Neurotrofický faktor odvodený z mozgu (BDNF) - čo to je?

Ukázalo sa, že neurotrofický faktor odvodený od mozgu je jedným z najdôležitejších neurotrofínov v procesoch ako učenie, pamäť a myslenie.

Ukázalo sa tiež, že nevhodné hladiny tejto látky spôsobujú choroby, kognitívne poruchy a problémy s náladou.

Ďalej sa pozrieme podrobnejšie na to, čo presne tento proteín robí, na niektoré poruchy, v ktorých sa nachádzal súvisiace s mechanizmom jeho pôsobenia a dôležitosťou fyzickej činnosti pre dosiahnutie dobrej úrovne faktor.

• Súvisiaci článok: „Časti ľudského mozgu (a funkcie)"

Čo je neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu?

Neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu, ktorý je v angličtine známejší pod skratkou BDNF (neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu), je proteín, ktorého gén sa nachádza na chromozóme 11, ktorý ukázalo sa, že je to neurotrofín s najvyššou expresiou v mozgu cicavcov, najmä v mozgovej kôre a hipokampe.

Tieto neurotrofíny hrajú veľmi dôležitú úlohu počas vývoja mozgu a naďalej pôsobia na plasticitu nervového systému, akonáhle dospejú.

Bolo zistené, že hrajú dôležitú úlohu v procesoch, ako je neurogenéza, udržiavanie a sanitácia neurónových funkcií a ich štrukturálna integrita. Mark Tuszynski z Kalifornskej univerzity v skutočnosti ukázal, že to tak je jeden z faktorov, ktorý na zvieracích modeloch zabraňoval smrti neurónov pri poranení mozgu.

Funkcia BDNF v nervovom systéme

Neurotrofický faktor účinkuje v určitých neurónoch centrálneho nervového systému a tiež v perifériách a pomáha neurónom na týchto miestach prežiť. Okrem toho uľahčuje ich rast a diferenciáciu.

Táto látka je obzvlášť aktívny v častiach centrálneho nervového systému, konkrétne v mozgovej kôre, hipokampe a najbazálnejšej časti mozgu. Tieto oblasti sú zapojené do kognitívnych procesov, ako sú pamäť, učenie a myslenie. Bolo tiež vidieť, že sa môže nachádzať na miestach ako sietnica, obličky, motorické neuróny, kostrové svalstvo, prostata a dokonca aj v slinách.

Neurotrofický faktor odvodený od mozgu hrá dôležitú úlohu v dlhodobej pamäti. Aj keď je pravda, že veľké množstvo neurónov v mozgu cicavcov sa vytvára počas embryonálneho stavu, častí mozgu jedinca, keď je už dospelý, majú schopnosť generovať nové neuróny z nervových kmeňových buniek. Tento proces je známy ako neurogenéza. Neurotrofy pomáhajú stimulovať a riadiť tento proces, najdôležitejší je BDNF.

• Mohlo by vás zaujímať: „Druhy pamäte: ako ľudský mozog ukladá spomienky?"

Mechanizmus akcie

BDNF sa viaže na najmenej dva receptory na povrchu buniek, na ktoré sú schopné reagovať tento rastový faktor: stopa B (TrkB) a receptor s nízkou afinitou k nervovému rastovému faktoru (LNGFR). Neurotrofický faktor moduluje aktivitu niekoľkých neurotransmiterových receptorov, vrátane nikotínových receptorov.

1. TrkB

TrkB je kódovaný génom NTRK2. Aktivácia dráhy BDNF-TrkB je dôležitá pre vývoj krátkodobej pamäte a rast neurónov.

2. LNGFR

Interakcia medzi BDNF a LNGFR receptorom nie je veľmi jasná. Výskum ukázal, že táto interakcia stojí za inhibíciou smrti neurónov.

Kognitívne návyky

Život v prostrediach, ktoré majú viac kognitívnych stimulov, okrem vedenia fyzicky aktívneho životného štýlu, sa spájajú s dobrou kognitívnou funkciou všeobecne. Kognitívna, fyzická a vizuálna stimulácia sa premieta do lepšieho fungovania neurónov a zvýšenia synaptická komunikácia medzi neurónmi, ktorá zahŕňa zmeny v štruktúre aj chémii mozgová.

