a diferenciaci nových buněk, které nahrazují poškozené buňky (Arias- Carrión, 2007).

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

Můžeme tedy konstatovat, že tyto růstové faktory stimulují neurogenezi v dospělém mozku.

Neurotransmitery

Nyní je známo, že různé neurotransmitery se účastní jako faktory, které regulují neurogenezi v dospělém mozku. Mezi nejvíce studované patří glutamát, serotonin (5-HT), noradrenalin 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 umožnila vidět pokles rychlosti proliferace jak v hipokampu, tak v subventrikulární zóně (ZSV) potkanů..

Noradrenergní systém je jiný, který se podílí na neurogenezi v dospělém mozku. Bylo prokázáno, že inhibicí uvolňování noradrenalinu je buněčná proliferace v hipokampu snížena.

Konečně dopamin je dalším důležitým neurotransmiterem, který se podílí na regulaci neurogeneze jak v ZSV, tak v hipokampu dospělého mozku. Experimentálně bylo prokázáno, že pokles dopaminu snižuje tvorbu nových neuronů, a to jak v SVZ, tak v dentálním gýru hipokampu..

Hormony

Některé studie ukazují, že ovariální steroidy, stejně jako endogenní estrogeny, mají stimulační účinek na buněčnou proliferaci. Nicméně, adrenální steroidy, jako jsou kortikosteroidy, potlačují buněčnou proliferaci v oblastech, jako je dentální gyrus hipokampu.

Studie na potkanech ukázala, že rychlost neurogeneze se zvyšuje o 65% během těhotenství a dosahuje svého maxima maximálně těsně před porodem, což se shoduje s hladinami prolaktinu (Arias-Carrión, 2007).

Věk

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

Neurogeneze ve vyvíjejícím se mozku je velmi vysoká, ale jakmile dosáhneme dospělosti a stárneme, drasticky klesá, i když úplně nezmizí..

Vnější faktory

Environmentální

Neurogeneze nepředstavuje statický biologický proces, protože jeho rychlost je variabilní a závisí na prostředí. Je známo, že fyzikální aktivita, obohacená prostředí, energetické omezení a modulace neuronální aktivity, mimo jiné, působí jako pozitivní regulátory neurogeneze..

Zvířata, která žijí v obohaceném prostředí, mají zvýšený výskyt neurogeneze v zubním gyrusu. U zvířat, která žijí ve stresových podmínkách nebo ve špatně obohaceném prostředí, se však neurogeneze v této oblasti snižuje nebo je zcela inhibována..

Navíc změny v ose hypotalamus-hypofýza-nadledvina, vyvolané přetrvávajícími stresovými situacemi během vývoje, snižují tvorbu nových buněk v dentálním gyrusu. Je tedy známo, že buněčná proliferace v dentálním gyrusu se snižuje vlivem glukokortikoidů, které jsou uvolňovány v reakci na stres.

Tímto způsobem bylo pozorováno, jak jak dobrovolné cvičení, tak obohacení životního prostředí zlepšují výkonnost mladých a starých myší ve vodním bludisku Morris (úkol testovat hipokampální a paměťově závislé učení) (Arias-Carrión). , 2007).

Bylo také pozorováno, jak může být neurogeneze modulována sociálním stavem zvířat a je pravděpodobně zprostředkována molekulami, jako je neurotrofní faktor odvozený z výše uvedeného mozku (Zhao, 2008).

Konečně zkušenosti, které jsou spojeny se zlepšením kognitivních funkcí, tak pravděpodobně stimulují neuronální síť hipokampu..

Ve skutečnosti je hipokampální závislé učení jedním z hlavních regulátorů neurogeneze (studie). Hippocampus je zodpovědný za tvorbu nových vzpomínek, deklarativní paměti a epizodické a prostorové paměti. Je tedy velmi důležité, aby se v této oblasti mozku rozšířily nové neurony.

Poté, co jste vysvětlili, co je neurogeneze a podle jakých faktorů je regulována, se můžete zeptat sami sebe, zda je možné něco udělat, aby se zabránilo poklesu neurogeneze, která je charakteristická pro stárnutí, a stimulovat tvorbu nových neuronů. Je to váš šťastný den, protože odpověď zní ano. Zde je několik tipů, jak to získat.

Jak působí neurogeneze?

Cvičení!

Snížení neurogeneze vlastní stárnutí může být zabráněno nebo zvráceno fyzickým cvičením. Ve skutečnosti, jak Van Praag a kolegové (2005) komentují, starší dospělí, kteří cvičili po celý život, měli menší ztrátu mozkové tkáně než sedaví jedinci. Na druhé straně mají starší lidé v dobrém fyzickém stavu lepší výkon v kognitivních testech než jejich sedaví kolegové (studie).

