Mozak izveden neurotrofni faktor (BDNF) - što je to?

Pokazalo se da je neurotrofni faktor izveden iz mozga jedan od najvažnijih neurotrofina u procesima kao što su učenje, pamćenje i razmišljanje.

Također se pokazalo da neprikladne razine ove tvari uzrokuju bolesti, kognitivnu disfunkciju i probleme s raspoloženjem.

Dalje ćemo detaljnije objasniti što točno taj protein čini, neke od poremećaja u kojima je bio povezan s tim, njegov mehanizam djelovanja i važnost provođenja tjelesnih aktivnosti kako bi se postigla dobra razina faktor.

• Povezani članak: "Dijelovi ljudskog mozga (i funkcije)"

Što je neurotrofični faktor izveden iz mozga?

Mozak izveden neurotrofni faktor, poznatiji po svojoj kratici na engleskom BDNF (neurotrofični faktor izveden iz mozga), protein je čiji se gen nalazi na kromosomu 11 ispada da je to neurotropin s najvećom ekspresijom u mozgu sisavca, posebno u kori velikog mozga i hipokampusu.

Ti neurotrofini igraju vrlo važnu ulogu tijekom razvoja mozga i nastavljaju djelovati na plastičnost živčanog sustava nakon što dostigne zrelost.

Uočeno je da igraju važnu ulogu u procesima kao što su neurogeneza, održavanje i sanacija funkcije neurona i njihov strukturni integritet. Zapravo, Mark Tuszynski sa Sveučilišta u Kaliforniji pokazao je da je to tako jedan od čimbenika koji je na životinjskim modelima spriječio neuronsku smrt kad se dogodi ozljeda mozga.

Funkcija BDNF u živčanom sustavu

Neurotrofični faktor djeluje na određene neurone središnjeg živčanog sustava, a također i na periferne, pomažući neuronima na tim mjestima da prežive. Uz to, olakšava njihov rast i diferencijaciju.

Ova supstanca posebno je aktivan u dijelovima središnjeg živčanog sustava, točnije u cerebralnoj kori, hipokampusu i najosnovnijem dijelu mozga. Ta su područja uključena u kognitivne procese kao što su pamćenje, učenje i razmišljanje. Također se moglo naći na mjestima poput mrežnice, bubrega, motornih neurona, skeletnih mišića, prostate, pa čak i sline.

Mozak izveden neurotrofni faktor igra važnu ulogu u dugotrajnom pamćenju. Iako je istina da se velik broj neurona u mozgu sisavca stvara tijekom embrionalnog stanja, dijelovi mozga pojedinca, kad je već odrasla osoba, oni imaju sposobnost generiranja novih neurona iz živčanih matičnih stanica. Taj je proces poznat pod nazivom neurogeneza. Neurotrofi pomažu stimulirati i kontrolirati ovaj proces, a BDNF je najvažniji.

• Možda vas zanima: "Vrste memorije: kako ljudski mozak pohranjuje uspomene?"

Mehanizam djelovanja

BDNF se veže na najmanje dva receptora na površini stanica koji su sposobni reagirati ovaj faktor rasta: staza B (TrkB) i receptor za nizak afinitet za faktor rasta živaca (LNGFR). Neurotrofični faktor modulira aktivnost nekoliko receptora neurotransmitera, uključujući nikotinske receptore.

1. TrkB

TrkB je kodiran genom NTRK2. Aktiviranje puta BDNF-TrkB važno je za kratkoročni razvoj memorije i rast neurona.

2. LNGFR

Interakcija između BDNF i LNGFR receptora nije vrlo jasna. Istraživanja su pokazala da je ta interakcija ona koja stoji iza inhibicije neuronske smrti.

Kognitivne sposobnosti

Život u okruženjima koja imaju više kognitivnih podražaja, uz vođenje fizički aktivnog načina života, povezan je i s dobrom kognitivnom funkcijom općenito. Kognitivna, fizička i vizualna stimulacija prevodi se u veće funkcioniranje neurona, povećavajući sinaptička komunikacija između neurona, koja uključuje promjene u strukturi i kemiji cerebralne.

