Da li se neuroni regeneriraju?

Da li se neuroni regeneriraju? Uvijek se mislilo da nije. Čini se da je većina naših neurona rođena kada smo još u majčinoj utrobi, a vremenom se ne reproduciraju, ali umiru malo po malo.

Međutim, to nije uzrok zabrinutosti u normalnim situacijama. Često se gubi velikodušna količina neurona svaki dan, što postaje patološko, prekomjerni gubitak, kao što se događa u demenciji.

No, gubitak neurona koji se smatra normalnim ne utječe na naše kognitivne sposobnosti. Zapravo, neuroni neprestano reorganiziraju svoje veze, kako bi uvijek osigurali najkorisnije i odbacili beskorisne.

Ali, što ako vam kažem da su otkrili dokaze da se neuroni regeneriraju? Znate li da postoje određena područja našeg mozga u kojima se te stanice reproduciraju, čak i ako smo odrasli?

Regeneracija neurona u hipokampusu

Čini se da se u većini sisavaca neuroni obnavljaju u hipokampusu i mirisnoj lukovici. Hipokampus je bitan za učenje, pamćenje i prostornu orijentaciju, dok mirisna žarulja daje smisao informacijama koje obuhvaćaju naš miris.

To ima smisla, jer objašnjenje dano našem mozgu za proizvodnju novih neurona je da treba održavati skup stanica sa specifičnim svojstvima, ali one traju ograničeno vrijeme. Osim toga, oni su neophodni jer su specijalizirani za obavljanje vrlo specifične neuronske obrade.

Čini se da brojne studije tvrde da se neuroni rađaju u dijelu lateralne komore, a zatim migriraju u mirisnu lukovicu. Tamo će se integrirati s postojećim stanicama i sudjelovati u mirisnom mirisu.

Oni također mogu migrirati u dentalni gyrus hipokampusa, stječući važnu ulogu u prostornom učenju i prisjećanju kontekstualnih znakova.

Ljudska bića se razlikuju od drugih sisavaca po tome što nemaju regeneraciju u mirisnoj lukovici. Međutim, pokazalo se da se ova regeneracija događa u hipokampusu. Čini se da objašnjava zašto nismo ovisni o mirisu kao i druge životinje, dok imamo veći stupanj kognitivne prilagodbe.

Prije 1998. bilo je već poznato da postoji neurogeneza (rađanje novih neurona) kod glodavaca i odraslih majmuna. Ali, i kod ljudi?

Te su godine Eriksson i njegov tim prvi pokazali da se neuronska regeneracija događa u ljudskom hipokampusu. Koristili su postmortalno ljudsko tkivo mozga, dokazujući da se tijekom života neuroni razmnožavaju u dentatnoj girusu.

Prema tome, stanice hipokampusa imaju godišnju stopu obnove od 1,75%.

Međutim, ljudska neurogeneza u moždanoj kori pojavljuje se samo u našem ranom razvoju i ne ostaje u odrasloj dobi.

Regeneracija neurona u striatumu

Godine 2014. skupina znanstvenika s Instituta Karolinska otkrila je da u mozgu odraslih ljudi postoji neurogeneza.

Ti su istraživači pronašli neuroblastike u zidu naše lateralne komore. Možemo reći da su neuroblasti primitivne stanice koje još nisu evoluirale i da će se u budućnosti razlikovati u neurone ili glijalne stanice..

Ali to nije sve, oni su također otkrili da se ti neuroblasti rastu i integriraju u obližnje područje: prugasta jezgra. Ovaj dio našeg mozga je od temeljne važnosti za kontrolu naših pokreta, a oštećenje na ovom mjestu izazvalo bi motoričke promjene poput tremora i tikova..

Zapravo, isti autori su otkrili da se u Huntingtonovoj bolesti, gdje postoje motorički deficiti, neuroni rijetko obnavljaju u striatumu. Osim toga, u naprednim stadijima bolesti, regeneracija se potpuno zaustavlja.

Regeneracija u drugim područjima mozga

Postoje autori koji su pronašli neuronsku regeneraciju odraslih u drugim nekonvencionalnim područjima, kao što su neokorteks, piriformni korteks i limbičke strukture kao što su amigdala, hipotalamus ili preoptičko područje. Potonje imaju bitnu ulogu u društvenom ponašanju.

Međutim, postoje istraživači koji su dobili kontradiktorne rezultate ili su koristili netočne metode koje su uspjele promijeniti rezultate. Stoga je potrebno nastaviti istragu kako bi se potvrdili ovi nalazi.

S druge strane, potrebno je spomenuti da je komplicirano proučavati u ljudima regeneraciju neurona postojećim etičkim granicama. Iz tog razloga, ima više napretka na polju životinja.

Međutim, razvijena je neinvazivna tehnika koja se zove magnetna rezonancijska spektroskopija koja može istražiti postojanje progenitorskih stanica u ljudskom mozgu..

Nadamo se da će se u budućnosti ove tehnike moći usavršiti kako bi se saznalo više o neurogenezi kod odraslih ljudi.

Čimbenici koji povećavaju regeneraciju neurona kod odraslih

- Obogaćena okolina i tjelesna aktivnost

Čini se da složenije okruženje povećava mogućnost življenja iskustava i proizvodi osjetilnu, kognitivnu, društvenu i motoričku stimulaciju.

Čini se da ta činjenica ne povećava neurogenezu, ali povećava opstanak hipokampalnih stanica kod glodavaca i njihovu razinu specijalizacije..

