НЕЙРОГЕНЕЗ: ХАРАКТЕРИСТИКА И РЕГУЛЯЦИЯ - НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

Нейрогенеза является рождение новых нейронов из стволовых клеток и клеток - предшественников. Это происходит во время эмбрионального развития, когда формируется нервная система. Недавние данные показали, что нейрогенез продолжается у взрослых приматов и людей.

Нейроны являются функциональными компонентами нервной системы и отвечают за обработку и передачу информации. Вопреки тому, что долгое время считалось, нервная система взрослого человека может генерировать новые нейроны, то есть обладает определенной способностью к регенерации, так что производство новых нейронов не ограничивается только эмбриональной и неонатальной жизнью.

У всех млекопитающих есть клетки, которые размножаются во многих органах, а в некоторых случаях, особенно в крови, коже и кишечнике, стволовые клетки существуют на протяжении всей жизни, способствуя быстрой замене клеток.

Например, кишечник полностью регенерирует свои клетки каждые 10,7 года. Регенерация нервной системы, в частности мозга, гораздо более ограничена, но это не означает, что ее не существует.

Характеристики нейрогенеза

нейрон

Насекомые, рыбы и амфибии могут воспроизводить нервные клетки на протяжении всей жизни. Исключением из этого правила самовосстановления и непрерывного роста считался головной и спинной мозг млекопитающих.

Сегодня мы знаем, что это давно принятое ограничение не совсем верно, поскольку есть хорошо дифференцированные области мозга, которые могут генерировать новые нейроны на протяжении всей жизни.

Таким образом, на протяжении всей жизни во взрослом мозге существуют нервные стволовые клетки, которые могут обновляться и давать начало новым нейронам, астроцитам и олигодендроцитам, как и в развивающемся мозге.

В этих областях мозга взрослых млекопитающих (зубчатая извилина и субвентрикулярная область) находятся клетки с митотической активностью, которые можно разделить на две группы:

Стволовые или стволовые клетки

Это те, которые способны к неограниченному делению и дифференцировке в различные типы специализированных клеток с клеточным циклом более 28 дней.

Нервные клетки-предшественники

С 12-часовым клеточным циклом они представляют собой нервные клетки с более ограниченной способностью к самообновлению и размножению, а также с потенциалом дифференцироваться на несколько типов нейронов.

Нейрональные предшественники и глиальные предшественники должны быть клетками, обязанными дифференцироваться только в нейроны или глию, соответственно. Нейронные предшественники, определенные для определенного типа нейронов, могут быть идеальным средством замены для лечения поврежденной центральной нервной системы.

Регуляция нейрогенеза во взрослом мозге

Нейрогенез в мозге взрослого человека регулируется положительно или отрицательно с помощью различных механизмов. Кроме того, в таком регулировании участвуют внутренние и внешние факторы.

Внутренние факторы включают экспрессию генов, молекул, факторов роста, гормонов и нейротрансмиттеров; Возраст - еще один внутренний фактор, вовлеченный в нейрогенез. К внешним факторам относятся экологические и фармакологические стимулы.

-Внутренние факторы

Генетические и молекулярные

Среди генетических факторов, индуцирующих нейрогенез и эмбриональный морфогенез, можно упомянуть экспрессию генов. Эти гены также участвуют в регуляции пролиферации и дифференцировки клеток в нейрогенных областях мозга взрослого человека.

Некоторые из этих генов в различной степени экспрессируются в зародышевых областях мозга взрослого человека в ответ на стимулы или поражения в этой области.

Факторы роста

Экспрессия различных факторов роста, таких как нейротрофический фактор мозга (BDNF), участвующих в регуляции судьбы клеток, может определять размер нейрональной или глиальной популяции как в развивающемся мозге, так и во взрослом мозге.

Эти факторы сверхэкспрессируются в различных нейродегенеративных моделях, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона, где они участвуют в качестве факторов защиты от повреждения нейронов или в качестве факторов индукции во время генерации и дифференцировки новых клеток, которые заменяют поврежденные клетки.

