Що таке нейрогенез?

The нейрогенез є народження нових нейронів зі стовбурових клітин і клітин-попередників. Це відбувається під час ембріонального розвитку, коли утворюється нервова система. Недавні дані показали, що нейрогенез продовжується у приматів і дорослих людей.

Нейрони є функціональними компонентами нервової системи і відповідають за обробку та передачу інформації (Zhao, 2008).

Всупереч тому, що давно вважалося, доросла нервова система може генерувати нові нейрони, тобто має певну здатність до регенерації. Тому нове виробництво нейронів не обмежується тільки ембріональним і неонатальним життям.

У всіх ссавців є клітини, які розмножуються в багатьох органах і в деяких випадках, особливо в крові, в шкірі і в кишечнику, стовбурові клітини існують протягом усього життя, що сприяє швидкій клітинної заміни (Gage, 2002). ). Наприклад, кишечник повністю регенерує свої клітини кожні 10,7 років.

Але регенерація нервової системи, конкретно мозку, набагато більш обмежена, але це не означає, що її немає.

Характеристика нейрогенезу

Комахи, риби та амфібії можуть відтворювати нейрональні клітини протягом усього життя. Виключенням з цього правила саморемонта і безперервного зростання вважався мозок ссавців і спинний мозок.

В даний час ми знаємо, що це прийняте обмеження не було вірним протягом тривалого часу, оскільки існують дві добре диференційовані ділянки мозку. зубчаста звивина формування гіпокампа і субвентрикулярної зони і його проекція через ростральний міграційний шлях до нюхової цибулини, яка може генерувати нові нейрони протягом усього життя (Gage, 2002).

Таким чином, існують нервові стовбурові клітини протягом усього життя у дорослому мозку, які можуть оновити і породжувати нові нейрони, астроцити і олігодендроцити, як це відбувається в мозку, що розвивається.

У цих двох зонах дорослого мозку ссавців (зубчаста звивина і субвентрикулярна зона) є клітини з мітотичною активністю, які можна класифікувати на дві групи (Arias-Carrión, 2007):

• Стовбурові клітини або стовбури які є незмінно ділими і диференціюються на різні типи спеціалізованих клітин, з клітинним циклом більше 28 днів.

• Нейронні клітини-попередники, з 12-годинним клітинним циклом, які є нервовими клітинами з більш обмеженою здатністю до самооновлення і розширення, і з потенціалом диференціювання до декількох типів нейронів. Нейрональні попередники і гліальні попередники будуть клітинами, які здійснюють диференціацію тільки нейронів або глії відповідно. Нейронні попередники, визначені для певного типу нейронів, можуть бути ідеальним інструментом заміщення для лікування уражених ЦНС.

Регуляція нейрогенезу у дорослому мозку

Нейрогенез у дорослому мозку регулюється позитивно або негативно різними механізмами. Крім того, існують внутрішні та зовнішні фактори, які беруть участь у зазначеному регулюванні.

Серед внутрішніх факторів є експресія генів, молекул, факторів росту, гормонів і нейромедіаторів; Вік є ще одним внутрішнім фактором, залученим до нейрогенезу. Серед зовнішніх факторів можна згадати екологічні та фармакологічні стимули (Arias-Carrión, 2007).

Внутрішні фактори

Генетичні та молекулярні

Серед генетичних факторів, які індукують нейрогенез і ембріональний морфогенез, можна згадати експресію генів. Ці гени також беруть участь у регуляції проліферації клітин і диференціювання в нейрогенних областях головного мозку дорослого.

Деякі з цих генів експресуються в різних ступенях у проростаючих ділянках головного мозку дорослих у відповідь на подразники або травми в зазначеній області.

Фактори росту

Експресія різних факторів росту, таких як похідні нейротрофічного фактора мозку (BDNF), що беруть участь у регуляції долі клітини, може визначати розмір нейрональної або гліальної популяції, як у розвиваються мозку, так і у дорослому мозку.

Ці фактори надмірно експресуються в різних нейродегенеративних моделях, таких як хвороба Альцгеймера або хвороба Паркінсона, де вони беруть участь як захисні фактори пошкодження нейронів або як фактори індукції при генерації та диференціації нових клітин, що замінюють пошкоджені клітини (Arias- Carrión, 2007).

