NEUROGENEZE: CHARAKTERISTIKA A REGULACE - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Neurogeneze je zrod 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 funkčními složkami nervového systému a jsou zodpovědné 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 střevě, kmenové buňky existují 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, to však neznamená, že neexistuje.

Charakteristika neurogeneze

Neuron

Hmyz, ryby a obojživelníci dokážou replikovat nervové buňky po celý život. Výjimkou z tohoto pravidla samovypravy a nepřetržitého růstu byla myšlenka jako mozek a mícha savců.

Dnes víme, že toto dlouho přijímané omezení není úplně pravda, protože existují dobře diferencované oblasti mozku, které mohou generovat nové neurony v průběhu života.

V dospělém mozku jsou tak po celý život neurální kmenové buňky, které mohou obnovit a vést k vzniku nových neuronů, astrocytů a oligodendrocytů, stejně jako ve vyvíjejícím se mozku.

V těchto oblastech mozku dospělého savce (zubní 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 neurčitě se dělit a rozlišovat do různých typů specializovaných buněk, přičemž buněčný cyklus je delší než 28 dní.

Neurální progenitorové buňky

S dvanáctihodinovým buněčným cyklem jsou to nervové buňky s omezenější schopností samoobnovy a expanze a s potenciálem diferenciace na několik typů neuronů.

Neuronové progenitory a gliové progenitory by byly buňky odhodlané rozlišovat pouze na neurony, respektive glie. Nervové progenitory určené ke konkrétnímu typu neuronů by mohly být ideálním náhradním nástrojem k léčbě poškozeného centrálního nervového systému.

Regulace neurogeneze v mozku dospělého

Neurogeneze v mozku dospělého je pozitivně nebo negativně regulována různými mechanismy. Navíc se na takové regulaci podílejí interní a externí faktory.

Vnitřní faktory zahrnují expresi genů, molekul, růstových faktorů, hormonů a neurotransmiterů; věk je dalším vnitřním faktorem zapojeným do neurogeneze. Vnější faktory zahrnují environmentální a farmakologické podněty.

- Vnitřní faktory

Genetické a molekulární

Mezi genetické faktory, které indukují neurogenezi a embryonální morfogenezi, lze uvést expresi genů. Tyto geny se také účastní regulace buněčné proliferace a diferenciace v neurogenních oblastech mozku dospělého.

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

Růstové faktory

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

Tyto faktory jsou nadměrně exprimovány v různých neurodegenerativních modelech, jako je Alzheimerova choroba nebo Parkinsonova choroba, kde se podílejí 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 neurotrofického faktoru pocházejícího z mozku (BDNF) zvyšuje neurogenezi v čichové cibuli a hippocampu.

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

Neurotransmitery

V současné době je známo, že různé neurotransmitery se účastní jako faktory regulující neurogenezi v mozku dospělých. Mezi nejstudovanější patří glutamát, serotonin (5-HT), norepinefrin a dopamin.

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

Účast 5-HT na neurogenezi byla prokázána v několika studiích, takže inhibice její syntézy nám umožnila pozorovat pokles míry proliferace jak v hippocampu, tak v subventrikulární zóně (ZSV) potkanů.

Noradrenergický systém je dalším zapojeným do neurogeneze v mozku dospělého. Inhibicí uvolňování noradrenalinu bylo prokázáno, že proliferace buněk v hippocampu klesá.

Nakonec je dopamin dalším důležitým neurotransmiterem zapojeným do regulace neurogeneze jak v subventrikulární zóně, tak i v hippocampu mozku dospělého. Experimentálně se ukázalo, že pokles dopaminu snižuje tvorbu nových neuronů, a to jak v subventrikulární oblasti, tak i v dentátovém gyru hippocampu.

Hormony

Některé studie naznačují, že ovariální steroidy, stejně jako endogenní estrogeny, mají stimulační účinek na buněčnou proliferaci. Avšak steroidy nadledvin, jako jsou kortikosteroidy, potlačují proliferaci buněk v oblastech, jako je například dentální gyrus hippocampu.

Studie na potkanech ukazuje, že míra neurogeneze se během těhotenství zvyšuje o 65% a dosahuje svého vrcholu těsně před porodem, což se kryje s hladinami prolaktinu.