В этом контексте было показано, что интрацеребровентрикулярное введение нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) увеличивает нейрогенез в обонятельной луковице и гиппокампе.

Таким образом, можно сделать вывод, что эти факторы роста стимулируют нейрогенез в мозге взрослого человека.

Медиаторы

В настоящее время известно, что различные нейротрансмиттеры участвуют в качестве факторов, регулирующих нейрогенез в мозге взрослого человека. Среди наиболее изученных - глутамат, серотонин (5-HT), норэпинефрин и дофамин.

Глутамат считается самым важным нейротрансмиттером для функции мозга. Известно, что он регулирует нейрогенез в гиппокампе взрослых животных.

Участие 5-HT в нейрогенезе было продемонстрировано в нескольких исследованиях, так что ингибирование его синтеза позволило нам увидеть снижение скорости пролиферации как в гиппокампе, так и в субвентрикулярной зоне (ZSV) крыс.

Норадренергическая система является еще одним участником нейрогенеза во взрослом мозге. Было показано, что за счет ингибирования высвобождения норэпинефрина пролиферация клеток в гиппокампе уменьшается.

Наконец, дофамин - еще один важный нейротрансмиттер, участвующий в регуляции нейрогенеза как в субвентрикулярной зоне, так и в гиппокампе взрослого мозга. Экспериментально показано, что снижение дофамина снижает генерацию новых нейронов как в субвентрикулярной области, так и в зубчатой ​​извилине гиппокампа.

Гормоны

Некоторые исследования показывают, что стероиды яичников, а также эндогенные эстрогены оказывают стимулирующее действие на пролиферацию клеток. Однако стероиды надпочечников, такие как кортикостероиды, подавляют пролиферацию клеток в таких областях, как зубчатая извилина гиппокампа.

Исследование на крысах показывает, что скорость нейрогенеза увеличивается на 65% во время беременности и достигает своего максимального пика непосредственно перед родами, что совпадает с уровнем пролактина.

Возраст

Известно, что возраст является одним из наиболее важных внутренних факторов регуляции нейрогенеза в головном мозге.

Нейрогенез в развивающемся мозге очень высок, но по мере того, как мы достигаем зрелости и возраста, он резко снижается, хотя и не исчезает полностью.

-Внешние факторы

экологическая

Нейрогенез - это не статичный биологический процесс, поскольку его скорость варьируется и зависит от окружающей среды. Физическая активность, обогащенная среда, ограничение энергии и модуляция нейрональной активности, среди других факторов, как известно, действуют как положительные регуляторы нейрогенеза.

У животных, живущих в обогащенной среде, наблюдается усиление нейрогенеза в зубчатой ​​извилине. Однако у животных, живущих в стрессовых условиях или в малообогащенной среде, нейрогенез в этой области снижен или полностью подавлен.

Более того, изменения в оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники, вызванные постоянными стрессовыми ситуациями во время развития, уменьшают образование новых клеток в зубчатой ​​извилине. Таким образом, известно, что пролиферация клеток в зубчатой ​​извилине снижается из-за действия глюкокортикоидов, которые высвобождаются в ответ на стресс.

Таким образом, было замечено, как добровольные упражнения и обогащение окружающей среды улучшают производительность молодых и старых мышей в водном лабиринте Морриса (задача для проверки обучения и памяти, зависимых от гиппокампа).

Также было замечено, что нейрогенез может модулироваться социальным статусом животных и, вероятно, опосредован такими молекулами, как нейротрофический фактор головного мозга, упомянутый выше.

Наконец, опыт, связанный с улучшением познания, предположительно происходит за счет стимуляции нейронной сети гиппокампа.

Фактически, гиппокампально-зависимое обучение - один из основных регуляторов нейрогенеза (исследование). Гиппокамп отвечает за формирование новых воспоминаний, декларативной памяти, эпизодической и пространственной памяти. Поэтому распространение новых нейронов в этой области мозга очень важно.

Как усилить нейрогенез?