Međutim, pokazalo se da samo dobrovoljna tjelesna aktivnost povećava neurogenezu, uz opstanak tih stanica u odraslih miševa.

Ako promatrano obogaćeno okruženje smatramo većim mogućnostima za učenje, potvrđeno je da je samo učenje odlučujuće u hipokampalnoj neurogenezi..

- Zadaci učenja

U studiji iz 1999. koju je proveo Gould i suradnici, pokazalo se da učenje povećava neurogenezu u hipokampusu. Obilježili su nove stanice u štakora i promatrali kamo idu dok su radili različite zadatke učenja.

Stoga su potvrdili da se broj regeneriranih neurona udvostručio u dentatnoj gyrusu kada su štakori izvršili zadatke učenja koji su uključivali hipokampus. Dok se u aktivnostima u kojima hipokampus nije sudjelovao, to povećanje nije bilo.

To je potvrđeno u drugim studijama, kao što su one iz Shors et al. 2000, ili kao Van Praag i suradnici (2002), iako oni dodaju da nove stanice evoluiraju i postaju zrele funkcionalne stanice slične onima koje već postoje u dentatnoj girusu.

Što se tiče aktivnosti učenja u koje je uključen hipokampus, nalazimo: kondicioniranje treperenja, po mogućnosti u hrani, ili učenje svemirske navigacije.

- Društvene interakcije

U zanimljivoj studiji Lieberwirth & Wang (2012) utvrđeno je da pozitivne društvene interakcije (kao što su parenje) povećavaju neurogenezu odraslih u limbičkom sustavu, dok negativne interakcije (kao što je izolacija) smanjuju.

Međutim, ovi rezultati moraju biti u suprotnosti s novim studijama koje treba potvrditi.

- Neurotrofni čimbenici

O tvari koje potiču rast živaca, bile bi one kao BDNF (neurotrofni faktor izveden iz mozga), CNTF (cilijarni neurotrofni faktor), IGF-1 (inzulinu sličan faktor rasta tipa I) ili VEGF (endotelni faktor rasta) vaskularne).

- neurotransmiteri

Postoje određene vrste neurotransmitera koji reguliraju proliferaciju stanica.

Na primjer, GABA, koja je inhibitorna, regulira neurogenezu hipokampusa. Točnije, smanjuje ga, ali istovremeno povećava integraciju novih neurona s prethodnim.

Drugi neurotransmiter, glutamat, smanjuje regeneraciju neurona. Jednako kao i ako ubrizgate tvar s suprotnim učinkom (antagonist), regeneracija se ponovno povećava.

S druge strane, serotonin povećava neurogenezu u hipokampusu, a njezina odsutnost ga smanjuje.

- antidepresivi

U studiji Malberg i sur. (2000) pokazalo se da produljena izloženost antidepresivima povećava proliferaciju stanica u hipokampusu. Međutim, to je dokazano samo kod štakora.

Čimbenici koji inhibiraju regeneraciju neurona kod odraslih

- stres

Brojne studije pokazuju da povećanje stresa uzrokuje značajno smanjenje neuronske regeneracije hipokampusa.

Osim toga, ako je stres kroničan, smanjuje se i neurogeneza i preživljavanje tih stanica.

- steroidni

Kortikosteroidi, kao što su glukokortikoidi, koji se oslobađaju tijekom odgovora na stres, uzrokuju smanjenje neurogeneze hipokampusa. Suprotno se događa ako su razine ove tvari smanjene.

Nešto slično događa se s gonadalnim steroidima. U stvari, kod ženki neuronska proliferacija varira ovisno o razinama steroida u svakoj fazi hormonskog ciklusa.

Ako se daje ženkama estrogena za manje od 4 sata, povećava se neuronska proliferacija. Međutim, ako se davanje nastavi do 48 sati, ta proliferacija se potiskuje.

- Društvena izolacija

Čini se da društveni neuspjeh, kao što je izolacija, smanjuje regeneraciju neurona i preživljavanje u životinja kao što su majmuni, miševi, štakori i rovke.

- Zlouporaba droga

Pokazano je smanjenje neurogeneze i preživljavanja stanica zbog kronične uporabe alkohola, kokaina, ekstazija, nikotina i opioida..

reference

1. Eriksson, P.T., Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Neurogeneza u odraslom ljudskom hipokampusu. 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). Neurogeneza u Striatumu ljudskog mozga odrasle osobe. Cell, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. i Shors, T.J. (1999). Učenje pojačava neurogenezu odraslih u formaciji hipokampusa. Nature Neuroscience, 2, 260-265.
4. Lieberwirth, C. i Wang, Z. (2012). Društveno okruženje i neurogeneza u mozgu odraslih sisavaca. Prednji Hum. Neurosci., 6, str. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z., & Wang, Z. (2016). Hipokampalna odrasla neurogeneza: njezina regulacija i potencijalna uloga u prostornom učenju i pamćenju. Brain Research, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Kronično liječenje antidepresivima povećava neurogenezu u hipokampusa odraslih štakora. J. Neurosci., 20, str. 9104-9110.
7. Shors, T.J., Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., & Gould, E. (2001). Neurogeneza u odrasle osobe uključena je u stvaranje tragova sjećanja. Nature, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder A.F., Christie B.R., Toni N., Palmer T.D., Gage F.H. (2002). Funkcionalna neurogeneza u odraslog hipokampusa. priroda; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F., & Arias-Carrion, O. (2014). Dokazi neurogeneze odraslih u primata i čovjeka. Istraživanje stanica i tkiva, (1), 17.