Stáří

Věk je znám jako jeden z nejdůležitějších vnitřních faktorů při regulaci neurogeneze v mozku.

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

-Vnější faktory

Environmentální

Neurogeneze není statický biologický proces, protože její rychlost je variabilní a závisí na prostředí. Je známo, že fyzická aktivita, obohacená prostředí, energetické omezení a modulace neuronové aktivity působí jako pozitivní regulátory neurogeneze.

Zvířata žijící v obohaceném prostředí vykazují nárůst neurogeneze v gyrus dentate. 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 hypothalamicko-hypofýzy a nadledviny vyvolané přetrvávajícími stresovými situacemi během vývoje snižují tvorbu nových buněk v gyrusu dentátu. Je tedy známo, že proliferace buněk v gyrusu dentátu se snižuje vlivem glukokortikoidů, které se uvolňují v reakci na stres.

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

Bylo také pozorováno, že neurogeneze může být modulována sociálním statusem zvířat a je pravděpodobně zprostředkována molekulami, jako je výše uvedený neurotrofický faktor odvozený z mozku.

A konečně, zkušenosti spojené se zlepšeným poznáváním to pravděpodobně dělají stimulací neurální sítě hippocampu.

Ve skutečnosti je hippocampálně závislé učení jedním z hlavních regulátorů neurogeneze (studie). Hippocampus je zodpovědný za vytváření nových vzpomínek, deklarativní paměti a epizodické a prostorové paměti. Proto je proliferace nových neuronů v této oblasti mozku velmi důležitá.

Jak posílit neurogenezi?

Po vysvětlení, co je neurogeneze a jakými faktory je regulována, by vás mohlo zajímat, zda lze něco udělat, aby se zabránilo poklesu neurogenezních charakteristik stárnutí a stimulovalo vytváření nových neuronů. Je to váš šťastný den, protože odpověď zní ano. Zde je několik tipů, jak to udělat.

Cvičení

Tělesným cvičením lze zabránit nebo zvrátit pokles neurogeneze typické pro stárnutí. Ve skutečnosti starší dospělí, kteří během svého života cvičí, mají méně ztráty mozkové tkáně než sedaví jedinci.

Na druhé straně, fyzicky fit starší lidé mají lepší kognitivní testy než jejich sedaví vrstevníci (studie).

Obohacené prostředí

Neurogeneze dospělých je dynamicky regulována mnoha fyziologickými stimuly.

Čtení, učení se novým dovednostem, setkávání se s novými lidmi, hry a úkoly, které vyžadují přemýšlení, koníčky, cestování nebo zážitky, jako je mít děti, jsou mimo jiné činnosti, které představují výzvu pro naše poznání s následnou plasticitou mozku a novou produkcí. neuronů.

Vyhněte se chronickému stresu

Stres je akutní a přizpůsobivá 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 s konstantní a chronickou úrovní stresu, což nám může být zdaleka nepřizpůsobivé a může způsobit vážné fyzické a psychické problémy.

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

Vyhýbání se stresu alternativami, jako je jóga, relaxace, dobrý odpočinek a hygiena spánku, by proto zabránilo této obávané neuronální smrti způsobené chronickým stresem.

Jezte dobře

Jídlo není o nic méně důležité. Ukázalo se, že omezení kalorií, přerušovaný půst a strava s vysokým obsahem polyfenolů a polynenasycených mastných kyselin prospívá poznáváním, náladě, stárnutí a Alzheimerově chorobě.

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

To neznamená, že nejíte nebo že jíte na dietě, ale že není dobré jíst, dokud nenafouknete nebo nezpracováte zpracované jídlo. Jezte zdravě a umírněně.

Polyfenoly se nacházejí v potravinách, jako jsou hroznová semínka, jablka, kakao, ovoce, jako jsou meruňky, třešně, borůvky, granátová jablka atd., A v nápojích, jako je červené víno. Oni jsou také přítomni v ořechech, skořice, zelený čaj a čokoláda (tmavá čokoláda ne mléčná čokoláda).

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

Reference

1. Gage, FH (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 dospělých. Journal of Neurology, 44 (9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, FH (2008). Mechanismy a funkční implikace neurogeneze dospělých. Cell, 132 (4), 645-660.
4. Ming, GL & 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 na lidech: Myslete na mezeru. Neural Plasticity, 2014, 1-32.