Každé cvičení je dobré, ale zejména bylo pozorováno, jak běh zvyšuje buněčnou proliferaci v SGZ (Zhao, 2008).

Najít obohacené prostředí!

Neurogeneze dospělých je dynamicky regulována mnoha fyziologickými stimuly. Například u dospělého SGZ fyzické cvičení zvyšuje buněčnou proliferaci, jak jsme již dříve poznamenali, zatímco obohacené prostředí podporuje přežití nových neuronů (Ming, 2011) (studie).

Čtení, učení se novým dovednostem, setkání s novými lidmi, hry a úkoly, které vyžadují myšlení, koníčky, cestování nebo zážitky, jako jsou děti (Ano, s dětmi zvyšuje neurogenezi u obou matek a otců), mezi mnoho dalších patří aktivity, které představují výzvu pro naši kognici s následnou mozkovou plasticitou a novou produkcí neuronů.

Vyhněte se chronickému stresu!

Stres je akutní a adaptivní reakcí na životní prostředí, která nám mnohokrát pomáhá řešit problémy a unikat před možnými nebezpečími, ale dnes je náš způsob života plný práce a obav z neustálé a chronické úrovně stresu. , že daleko od adaptace může způsobit vážné fyzické a psychické problémy.

Bylo prokázáno, že tento chronický stres a jeho následné vysoké hladiny adrenálních hormonů, jako je kortizol, způsobují smrt neuronů a potlačení neurogeneze (studie).

Proto se vyvarujte stresu alternativami, jako je jóga, relaxace, dobrý odpočinek a hygiena spánku, které by zabránily této obávané neuronální smrti způsobené chronickým stresem..

Jezte dobře! Méně je více!

Jídlo není méně důležité. Ukázalo se, že kalorická restrikce, přerušovaný půst a dieta s vysokým obsahem polyfenolů a polynenasycených mastných kyselin mohou být přínosem pro kognice, náladu, stárnutí a Alzheimerovu chorobu. Se zvláštním důrazem na zlepšení strukturní a funkční plasticity v hipokampu, zvýšení exprese neurotrofních faktorů, synaptické funkce a neurogeneze dospělých (studie).

To neznamená, že nejíte, nebo že jdete na dietu, ale že to není dobré jíst, dokud se nafouknout nebo jíst zpracované potraviny. Jíst zdravě a moderně.

Polyfenoly se nacházejí v potravinách, jako jsou hroznová semena, jablka, kakao, ovoce, jako jsou meruňky, třešně, brusinky, granátová jablka atd., A v nápojích, jako je červené víno. Jsou také přítomny v ořechech, skořici, zeleném čaji a čokoládě (tmavá čokoláda není v mléčné čokoládě)..

Polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) jsou přítomny v mastných rybách (modré ryby) a rybích a mořských olejích, stejně jako v olejích ze semen a zelené listové zelenině..

Takže jste ochotni tyto tipy uvést do praxe, aby se vaše neurogeneze trochu zvýšila??

Odkazy

1. Gage, F. H. (2002). Neurogeneze v dospělém mozku. The Journal of Neuroscience, 22(3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. a Drucker-Colin, R. (2007). Neurogeneze v dospělém mozku. Journal of Neurology, 44(9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F. H. (2008). Mechanismy a funkční důsledky neurogeneze u dospělých. Cell, 132(4), 645-660. 
4. Deng, W., Aimone, J. B. & Gage, F. H. (2010). Nové neurony a nové vzpomínky: jak ovlivňuje hippokampální dospělá neurogeneze učení a paměť? Nature Reviews Neuroscience, 11, 339-350.
5. Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F. H. (2005). Cvičení posiluje učení a hippokampální neurogenezi ve věku Myši. JNeurosci: The Journal of Neuroscience, 25(38), 8680-8685. 
6. Ming, G. L. & Song, H. (2011). Neurogeneze dospělých v mozku savců: významné odpovědi a významné otázky. Neuron, 70(4), 687-702.
7. De Celis, M. F. R., Bornstein, S. R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C.L. et al. (2016). Účinky stresu na mozkové a nadledvinkové kmenové buňky. Molekulární psychiatrie, 21, 590-593. 
8. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Účinky stravy na plasty mozku ve studiích na zvířatech a lidech: Myslete na mezeru. Neural Plasticity, 2014, 1-32.