Нейрогенез: Всё что необходимо знать
Опубликовано: 02.09.2018
Что такое Нейрогенез?
Нейрогенез — это 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 приматов и взрослых людей.
Нейроны являются функциональными компонентами нервной системы и отвечают за обработку и передачу информации.
Вопреки тому, что считалось давно, взрослая нервная система может генерировать новые нейроны, то есть обладает определенной способностью к регенерации. Таким образом, новое производство нейронов не ограничивается только эмбриональной и неонатальной жизнью.
У всех млекопитающих есть клетки, которые реплицируются во многих органах, а в некоторых случаях, особенно в крови, на коже и в кишечнике, стволовые клетки существуют на протяжении всей жизни. Это способствует быстрой замене клеток. Например, кишечник полностью восстанавливает свои клетки каждые 10,7 лет.
Но регенерация нервной системы, особенно мозга, гораздо более ограничена, но это не значит, что ее нет.
Характеристики нейрогенеза
Насекомые, рыба и земноводные могут воспроизводить нейронные клетки на протяжении всей жизни. Исключение из этого правила самопроизводства и непрерывного роста считались мозг млекопитающих и спинной мозг.
Сегодня мы знаем, что это принятое ограничение не было верно в течение длительного времени, поскольку есть две хорошо дифференцированные области мозга, зубчатая извилина (образования гиппокампа), субвентрикулярная зона и ее проецирование через ростральный миграционный путь.
Таким образом, в мозге взрослого человека существуют нервные стволовые клетки, которые могут обновляться и создавать новые нейроны, астроциты и олигодендроциты.
В этих двух областях головного мозга млекопитающих (зубчатая извилина и субвентрикулярная зона) имеются клетки с митотической активностью, которые можно разделить на две группы:
Стволовые клетки которые способны делиться бесконечно и дифференцироваться в различные типы специализированных клеток с клеточным циклом более 28 дней. Нейронные клетки-предшественники с 12-часовым клеточным циклом, которые являются нейронными клетками с более ограниченной способностью к самообновлению и расширению и с потенциалом дифференцироваться с несколькими типами нейронов. Нейронные предшественники и глиальные предшественники были бы клетками, предназначенными для дифференциации себя только на нейроны или глии соответственно. Нейронные предшественники, определенные для определенного типа нейрона, могут быть идеальным инструментом замещения для лечения поврежденной ЦНС.Регулирование нейрогенеза у взрослых
Нейрогенез во взрослом мозге регулируется положительно или отрицательно различными механизмами. Кроме того, существуют внутренние и внешние факторы, которые участвуют в упомянутом регулировании.
Среди внутренних факторов — экспрессия генов, молекул, факторов роста, гормонов и нейротрансмиттеров. Возраст является еще одним внутренним фактором, связанным с нейрогенезом. Среди внешних факторов можно упомянуть экологические и фармакологические стимулы.
Внутренние факторы
Генетические и молекулярные
Среди генетических факторов, которые вызывают нейрогенез и эмбриональный морфогенез, можно упомянуть экспрессию генов. Эти гены также участвуют в регуляции клеточной пролиферации и дифференцировки в нейрогенных областях взрослого мозга.
Некоторые из этих генов выражены в разной степени в прорастающих областях взрослого мозга в ответ на раздражители или поражения в этой области.
Факторы роста
Выражение различных факторов роста, таких как мозговой нейротрофический фактор (BDNF), участвующий в регуляции клеточной жизни, может определять размер нейронной или глиальной популяции как в развитии мозга, так и во взрослом мозге.
Эти факторы сверхэкспрессируются в разных нейродегенеративных моделях, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона, где они участвуют в качестве защитных факторов повреждения нейронов или как факторы, вызывающие возникновение в процессе генерации и дифференциации новых клеток, которые заменяют поврежденные клетки.
В этом контексте было показано, что интрацеребровентрикулярное введение нейротрофического фактора мозга (BDNF) увеличивает нейрогенез в обонятельной луковице и гиппокампе.
Таким образом, мы можем заключить, что эти факторы роста стимулируют нейрогенез во взрослом мозге.
Нейротрансмиттеры
В настоящее время известно, что различные нейротрансмиттеры участвуют в качестве факторов, которые регулируют нейрогенез во взрослом мозге. Среди наиболее изученных — глутамат, серотонин (5-НТ), норадреналин и допамин.
Глутамат считается самым важным нейротрансмиттером для функции мозга. Известно, что он регулирует нейрогенез в гиппокампе взрослых животных.
Участие 5-НТ в нейрогенезе было продемонстрировано в нескольких исследованиях, так что ингибирование его синтеза позволило увидеть снижение скорости пролиферации как в гиппокампе, так и в субвентрикулярной зоне (ЗСВ) крыс.
Норадренергическая система является еще одной причиной нейрогенеза во взрослом мозге. Было показано, что, ингибируя высвобождение норадреналина, клеточная пролиферация в гиппокампе снижается.
Наконец, допамин является еще одним важным нейротрансмиттером, участвующим в регуляции нейрогенеза как в ZSV, так и в гиппокампе взрослого мозга. Экспериментально показано, что уменьшение допамина уменьшает генерацию новых нейронов, как в SVZ, 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 частота нейрогенеза увеличивается на 65% во время беременности и достигает максимального пика непосредственно перед родами, что совпадает с уровнями пролактина.
