NEUROGENESIS: EGENSKAPER OCH REGLERING - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Den Neurogenes är födelsen av nya nervceller från stamceller och progenitorceller. Det inträffar under embryonal utveckling när nervsystemet bildas. Nyare bevis har visat att neurogenesen fortsätter i vuxna primater och människor.

Neuroner är de funktionella komponenterna i nervsystemet och ansvarar för bearbetning och överföring av information. I motsats till vad man länge trodde, kan det vuxna nervsystemet generera nya nervceller, det vill säga det har en viss förmåga att regenerera, så att den nya produktionen av nervceller inte bara begränsas till embryonalt och neonatalt liv.

Alla däggdjur har celler som replikeras i många organ och i vissa fall, särskilt i blod, hud och tarm, finns stamceller under hela livet, vilket bidrar till snabb cellersättning.

Till exempel regenererar tarmen sina celler varje 10,7 år. Förnyelse av nervsystemet, särskilt hjärnan, är mycket mer begränsat, men det betyder inte att det inte finns.

Egenskaper för neurogenes

Nervcell

Insekter, fiskar och amfibier kan replikera nervceller under hela livet. Ett undantag från denna regel om självreparation och kontinuerlig tillväxt ansågs vara däggdjurshjärnan och ryggmärgen.

Idag vet vi att denna länge accepterade begränsning inte är helt sant, eftersom det finns väl differentierade områden i hjärnan som kan generera nya nervceller under hela livet.

Det finns således neurala stamceller under hela livet i den vuxna hjärnan som kan förnya och ge upphov till nya nervceller, astrocyter och oligodendrocyter, precis som i utvecklingshjärnan.

I dessa områden i den vuxna däggdjurshjärnan (dentatgyrus och subventrikulär yta) finns celler med mitotisk aktivitet, som kan klassificeras i två grupper:

Stam- eller stamceller

De är de som kan dela sig på obestämd tid och differentiera sig i olika typer av specialiserade celler, med en cellcykel större än 28 dagar.

Neurala förfäderceller

Med en 12-timmars cellcykel är de nervceller med en mer begränsad kapacitet för självförnyelse och expansion och med potential att differentiera sig till några få typer av neuroner.

Neuronala progenitorer och glial progenitors skulle vara cellerna som åtagit sig endast att differentiera till neuroner respektive glia. Neurala förfäder som är bestämda efter en specifik neurontyp kan vara det ideala ersättningsverktyget för att behandla det skadade centrala nervsystemet.

Reglering av neurogenes i den vuxna hjärnan

Neurogenes i den vuxna hjärnan regleras positivt eller negativt av olika mekanismer. Dessutom finns det interna och externa faktorer som deltar i sådan reglering.

Interna faktorer inkluderar uttryck av gener, molekyler, tillväxtfaktorer, hormoner och neurotransmittorer; ålder är en annan intern faktor som är involverad i neurogenes. Externa faktorer inkluderar miljömässiga och farmakologiska stimuli.

-Interna faktorer

Genetiska och molekylära

Bland de genetiska faktorerna som inducerar neurogenes och embryonisk morfogenes kan uttrycket av gener nämnas. Dessa gener deltar också i att reglera cellproliferation och differentiering i neurogena områden i den vuxna hjärnan.

Vissa av dessa gener uttrycks i varierande grad i groddregionerna i den vuxna hjärnan som svar på stimuli eller lesioner i detta område.

Tillväxtfaktorer

Uttrycket av olika tillväxtfaktorer, såsom hjärnan härledd neurotrofisk faktor (BDNF) som är involverade i regleringen av cellens öde, kan bestämma storleken på neuron- eller glialpopulationen, både i utvecklingen av hjärnor och i den vuxna hjärnan.

Dessa faktorer är överuttryckta i olika neurodegenerativa modeller såsom Alzheimers sjukdom eller Parkinsons sjukdom, där de deltar som skyddande faktorer mot neuronal skada eller som induktiva faktorer under generering och differentiering av nya celler som ersätter de skadade cellerna.

I detta sammanhang har det visat sig att intracerebroventrikulär administrering av hjärnhärledd neurotrofisk faktor (BDNF) ökar neurogenesen i luktlampan och hippocampus.

Således kan vi dra slutsatsen att dessa tillväxtfaktorer stimulerar neurogenes i den vuxna hjärnan.

Signalsubstanser

Det är för närvarande känt att olika neurotransmittorer deltar som faktorer som reglerar neurogenes i den vuxna hjärnan. Bland de mest studerade är glutamat, serotonin (5-HT), noradrenalin och dopamin.

Glutamat anses vara den viktigaste neurotransmitteren för hjärnfunktion. Det är känt att reglera neurogenes i hippocampus hos vuxna djur.

5-HT: s deltagande i neurogenes har visats i flera studier, så att hämningen av dess syntes har gjort det möjligt för oss att se en minskning av spridningsgraden både i hippocampus och i subventrikulär zon (ZSV) hos råttor.

Det noradrenergiska systemet är en annan inblandad i neurogenes i den vuxna hjärnan. Genom att hämma frisättning av noradrenalin har cellproliferation i hippocampus visat sig minska.

Slutligen är dopamin en annan viktig neurotransmitter involverad i reglering av neurogenes både i den subventrikulära zonen och i hippocampus i den vuxna hjärnan. Det har experimentellt visats att minskningen av dopamin minskar genereringen av nya neuroner, både i det subventrikulära området och i hippocampus dentatyrus.

hormoner

Vissa studier indikerar att ovariella steroider, liksom endogena östrogener, har en stimulerande effekt på cellproliferation. Adrenala steroider såsom kortikosteroider undertrycker emellertid cellproliferation i områden som till exempel hippocampus dentatyrus.

