Ali se nevroni regenerirajo?



Ali se nevroni regenerirajo? Vedno se je mislilo, da ni. Zdi se, da se večina naših nevronov rodi, ko smo še vedno v maternici in se s časom ne razmnožujejo, ampak umirajo malo po malo.

Vendar to v običajnih razmerah ni bilo razlog za zaskrbljenost. Pogosto se vsak dan izgubi velikodušna količina nevronov, kar postane patološko, je pretirana izguba, kot se dogaja v demenci.

Toda izguba nevronov, ki se šteje za normalno, ne vpliva na naše kognitivne sposobnosti. Nevroni dejansko reorganizirajo svoje povezave neprekinjeno, da vedno zagotovijo najbolj uporabne v vsakem trenutku in zavržejo neuporabne.

Kaj pa, če sem vam povedal, da so ugotovili, da se nevroni regenerirajo? Ali veste, da so nekateri deli naših možganov, v katerih se te celice razmnožujejo, tudi če smo odrasli?

Regeneracija nevronov v hipokampusu

Zdi se, da se pri večini sesalcev nevroni regenerirajo v hipokampusu in v vohalni čebulici. Hipokampus je bistvenega pomena za učenje, spomin in prostorsko orientacijo, olfaktorna žarnica pa daje pomenu informacijam, ki zajamejo naš vonj.

To je smiselno, saj je naša razlaga možganov, ki proizvajajo nove nevrone, ta, da mora ohraniti niz celic s specifičnimi lastnostmi, vendar te trajajo omejen čas. Poleg tega so bistvenega pomena, ker so specializirani za izvedbo zelo specifične nevronske obdelave.

Očitno številne študije trdijo, da so nevroni rojeni v delu lateralnega ventrikla in se nato preselijo v vohalno žarnico. Tam se bodo povezali z obstoječimi celicami in sodelovali v spominju vohanja in pri pripravi strahu skozi vonj.

Lahko se tudi selijo v zobat girus hipokampusa, pri tem pa pridobijo pomembno vlogo pri učenju v prostoru in spominjanju kontekstualnih znakov..

Človeška bitja se razlikujejo od drugih sesalcev tako, da nimajo regeneracije v olfaktornem balonu. Vendar pa je bilo dokazano, da se ta regeneracija pojavlja v hipokampusu. Zdi se, da pojasnjuje, zakaj nismo tako odvisni od vonja kot druge živali, medtem ko imamo večjo stopnjo kognitivne prilagoditve..

Pred letom 1998 je bilo že znano, da je pri glodalcih in odraslih opicah nastala nevrogeneza (rojstvo novih nevronov). Ampak, in pri ljudeh?

V tem letu sta Eriksson in njegova ekipa prvi pokazala, da se v človeškem hipokampusu pojavlja nevronska regeneracija. Uporabili so postmortno človeško možgansko tkivo, kar dokazuje, da se v življenju nevroni razmnožujejo v zobatem girusu.

Tako imajo hipokampalne celice letno stopnjo obnove 1,75%.

Vendar pa se človeška nevrogeneza v možganski skorji zgodi le v našem zgodnjem razvoju in ne ostane v odrasli dobi.

Regeneracija nevronov v striatumu

Leta 2014 je skupina znanstvenikov iz inštituta Karolinska odkrila, da je v možganih odraslih ljudi prisotna nevrogeneza.

Ti raziskovalci so odkrili nevroblasti v steni našega lateralnega ventrikla. Lahko rečemo, da so nevroblasti primitivne celice, ki se še niso razvile in da se bodo v prihodnosti razlikovale v nevrone ali glijalne celice..

Ampak to še ni vse, ugotovili so tudi, da ti nevroblasti rastejo in se integrirajo v bližnje območje: progasto jedro. Ta del naših možganov je bistvenega pomena za nadzor gibanja in poškodbe na tem mestu bi povzročile motorične spremembe, kot so tremorji in tiki..

