Поделиться:
Что такое нейрогенез?
нейрогенез рождение новых нейронов из стволовых клеток и клеток-предшественников. Это происходит во время эмбрионального развития, когда формируется нервная система. Последние данные показали, что нейрогенез продолжается у приматов и взрослых людей..
Нейроны являются функциональными компонентами нервной системы и отвечают за обработку и передачу информации (Чжао, 2008).
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 размножаются во многих органах, а в некоторых случаях, особенно в крови, коже и кишечнике, стволовые клетки существуют на протяжении всей жизни, что способствует быстрой замене клеток (Gage, 2002). ). Например, кишечник полностью регенерирует свои клетки каждые 10,7 года.
Но регенерация нервной системы, особенно мозга, гораздо более ограничена, но это не значит, что нет.
Характеристики нейрогенеза
Насекомые, рыбы и амфибии могут размножаться нейрональные клетки на протяжении всей жизни. Предполагалось, что исключением из этого правила самовосстановления и непрерывного роста является мозг млекопитающих и спинной мозг..
В настоящее время мы знаем, что это принятое ограничение долгое время не было правдой, так как существует две хорошо дифференцированные области мозга, зубчатая извилина формирования гиппокампа и субвентрикулярная зона и его проекция через ростральный миграционный путь в обонятельную луковицу, которая может генерировать новые нейроны на протяжении всей жизни (Gage, 2002).
Следовательно, на протяжении всей жизни в мозгу взрослого человека существуют нервные стволовые клетки, которые могут обновлять и давать начало новым нейронам, астроцитам и олигодендроцитам, как это происходит в развивающемся мозге..
В этих двух областях мозга взрослого млекопитающего (зубчатая извилина и субвентрикулярная зона) находятся клетки с митотической активностью, которые можно разделить на две группы (Arias-Carrión, 2007):
- Стволовые клетки или стволы которые способны бесконечно делиться и дифференцироваться в различные типы специализированных клеток с клеточным циклом более 28 дней.
- Нервные клетки-предшественники, с 12-часовым клеточным циклом, которые представляют собой нервные клетки с более ограниченной способностью к самообновлению и расширению, и с возможностью дифференцироваться в несколько типов нейронов. Нейрональные предшественники и глиальные предшественники были бы клетками, преданными дифференцировке только нейронов или глии, соответственно. Нейрональные предшественники, определенные для определенного типа нейрона, могут быть идеальным инструментом замещения для лечения поврежденной ЦНС..
Регуляция нейрогенеза в мозге взрослого
Нейрогенез в мозге взрослого человека регулируется положительно или отрицательно с помощью различных механизмов. Кроме того, в регулировании участвуют внутренние и внешние факторы..
К числу внутренних факторов относится экспрессия генов, молекул, факторов роста, гормонов и нейротрансмиттеров; Возраст является еще одним внутренним фактором, участвующим в нейрогенезе. Среди внешних факторов можно назвать экологические и фармакологические стимулы (Arias-Carrión, 2007).
Внутренние факторы
Генетический и молекулярный
Среди генетических факторов, которые вызывают 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 экспрессируются в разной степени в зародышевых участках взрослого мозга в ответ на раздражители или повреждения в указанной области..
Факторы роста
Экспрессия различных факторов роста, таких как производные нейротрофического фактора мозга (BDNF), участвующих в регуляции клеточной судьбы, может определять размер нейрональной или глиальной популяции как в развивающемся мозге, так и в мозге взрослого человека..
Эти факторы сверхэкспрессируются в различных нейродегенеративных моделях, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона, где они участвуют в качестве защитных факторов повреждения нейронов или в качестве индуцирующих факторов во время генерации и дифференцировки новых клеток, которые заменяют поврежденные клетки (Arias- Carrión, 2007).
В этом контексте было показано, что интрацеребровентрикулярное введение нейротрофического фактора в мозг (BDNF) увеличивает нейрогенез в обонятельной луковице и гиппокампе..
Таким образом, можно сделать вывод, что эти факторы роста стимулируют нейрогенез в мозге взрослого человека..
нейромедиаторы
В настоящее время известно, что различные нейротрансмиттеры участвуют в качестве факторов, которые регулируют нейрогенез в мозге взрослого человека. Среди наиболее изученных - глутамат, серотонин (5-НТ), норадреналин и дофамин.