Osjetne podražaje kora prvo obrađuje prije nego što dosegnu hipokampus. Ekspresija BDNF poboljšana je u okruženjima bogatim kognitivnim podražajima, što je pripisano uzročniku bolje memorije i sposobnosti učenja. Ovaj bi čimbenik uzrokovao stvaranje više sinapsi (sinaptogeneza), dendriti (dendritogeneza) i, kao što smo već spomenuli, veće neurogeneze.

Odnos s patologijom

Na isti način na koji je neurotrofni faktor izveden iz mozga povezan s boljom kognitivnom sposobnošću i zaostajanjem za procesima poput učenja, pamćenja i razmišljanja, bilo je neizbježno promatrati u kojoj mjeri ovaj čimbenik može biti odsutan u neurodegenerativnim bolestima i poremećajima psihijatrijska. Ovdje ćemo vidjeti nekoliko.

1. Shizofrenija

Činjenica da je BDNF presudna tvar za opstanak središnjeg i perifernog živčanog sustava, posebno u vezi sa sinaptogenezom tijekom i nakon embrionalnog razvoja, povezao ga je s shizofrenija.

To se vidjelo ljudi s dijagnozom imaju niže količine faktora u dorzolateralnoj prefrontalnoj kori, područje povezano s radnom memorijom.

2. Depresija

Visoka razina kortikosterona, hormona stresa, povezana je sa smanjenjem ekspresije BDNF na životinjskim modelima, što implicira atrofiju hipokampusa.

Smanjenje aktivnosti hipokampusa i drugih limbičnih struktura povezano je s problemima raspoloženja, posebno s patnjom od kronične depresije.

S druge strane, uočeno je da neurotransmiter glutamat, kalorijski deficit, intelektualna stimulacija i Dobrovoljno, pored antidepresiva, povećava ekspresiju BDNF u mozgu i smanjuje simptome depresivno

3. Starenje

Razine BDNF-a visoko su regulirane tijekom života ljudi, i rano i kasno u životu.

Kao što smo već vidjeli, pokazalo se da je neurotrofni faktor izveden iz mozga presudna tvar u razvoju mozga i prije i nakon prenatalnog razdoblja. Kako starimo, razina BDNF opada u moždanim tkivima.

Kao rezultat ove pojave smanjuje se volumen hipokampusa, što sugerira da ovo smanjenje BDNF uključuje kognitivne probleme tako karakteristične za starije osobe.

• Možda vas zanima: "3 faze starosti i njihove fizičke i psihološke promjene"

BDNF i tjelesne vježbe

U životinjskim modelima, posebno kod štakora, uočeno je da bavljenje umjerenom tjelesnom aktivnošću, poput trčanja jednog kilometra dnevno, povećalo je razinu BDNF u hipokampusu.

Uočeno je da su ove promjene u razinama faktora posebno značajne u neuronima zubnog girusa, hilusa i CA3 regije i pojavljuju se nakon samo nekoliko dana. Ostale regije u kojima su pronađene promjene bile su u malom i malom mozgu, moždanoj kori i lumbalnoj leđnoj moždini.

Istraživanje provedeno s ljudima pokazalo je da tjelesna aktivnost pomaže u održavanju, pa čak i poboljšanju plastičnosti mozga, što je vrlo karakteristično za hipokampus. Vrhunske funkcije poput učenja ili pamćenja imaju koristi od provođenja zdravih navika poput hodanja trideset minuta dnevno, baviti se bilo kojim sportom ili, posebno, trčati. Vježba inducira povećanu ekspresiju gena BDNF.

Bibliografske reference:

• Maisonpierre PC, Le Beau MM, Espinosa R, et al. (1991). Neurotrofni čimbenik i neurotrofin-3 izveden iz mozga čovjeka i štakora: genske strukture, raspodjela i kromosomske lokalizacije. Genomics 10 (3): 558-68.
• Soppet, D; Escandon, E; Maragos, J; i sur. (1991). Neurotrofični čimbenici neurotrofni faktor izveden iz mozga i neurotrofin-3 su ligandi za receptor za trkB tirozin kinazu. Stanica 65 (5): 895-903.