Возраст
Известно, что возраст является одним из наиболее важных внутренних факторов в регуляции нейрогенеза в головном мозге.
Нейрогенез в развивающемся мозге очень высок, но по мере того как мы становимся старше, он резко уменьшается, хотя он вообще не исчезает.
Внешние факторы
Экологические
Нейрогенез не является статическим биологическим процессом, поскольку его скорость варьируется и зависит от окружающей среды. Известно, что физическая активность, обогащенные среды, ограничение энергии и модуляция активности нейронов, среди других факторов, выступают в качестве положительных регуляторов нейрогенеза.
Животные, которые живут в обогащенной среде, увеличивают нейрогенез в зубчатой извилине. Однако у животных, которые живут под стрессом или в плохо обогащенной среде, нейрогенез в этой области уменьшается или полностью ингибируется.
Кроме того, изменения в гипоталамо-гипофизарно-надпочечной оси, вызванные постоянными стрессовыми ситуациями во время развития, уменьшают образование новых клеток в зубчатой извилине. Таким образом, известно, что пролиферация клеток в зубчатой извилине уменьшается из-за эффекта глюкокортикоидов, которые высвобождаются в ответ на стресс.
Таким образом, наблюдалось, как как добровольное упражнение, так и обогащение окружающей среды улучшают работу молодых и старых мышей в водном лабиринте Морриса (задача проверить изучение и память, зависящее от гиппокампа).
Также наблюдалось, как нейрогенез может модулироваться социальным статусом животных и, вероятно, будет опосредуться такими молекулами, как нейротрофический фактор, полученный из упомянутого выше мозга.
Наконец, опыт, связанный с улучшением познания, предположительно делает это, стимулируя нейронную сеть гиппокампа.
Фактически, обучение, зависящее от гиппокампа, является одним из основных регуляторов нейрогенеза (исследования). Гиппокамп отвечает за формирование новых воспоминаний, декларативной памяти и эпизодической и пространственной памяти. Поэтому распространение новых нейронов в этой области мозга очень важно.
После объяснения того, что такое нейрогенез и по каким факторам он регулируется, вы можете спросить себя, можно ли что-то сделать, чтобы избежать снижения нейрогенеза, характерного для старения, и стимулировать создание новых нейронов. Это ваш счастливый день, потому что ответ — да. Вот несколько советов, чтобы получить его.
Как управлять нейрогенезом?
Упражнения
Снижение уровня нейрогенеза, связанного со старением, может быть предотвращено или отменено физическими упражнениями. Фактически, пожилые люди, которые тренировались на протяжении всей жизни, имели меньшую потерю мозговой ткани, чем сидячие люди. С другой стороны, пожилые люди в хорошем физическом состоянии имеют лучшие результаты в когнитивных тестах, чем их малоподвижные коллеги (исследование).
Найдите стимул!
У взрослых нейрогенез динамически регулируется многими физиологическими стимулами. Например у взрослых, физические упражнения увеличивают клеточную пролиферацию, как мы уже отмечали ранее, в то время как стимулирование способствует выживанию новых нейронов.
Читайте, изучите новые навыки, познакомитесь с новыми людьми, играми и задачами, которые требуют мышления. Они представляют собой вызов для нашего познания с последующей церебральной пластичностью и новым производством нейронов.
Избегайте хронического стресса!
Стресс — это острый и адаптивный ответ на окружающую среду, который помогает нам много раз решать проблемы и избегать возможных опасностей. Сегодня наш образ жизни полный работы и забот, вызывает у нас постоянный и хронический уровень стресса , что далеко не адаптируется, может вызвать у нас серьезные физические и психологические проблемы.
Показано, что хронический стресс и высокий уровень гормонов надпочечников, таких как кортизол, вызывает гибель нейронов и подавление нейрогенеза.
Поэтому избегайте стресса с такими альтернативами, как йога, расслабление, хороший отдых и гигиена сна, чтобы предотвратить эту страшную гибель нейронов, вызванную хроническим стрессом.
Ешьте хорошо! Меньше, но лучше!
Пища не менее важна. Было показано, как калорийное ограничение, голодание и диета с высоким содержанием полифенолов и полиненасыщенных жирных кислот могут влиять на настроение и болезнь Альцгеймера. Особое внимание уделяется улучшению структурной и функциональной пластичности гиппокампа, увеличению экспрессии нейротрофических факторов, синаптической функции и взрослого нейрогенеза.
Это не означает, что вы должны сидеть на диете. Не ешьте обработанную пищу. Ешьте здоровую и в меру.
Полифенолы можно найти в таких продуктах, как виноградные семена, яблоки, какао, фрукты, такие как абрикосы, вишня, клюква, гранаты и т. д. А также напитки, такие как красное вино. Они также присутствуют в орехах, корице, зеленом чае и шоколаде (темный шоколад).
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) присутствуют в жирной рыбе и морепродуктах, а также в зеленых листовых овощах.
Итак, согласны ли вы применить эти советы на практике, чтобы немного увеличить ваш нейрогенез?