Глутамат считается наиболее важным нейротрансмиттером для работы 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 увидеть снижение скорости пролиферации как в гиппокампе, так и в субвентрикулярной зоне (ZSV) крыс..
Норадренергическая система является еще одним вовлеченным в нейрогенез в мозге взрослого человека. Было показано, что, ингибируя высвобождение норадреналина, пролиферация клеток в гиппокампе уменьшается.
Наконец, допамин является еще одним важным нейромедиатором, участвующим в регуляции нейрогенеза как в ЗСВ, так и в гиппокампе мозга взрослого человека. Экспериментально было продемонстрировано, что уменьшение дофамина уменьшает образование новых нейронов, как в SVZ, так и в зубчатой извилине гиппокампа..
гормоны
Некоторые исследования показывают, что стероиды яичников, а также эндогенные эстрогены оказывают стимулирующее влияние на пролиферацию клеток. Однако стероиды надпочечников, такие как кортикостероиды, подавляют пролиферацию клеток в таких областях, как зубчатая извилина гиппокампа.
Исследование на крысах показывает, что уровень нейрогенеза увеличивается на 65% во время беременности и достигает своего максимального пика непосредственно перед родами, что совпадает с уровнем пролактина (Arias-Carrión, 2007).
возраст
Известно, что возраст является одним из важнейших внутренних факторов в регуляции нейрогенеза в головном мозге..
Нейрогенез в развивающемся мозге очень высок, но по мере взросления и взросления он резко уменьшается, хотя и не исчезает полностью..
Внешние факторы
экологическая
Нейрогенез не представляет собой статический биологический процесс, поскольку его скорость варьируется и зависит от окружающей среды. Известно, что физическая активность, обогащенная среда, ограничение энергии и модуляция нейрональной активности, среди других факторов, действуют как позитивные регуляторы нейрогенеза..
Животные, которые живут в обогащенной среде, имеют увеличение нейрогенеза в зубчатой извилине. Однако у животных, которые живут в стрессовых условиях или в плохо обогащенной среде, нейрогенез в этой области уменьшается или полностью ингибируется.
Кроме того, изменения в оси гипоталамус-гипофиз-надпочечник, вызванные постоянными стрессовыми ситуациями во время развития, уменьшают образование новых клеток в зубчатой извилине. Таким образом, известно, что пролиферация клеток в зубчатой извилине уменьшается вследствие действия глюкокортикоидов, которые высвобождаются в ответ на стресс.
Таким образом, было замечено, как как добровольные физические упражнения, так и обогащение окружающей среды улучшают производительность молодых и старых мышей в водном лабиринте Морриса (задача проверки гиппокампа и обучения, зависимого от памяти) (Arias-Carrión , 2007).
Также наблюдалось, как нейрогенез может модулироваться социальным состоянием животных и, вероятно, опосредуется молекулами, такими как нейротрофический фактор, происходящий из мозга, упомянутого выше (Zhao, 2008)..
Наконец, опыт, связанный с улучшением познавательной способности, предположительно, достигается стимуляцией нейрональной сети гиппокампа..
На самом деле, зависимое от гиппокампа обучение является одним из основных регуляторов нейрогенеза (исследование). Гиппокамп отвечает за формирование новых воспоминаний, декларативной памяти и эпизодической и пространственной памяти. Так что очень важно распространение новых нейронов в этой области мозга.
Однажды объяснив, что такое нейрогенез и какими факторами он регулируется, вы можете спросить себя, можно ли что-то сделать, чтобы избежать снижения нейрогенеза, характерного для старения, и стимулировать создание новых нейронов. Это твой счастливый день, потому что ответ - да. Вот несколько советов, чтобы получить его.
Как силы нейрогенеза?
Сделайте упражнение!
Снижение нейрогенеза непосредственно к старению можно предотвратить или обратить вспять с помощью физических упражнений. На самом деле, как отмечают Van Praag и коллеги (2005), пожилые люди, которые занимались спортом на протяжении всей жизни, имели меньшую потерю мозговой ткани, чем малоподвижные люди. С другой стороны, пожилые люди в хорошем физическом состоянии имеют лучшие результаты в когнитивных тестах, чем их сидячие коллеги (исследование).