У цьому контексті було показано, що внутрішньомозково-шлуночковий прийом нейротрофічного фактора (BDNF), отриманого з головного мозку, підвищує нейрогенез в нюховій цибулині і гіпокампі..

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

Нейротрансмітери

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

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

Участь 5-НТ в нейрогенезі була продемонстрована в декількох дослідженнях, так що інгібування його синтезу дозволило побачити зниження швидкості проліферації як в гіпокампі, так і в субвентрикулярній зоні (ZSV) щурів..

Норадренергічна система є іншою, що бере участь у нейрогенезі у дорослому мозку. Було показано, що при інгібуванні вивільнення норадреналіну знижується проліферація клітин в гіпокампі.

Нарешті, допамін є ще одним важливим нейромедіатором, який бере участь у регуляції нейрогенезу як у ZSV, так і у гіпокампі у дорослому мозку. Експериментально було продемонстровано, що зниження дофаміну знижує утворення нових нейронів, як у СЗЗ, так і в зубчастому звивині гіпокампу..

Гормони

Деякі дослідження показують, що стероїди яєчників, а також ендогенні естрогени, мають стимулюючий вплив на проліферацію клітин. Однак, надниркові стероїди, такі як кортикостероїди, пригнічують проліферацію клітин в таких областях, як зубчаста звивина 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 (Arias-Carrión, 2007)..

Вік

Відомо, що вік є одним з найважливіших внутрішніх факторів регуляції нейрогенезу в мозку.

Нейрогенез у розвивається мозку дуже високий, але, як ми досягаємо дорослого віку і стаємо старше, він різко зменшується, хоча і не зникає повністю..

Зовнішні фактори

Екологічні

Нейрогенез не є статичним біологічним процесом, оскільки його швидкість змінюється і залежить від середовища. Відомо, що фізична активність, збагачені середовища, обмеження енергії та модуляція нейрональної активності, серед інших факторів, діють як позитивні регулятори нейрогенезу..

Тварини, які живуть в збагаченому середовищі, мають збільшення нейрогенезу в зубчастої звивини. Однак у тварин, які живуть в стресових умовах або в погано збагаченому середовищі, нейрогенез в цій області зменшується або повністю пригнічується.

Крім того, зміни гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі, викликані стійкими стресовими ситуаціями під час розвитку, зменшують генерацію нових клітин у зубчастої звивини. Таким чином, відомо, що проліферація клітин у зубчастої звивини зменшується внаслідок дії глюкокортикоїдів, які вивільняються у відповідь на стрес.

Таким чином, спостерігалося, як добровільні вправи, так і збагачення навколишнього середовища покращують продуктивність молодих і старих мишей у водному лабіринті Морріса (завдання перевірити гіппокампальний і залежний від пам'яті навчання) (Arias-Carrión) , 2007).

Також спостерігалося, як нейрогенез може бути модульований соціальним станом тварин і, ймовірно, опосередкований молекулами, такими як нейротрофічний фактор, отриманий з мозку, згаданого вище (Zhao, 2008)..

Нарешті, досвід, пов'язаний з поліпшенням пізнання, імовірно, роблять це шляхом стимулювання нейрональної мережі гіпокампу..

Фактично залежне від гіпокампа навчання є одним з основних регуляторів нейрогенезу (дослідження). Гіпокамп відповідає за формування нових спогадів, декларативну пам'ять і епізодичну і просторову пам'ять. Тому дуже важливо проліферація нових нейронів в цій області мозку.

Як тільки пояснили, що таке нейрогенез і якими факторами він регулюється, ви можете запитати себе, чи можна щось зробити, щоб уникнути зниження нейрогенезу, характерного для старіння, і стимулювати створення нових нейронів. Це ваш щасливий день, тому що відповідь - так. Ось кілька порад, щоб отримати його.

Як повноваження нейрогенезу?

Вправа!

Зниження нейрогенезу, властиве старінню, можна запобігти або скасувати фізичними вправами. Насправді, як зазначають Ван Прааг та його колеги (2005), літні люди, які здійснювали життя протягом усього життя, мали менше втрати тканини мозку, ніж сидячі особи. З іншого боку, люди похилого віку в хорошому фізичному стані мають кращі показники в когнітивних тестах, ніж їхні сидячі колеги (дослідження).