Dejansko so isti avtorji odkrili, da se pri Huntingtonovi bolezni, kjer obstajajo motorični primanjkljaji, nevroni le redko regenerirajo v striatumu. Poleg tega se v naprednih fazah bolezni regeneracija popolnoma ustavi.

Regeneracija v drugih možganskih področjih

Obstajajo avtorji, ki so našli nevronsko regeneracijo odraslih na drugih nekonvencionalnih področjih, kot so neokorteks, piriformna skorja in limbične strukture, kot sta amigdala, hipotalamus ali preoptično področje. Slednje imajo bistveno vlogo v socialnem vedenju.

Vendar pa obstajajo raziskovalci, ki so dobili nasprotujoče si rezultate ali pa so uporabili netočne metode, ki so lahko spremenile rezultate. Zato je treba nadaljevati s preiskavami, da se potrdijo te ugotovitve.

Po drugi strani pa je treba omeniti, da je pri ljudeh zapleteno preučevanje regeneracije nevronov z obstoječimi etičnimi mejami. Iz tega razloga je na področju živali več napredka.

Vendar pa je bila razvita neinvazivna tehnika, imenovana magnetna resonančna spektroskopija, ki lahko raziskuje obstoj progenitornih celic v človeških možganih..

Upamo, da se bodo te tehnike v prihodnosti lahko izpopolnile, da bi izvedeli več o nevrogenezi pri odraslih ljudi.

Dejavniki, ki povečajo regeneracijo nevronov pri odraslih

- Obogateno okolje in telesna dejavnost

Zdi se, da bolj zapleteno okolje povečuje priložnost za življenje izkušenj in proizvaja senzorične, kognitivne, socialne in motorične stimulacije.

Zdi se, da to dejstvo ne poveča nevrogeneze, vendar poveča preživetje hipokampalnih celic pri glodalcih in njihovo raven specializacije..

Vendar pa se je pokazalo, da samo prostovoljna telesna aktivnost povečuje nevrogenezo, poleg preživetja teh celic pri odraslih miših.

Če obogateno okolje razumemo kot večje priložnosti za učenje, je bilo potrjeno, da je samo učenje odločilno pri hipokampalni nevrogenezi..

- Učne naloge

V študiji iz leta 1999, ki jo je opravil Gould s sodelavci, je bilo dokazano, da učenje krepi nevrogenezo v hipokampusu. Označevali so nove celice pri podganah in opazovali, kam gredo, medtem ko opravljajo različne učne naloge.

Tako so preverili, da se je število regeneriranih nevronov v zobatem girusu podvojilo, ko so podgane izvajale učne naloge, ki so vključevale hipokampus. Medtem ko v dejavnostih, v katerih hipokampus ni sodeloval, to povečanje ni bilo.

To je potrjeno tudi v drugih študijah, kot je na primer Shors et al. leta 2000, ali kot Van Praag in drugi (2002), čeprav ti dodajajo, da se nove celice razvijajo in postanejo zrele funkcionalne celice, podobne tistim, ki že obstajajo v zobatem girusu..

V zvezi z učnimi dejavnostmi, v katere je vključen hipokampus, najdemo: kondicioniranje utripanja, po možnosti v hrano, ali učenje vesoljske navigacije.

- Socialne interakcije

V zanimivi študiji Lieberwirth & Wang (2012) je bilo ugotovljeno, da pozitivne družbene interakcije (kot so parjenje) povečajo nevrogenezo odraslih v limbičnem sistemu, medtem ko se negativne interakcije (kot je izolacija) zmanjšajo.

Vendar je treba te rezultate primerjati z novimi raziskavami, ki jih je treba potrditi.

- Nevrotrofni dejavniki

O snovi, ki spodbujajo rast živcev, so tiste, kot so BDNF (nevrotrofni faktor, pridobljen iz možganov), CNTF (ciliarni nevrotrofni faktor), IGF-1 (insulinu podoben rastni faktor tipa I) ali VEGF (endotelijski rastni faktor) vaskularno).

- Nevrotransmiterji

Obstajajo določene vrste nevrotransmiterjev, ki uravnavajo celično proliferacijo.