En studie på råttor visar att frekvensen av neurogenes ökar med 65% under graviditeten och når sin topp strax före förlossningen, vilket sammanfaller med prolaktinnivåerna.

Ålder

Ålder är känd för att vara en av de viktigaste inre faktorerna i regleringen av neurogenes i hjärnan.

Neurogenesen i utvecklingshjärnan är mycket hög, men när vi når vuxen ålder minskar den drastiskt, även om den inte försvinner helt.

- Externa faktorer

Miljö

Neurogenesis är inte en statisk biologisk process, eftersom dess hastighet är varierande och beror på miljön. Fysisk aktivitet, anrikade miljöer, energibegränsning och modulering av neuronaktivitet, bland andra faktorer, är kända för att fungera som positiva regulatorer för neurogenes.

Djur som lever i en anrikad miljö visar en ökning av neurogenes i dentatgyrusen. Hos djur som lever under stressförhållanden eller i en dåligt anrikad miljö minskas emellertid neurogenesen i detta område eller helt inhiberas.

Ändringar i hypothalamisk-hypofysen-binjuraxeln, inducerade av ihållande stresssituationer under utvecklingen, minskar dessutom genereringen av nya celler i dentatyrus. Således är det känt att cellproliferation i dentatgyrus minskar på grund av effekten av glukokortikoid, som frisätts som svar på stress.

Således har det observerats hur frivillig träning och miljöberikning förbättrar prestandan hos unga och gamla möss i Morris-vattenlabyrån (en uppgift att testa hippocampalberoende lärande och minne).

Det har också observerats att neurogenes kan moduleras av djurens sociala status och sannolikt kommer att medieras av molekyler såsom den hjärnan härledda neurotrofiska faktorn som nämns ovan.

Slutligen gör erfarenheter som är förknippade med förbättrad kognition förmodligen det genom att stimulera det neurala nätverket i hippocampus.

I själva verket är hippocampalberoende lärande en av de viktigaste regulatorerna för neurogenes (studie). Hippocampus ansvarar för bildandet av nya minnen, deklarativt minne och episodiskt och rumsligt minne. Därför är spridningen av nya neuroner i detta område av hjärnan mycket viktig.

Hur kan man förbättra neurogenesen?

Efter att ha förklarat vad neurogenes är och av vilka faktorer det regleras, kanske du undrar om något kan göras för att förhindra minskningen av neurogenes som är karakteristisk för åldrande och stimulera skapandet av nya neuroner. Det är din lyckliga dag eftersom svaret är ja. Här är några tips för att göra det.

Träning

Minskningen av neurogenes typisk för åldrande kan förhindras eller vändas genom fysisk träning. Faktum är att äldre vuxna som tränar hela livet har mindre förlust av hjärnvävnad än stillasittande individer.

Å andra sidan presterar fysiskt anpassade äldre människor bättre på kognitiva test än deras stillasittande kamrater (studie).

Berikade miljöer

Neurogenes för vuxna regleras dynamiskt av många fysiologiska stimuli.

Läsning, lära sig nya färdigheter, träffa nya människor, spel och uppgifter som kräver att tänka, ha hobbyer, resa eller upplevelser som att få barn, bland många andra, är aktiviteter som representerar en utmaning för vår kognition med följd av hjärnplastisitet och ny produktion av nervceller.

Undvik kronisk stress

Stress är ett akut och anpassningsfullt svar på miljön som hjälper oss vid många tillfällen att lösa problem och undgå eventuella faror.

Men vårt sätt att leva fullt av arbete och oro gör att vi lider av en konstant och kronisk nivå av stress, som, långt ifrån att vara anpassningsbar, kan orsaka oss allvarliga fysiska och psykologiska problem.

Denna kroniska stress och dess följd av höga nivåer av binjureshormoner som kortisol har visat sig orsaka neuronal död och undertryckande av neurogenes (studie).

Att undvika stress med alternativ som yoga, avslappning, god vila och sömnhygien skulle därför undvika denna fruktade neuronala död orsakad av kronisk stress.

Ät bra

Mat är inte mindre viktigt. Kaloribegränsning, intermittent fasta och en diet med mycket polyfenoler och fleromättade fettsyror har visat sig gynna kognition, humör, åldrande och Alzheimers sjukdom.

Med särskild uppmärksamhet på att förbättra strukturell och funktionell plasticitet i hippocampus, öka uttrycket av neurotrofiska faktorer, synaptisk funktion och neurogenes för vuxna (studie).

Detta betyder inte att du inte äter eller att du går på diet, men att det inte är bra att äta din fylla eller äta bearbetad mat. Ät sunt och med mått.

Polyfenoler finns i livsmedel såsom druvfrön, äpple, kakao, frukter som aprikoser, körsbär, blåbär, granatäpple, etc. och i drycker som rött vin. De finns också i nötter, kanel, grönt te och choklad (mörk choklad inte mjölkchoklad).

Fleromättade fettsyror finns i fet fisk (blå fisk), i fiskoljor och i skaldjur, såväl som i fröoljor och i gröna bladgrönsaker.

referenser

1. Gage, FH (2002). Neurogenes i vuxenhjärnan. Journal of Neuroscience, 22 (3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Neurogenes i den vuxna hjärnan. Journal of Neurology, 44 (9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, FH (2008). Mekanismer och funktionella implikationer av vuxen neurogenes. Cell, 132 (4), 645-660.
4. Ming, GL & Song, H. (2011). Neurogenes för vuxna i däggdjurshjärnan: betydande svar och betydande frågor. Neuron, 70 (4), 687-702.
5. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Effekter av diet på hjärnplastisitet i djur- och mänskliga studier: Mind the Gap. Neural Plasticity, 2014, 1-32.