Любое упражнение хорошо, но, в частности, было замечено, как бег увеличивает пролиферацию клеток в SGZ (Чжао, 2008).
Найти обогащенную среду!
Нейрогенез у взрослых динамически регулируется многими физиологическими стимулами. Например, во взрослых SGZ физические упражнения увеличивают пролиферацию клеток, как мы уже говорили ранее, в то время как обогащенная среда способствует выживанию новых нейронов (Ming, 2011) (исследование).
Чтение, обучение новым навыкам, знакомство с новыми людьми, игры и задания, требующие мышления, хобби, путешествий или переживаний, таких как рождение детей (да, рождение детей увеличивает нейрогенез как у матерей, так и у отцов), среди многих других, являются видами деятельности, которые представляют собой проблему для нашего познания с последующей церебральной пластичностью и новым производством нейронов.
Избегайте хронического стресса!
Стресс - это острый и адаптивный ответ на окружающую среду, который много раз помогает нам решать проблемы и избегать возможных опасностей, но сегодня наш образ жизни, полный работы и забот, делает нас с постоянным и хроническим уровнем стресса , что далеко не адаптивный может вызвать серьезные физические и психологические проблемы.
Было показано, что этот хронический стресс и связанные с ним высокие уровни гормонов надпочечников, таких как кортизол, вызывают гибель нейронов и подавление нейрогенеза (исследование).
Поэтому избегайте стресса с помощью таких альтернатив, как йога, расслабление, хороший отдых и гигиена сна, которые могут предотвратить страшную смерть нейронов, вызванную хроническим стрессом..
Ешь хорошо! Меньше значит больше!
Еда не менее важна. Было показано, как ограничение калорийности, прерывистое голодание и диета с высоким содержанием полифенолов и полиненасыщенных жирных кислот могут способствовать познанию, настроению, старению и болезни Альцгеймера. Особое внимание уделено улучшению структурно-функциональной пластичности в гиппокампе, увеличению экспрессии нейротрофических факторов, синаптической функции и нейрогенеза у взрослых (исследование).
Это не означает, что вы не едите или соблюдаете диету, но есть плохую пищу, пока вы не раздули или не съели обработанную пищу. Ешьте здоровую и в меру.
Полифенолы содержатся в таких продуктах, как виноградные косточки, яблоки, какао, фрукты, такие как абрикосы, вишня, клюква, гранаты и т. Д., А также в напитках, таких как красное вино. Они также присутствуют в орехах, корице, зеленом чае и шоколаде (темный шоколад не в молочном шоколаде).
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) присутствуют в жирной рыбе (голубая рыба), а также в масле из рыбы и морепродуктов, а также в растительных маслах и зеленых листовых овощах..
Итак, вы готовы применить эти советы на практике, чтобы немного повысить свой нейрогенез??
ссылки
- Гейдж Ф. Х. (2002). Нейрогенез в мозге взрослого. Журнал неврологии, 22(3), 612-613.
- Ариас-Каррион О., Оливарес-Бануэлос Т. и Друкер-Колин Р. (2007). Нейрогенез в мозге взрослого. Журнал неврологии, 44(9), 541-550.
- Чжао С., Дэн В. и Гейдж Ф. Х. (2008). Механизмы и функциональные последствия нейрогенеза у взрослых. Cell, 132(4), 645-660.
- Дэн В., Эймон, Дж. Б. и Гейдж, Ф. Х. (2010). Новые нейроны и новые воспоминания: как нейрогенез гиппокампа у взрослых влияет на обучение и память? Природа Отзывы Нейронауки, 11, 339-350.
- Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F. H. (2005). Упражнение улучшает обучение и нейрогенез гиппокампа у пожилых мышей. JNeurosci: журнал неврологии, 25(38), 8680-8685.
- Ming, G.L. & Song, H. (2011). Нейрогенез у взрослых в мозге млекопитающих: важные ответы и важные вопросы. Нейрон, 70(4), 687-702.
- De Celis, M.F.R., Bornstein, S.R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C.L. et al. (2016). Влияние стресса на стволовые клетки головного мозга и надпочечников. Молекулярная психиатрия, 21, 590-593.
- Мерфи, Т., Перейра Диас, Дж. & Турет, С. (2014). Влияние диеты на пластичность мозга в исследованиях на животных и людях: Mind the Gap. Нейронная пластичность, 2014, 1-32.