Na primer, GABA, ki je inhibitorna, uravnava hipokampalni nevrogenezo. Natančneje, zmanjša ga, hkrati pa poveča integracijo novih nevronov s prejšnjimi.

Drug nevrotransmiter, glutamat, zmanjšuje regeneracijo nevronov. Tako kot če injicirate snov z nasprotnim učinkom (antagonistom), se regeneracija ponovno poveča.

Po drugi strani serotonin poveča nevrogenezo v hipokampusu, medtem ko jo odsotnost zmanjša.

- Antidepresivi

V študiji, ki so jo opravili Malberg et al. (2000) je bilo dokazano, da podaljšana izpostavljenost antidepresivom poveča celično proliferacijo v hipokampusu. Vendar je to dokazano le pri podganah.

Dejavniki, ki zavirajo nevronsko regeneracijo pri odraslih

- Stres

Številne študije kažejo, da povečanje stresa povzroči znatno zmanjšanje nevronske regeneracije hipokampusa.

Poleg tega, če je stres kroničen, zmanjša nevrogenezo in preživetje teh celic.

- Steroidi

Kortikosteroidi, kot so glukokortikoidi, ki se sproščajo med stresnim odzivom, povzročijo zmanjšanje hipokampalne nevrogeneze. Nasprotno se zgodi, če se vrednosti te snovi zmanjšajo.

Nekaj ​​podobnega se zgodi z gonadnimi steroidi. Dejstvo je, da pri ženskah nevronska proliferacija variira glede na raven steroidov v vsaki fazi hormonskega cikla.

Če se ženske aplicirajo estrogenom manj kot 4 ure, se nevronska proliferacija poveča. Če pa se uporaba nadaljuje do 48 ur, se ta proliferacija potisne.

- Socialna izolacija

Zdi se, da družbeni neuspeh, kot je izolacija, zmanjšuje nevronsko regeneracijo in preživetje pri živalih, kot so opice, miši, podgane in rovke..

- Zloraba drog

Dokazano je bilo zmanjšanje nevrogeneze in preživetja celic zaradi kronične uporabe alkohola, kokaina, ekstazija, nikotina in opioidov..

Reference

  1. Eriksson, P.T., Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Nevrogeneza pri hipokampusu odraslega človeka. Nature Medicine, 4, 1313-1317.
  2.  Ernst, A.A., Alkass, K.A., Bernard, S.A., Salehpour, M.A., Perl, S.A., Tisdale, J.A., & ... Uppsala universitet, T. O. (2014). Nevrogeneza v Striatumu odraslega možganskega človeka. Cell, 1072.
  3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, T.J. (1999). Učenje krepi nevrogenezo odraslih v hipokampalnem nastajanju. Nature Neuroscience, 2, 260-265.
  4. Lieberwirth, C. in Wang, Z. (2012). Družbeno okolje in nevrogeneza v odraslih možganih sesalcev. Spredaj Hum. Neurosci., 6, str. 1-19.
  5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z., & Wang, Z. (2016). Hipokampalna odrasla nevrogeneza: njena regulacija in potencialna vloga pri učenju in spominu v prostoru. Brain Research, 1644: 127-140. 
  6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Kronično zdravljenje z antidepresivi poveča nevrogenezo pri hipokampusih odraslih podgan. J. Neurosci., 20, str. 9104-9110.
  7. Shors, T.J., Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., & Gould, E. (2001). Nevrogeneza pri odraslih je vključena v nastanek spominskih sledi. Nature, 410 (6826), 372.
  8. Van Praag H., Schinder A.F., Christie B.R., Toni N., Palmer T.D., Gage F.H. (2002). Funkcionalna nevrogeneza pri odraslih hipokampusih. Narava; 415 (6875): 1030-4.
  9. Yuan, T., Li, J., Ding, F., & Arias-Carrion, O. (2014). Dokazi o nevrogenezi odraslih pri primatih in človeku. Raziskave celic in tkiv, (1), 17. \ t.