Объяснив, что такое нейрогенез и какими факторами он регулируется, вы можете задаться вопросом, можно ли что-то сделать, чтобы предотвратить снижение нейрогенеза, характерного для старения, и стимулировать создание новых нейронов. Это ваш счастливый день, потому что ответ - да. Вот несколько советов, как это сделать.

Упражнение

Снижение нейрогенеза, типичное для старения, можно предотвратить или обратить вспять с помощью физических упражнений. Фактически, пожилые люди, которые занимаются спортом на протяжении всей своей жизни, меньше теряют мозговую ткань, чем люди, ведущие малоподвижный образ жизни.

С другой стороны, физически здоровые пожилые люди лучше справляются с когнитивными тестами, чем их сверстники, ведущие малоподвижный образ жизни (исследование).

Обогащенная среда

Нейрогенез у взрослых динамически регулируется многими физиологическими стимулами.

Чтение, обучение новым навыкам, знакомство с новыми людьми, игры и задачи, требующие мышления, хобби, путешествия или опыт, например, рождение детей, среди многих других, - это занятия, которые представляют собой вызов для нашего познания, что влечет за собой пластичность мозга и новую продукцию. нейронов.

Избегайте хронического стресса

Стресс - это острая и адаптивная реакция на окружающую среду, которая во многих случаях помогает нам решать проблемы и избегать возможных опасностей.

Однако наш образ жизни, наполненный работой и заботами, означает, что мы находимся в постоянном и хроническом уровне стресса, который не только не является адаптивным, но может вызвать у нас серьезные физические и психологические проблемы.

Было показано, что этот хронический стресс и связанный с ним высокий уровень гормонов надпочечников, таких как кортизол, вызывают гибель нейронов и подавление нейрогенеза (исследование).

Следовательно, избегание стресса с помощью таких альтернатив, как йога, расслабление, полноценный отдых и гигиена сна, позволит избежать этой страшной смерти нейронов, вызванной хроническим стрессом.

Есть хорошо

Еда не менее важна. Было показано, что ограничение калорий, прерывистое голодание и диета с высоким содержанием полифенолов и полиненасыщенных жирных кислот улучшает когнитивные способности, настроение, старение и болезнь Альцгеймера.

С особым вниманием к улучшению структурной и функциональной пластичности гиппокампа, увеличению экспрессии нейротрофических факторов, синаптической функции и нейрогенеза взрослых (исследование).

Это не означает, что вы не едите или соблюдаете диету, но это не значит, что есть досыта или есть обработанные продукты. Ешьте здоровую пищу в умеренных количествах.

Полифенолы содержатся в таких продуктах, как виноградные косточки, яблоко, какао, фрукты, такие как абрикосы, вишня, черника, гранаты и т. Д., А также в таких напитках, как красное вино. Они также присутствуют в орехах, корице, зеленом чае и шоколаде (темный шоколад, а не молочный шоколад).

Полиненасыщенные жирные кислоты присутствуют в жирной рыбе (синяя рыба), в рыбьем жире и моллюсках, а также в маслах семян и в зеленых листовых овощах.

Ссылки

1. Гейдж, FH (2002). Нейрогенез во взрослом мозге. Журнал неврологии, 22 (3), 612-613.
2. Ариас-Каррион, О., Оливарес-Бануэлос, Т. и Друкер-Колин, Р. (2007). Нейрогенез в мозге взрослого человека. Журнал неврологии, 44 (9), 541-550.
3. Чжао, К., Дэн, В. и Гейдж, ФХ (2008). Механизмы и функциональные последствия нейрогенеза взрослых. Ячейка, 132 (4), 645-660.
4. Мин, Г.Л. и Сонг, Х. (2011). Взрослый нейрогенез в мозге млекопитающих: важные ответы и важные вопросы. Нейрон, 70 (4), 687-702.
5. Мерфи Т., Перейра Диас Г. и Турет С. (2014). Влияние диеты на пластичность мозга в исследованиях на животных и людях: Mind the Gap. Нейропластичность, 2014, 1-32.