Будь-яка вправа хороша, але, зокрема, спостерігається, як біг збільшує проліферацію клітин у СГЗ (Zhao, 2008).

Знайдіть збагачене середовище!

Дорослий нейрогенез динамічно регулюється багатьма фізіологічними стимулами. Наприклад, у дорослих SGZ фізичні вправи збільшують проліферацію клітин, як ми вже прокоментували, а збагачене середовище сприяє виживанню нових нейронів (Ming, 2011) (дослідження).

Читання, вивчення нових навичок, знайомство з новими людьми, ігри та завдання, які потребують мислення, хобі, подорожей або досвіду, таких як мати дітей (так, мати дітей збільшує нейрогенез як у матерів, так і в батьків), серед багатьох інших - це діяльність, представляють собою виклик для нашого пізнання з наступною церебральною пластичністю і новою продукцією нейронів.

Уникайте хронічного стресу!

Стрес - це гостра та адаптивна реакція на навколишнє середовище, яка допомагає нам багато разів вирішувати проблеми і втекти від можливих небезпек, але сьогодні наш спосіб життя, наповнений роботою і турботами, робить нас постійним і хронічним рівнем стресу. що далеко не адаптивне може викликати серйозні фізичні та психологічні проблеми.

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

Тому уникайте стресу за допомогою таких альтернатив, як йога, релаксація, хороший відпочинок і гігієна сну, які запобігають брудній нейрональній смерті, викликаній хронічним стресом..

Їжте добре! Менше - більше!

Їжа не менш важлива. Було показано, як обмеження калорій, переривчасте голодування і дієта з високим вмістом поліфенолів і поліненасичених жирних кислот можуть сприяти пізнанню, настрою, старінню і хворобі Альцгеймера. З особливою увагою у поліпшенні структурної та функціональної пластичності в гіпокампі, підвищенні експресії нейротрофічних факторів, синаптичної функції та дорослого нейрогенезу (дослідження).

Це не означає, що ви не їсте, або ви їдете на дієту, але це не добре їсти, поки не надуйте або не з'їжте оброблену їжу. Їжте здорову і в міру.

Поліфеноли містяться в таких продуктах, як виноградні кісточки, яблука, какао, фрукти, такі як абрикоси, вишні, журавлини, гранати і т.д., а також у напої, такі як червоне вино. Вони також присутні в горіхах, кориці, зеленому чаї та шоколаді (темний шоколад не в молочному шоколаді).

Поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) присутні в жирній рибі (синя риба) і рибних і морепродуктових оліях, а також в насінні маслах і зелених листових овочах..

Отже, чи готові ви застосувати ці поради до того, щоб зробити ваш нейрогенез трохи підвищеним??

Список літератури

1. Gage, F. H. (2002). Нейрогенез у дорослому мозку. Журнал Neuroscience, 22(3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Нейрогенез у дорослому мозку. Журнал неврології, 44(9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F.H. (2008). Механізми та функціональні наслідки неврогенезу дорослих. Cell, 132(4), 645-660. 
4. Deng, W., Aimone, J.B. & Gage, F.H. (2010). Нові нейрони і нові спогади: як впливає нейрогенез дорослого гіппокампа на навчання і пам'ять? Відгуки про природу Neuroscience, 11, 339-350.
5. Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F.H. (2005). Вправа покращує навчання і нейрогенез гіпокампа у мишей старшого віку. JNeurosci: Журнал неврології, 25(38), 8680-8685. 
6. Ming, G. L. & Song, H. (2011). Дорослий нейрогенез у мозку ссавців: суттєві відповіді та значні запитання. Neuron, 70(4), 687-702.
7. De Celis, М. F. R., Bornstein, S.R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C.L. et al. (2016). Вплив стресу на стовбурові клітини мозку і наднирників. Молекулярна психіатрія, 21, 590-593. 
8. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Вплив дієти на пластичність головного мозку у дослідженні тварин і людини: розум розрив. Нейронна пластичність, 2014, 1-32.