Senzorické podnety najskôr spracuje mozgová kôra a až potom sa dostane do hipokampu. Expresia BDNF sa zvyšuje v prostrediach bohatých na kognitívne stimuly, o ktorej sa pripisuje, že má lepšiu pamäť a kapacitu na učenie. Tento faktor by spôsobil vznik viacerých synapsií (synaptogenézy), dendritov (dendritogenézy) a, ako sme už uviedli, väčšej neurogenézy.

Vzťah s patológiou

Rovnako ako neurotrofický faktor odvodený od mozgu je spájaný s lepšími kognitívnymi schopnosťami a je za procesmi, ako je učenie, pamäte a myslenia, bolo nevyhnutné sledovať, do akej miery môže tento faktor chýbať pri neurodegeneratívnych ochoreniach a poruchách psychiatrické. Tu ich uvidíme niekoľko.

1. Schizofrénia

Skutočnosť, že BDNF je rozhodujúcou látkou pre prežitie centrálneho a periférneho nervového systému, najmä vo vzťahu k synaptogenéze počas a po embryonálnom vývoji, urobil to príbuzným s schizofrénia.

Bolo to vidieť ľudia s diagnózou majú nižšie množstvá faktora v dorzolaterálnej prefrontálnej kôre, oblasť súvisiaca s pracovnou pamäťou.

2. Depresia

Vysoká hladina kortikosterónu, stresového hormónu, bola spojená so znížením expresie BDNF na zvieracích modeloch, čo malo za následok atrofiu hipokampu.

Zníženie aktivity hipokampu a iných limbických štruktúr bolo spojené s problémami s náladou, najmä ak trpíte chronickou depresiou.

Na druhej strane sa ukázalo, že neurotransmiter glutamát, kalorický deficit, intelektuálna stimulácia a Dobrovoľné, okrem antidepresív, zvyšuje expresiu BDNF v mozgu a zmierňuje príznaky depresívny

3. Starnutie

Úrovne BDNF sú vysoko regulované počas celého života ľudí, v ranom aj v neskorom veku.

Ako sme už videli, neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu sa ukázal ako rozhodujúca látka vo vývoji mozgu pred aj po prenatálnom období. Ako starneme, hladiny BDNF klesajú v mozgových tkanivách.

V dôsledku tohto javu sa zmenšuje objem hipokampu, čo naznačuje, že toto zníženie BDNF zahŕňa kognitívne problémy charakteristické pre starších ľudí.

• Mohlo by vás zaujímať: „3 fázy staroby a ich fyzické a psychologické zmeny"

BDNF a fyzické cvičenie

U zvieracích modelov, najmä u potkanov, sa to pozorovalo miernou fyzickou aktivitou, ako napríklad behaním jeden kilometer denne, zvýšili hladiny BDNF v hipokampe.

Zistilo sa, že tieto zmeny v hladinách faktorov sú obzvlášť významné v neurónoch dentálneho gyru, hilu a oblasti CA3 a prejavia sa po niekoľkých dňoch. Ďalšie oblasti, kde sa našli zmeny, boli v malom mozgu, mozgovej kôre a bedrovej mieche.

Výskum uskutočňovaný na ľuďoch ukázal, že fyzická aktivita pomáha udržiavať a dokonca zlepšovať plasticitu mozgu, charakteristiku veľmi typickú pre hipokampus. Vynikajúcim funkciám, ako je učenie alebo pamäť, prospieva vykonávanie zdravých návykov, ako napríklad tridsaťminútová chôdza, venujete sa nejakému športu alebo hlavne beháte. Cvičenie indukuje zvýšenú expresiu génu BDNF.

Bibliografické odkazy:

• Maisonpierre PC, Le Beau MM, Espinosa R a kol. (1991). Neurotrofický faktor a neurotrofín-3 pochádzajúci z mozgu a mozgu človeka: génové štruktúry, distribúcie a chromozomálne lokalizácie. Genomics 10 (3): 558-68.
• Soppet, D; Escandon, E; Maragos, J; a kol. (1991). Neurotrofické faktory neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu a neurotrofín-3 sú ligandy pre trkB tyrozínkinázový receptor. Bunka 65 (5): 895-903.