Možganski nevrotrofični faktor (BDNF) - kaj je to?

Izkazalo se je, da je nevrotrofični faktor, ki izhaja iz možganov, eden najpomembnejših nevrotropinov v procesih, kot so učenje, spomin in razmišljanje.

Dokazano je tudi, da neustrezne ravni te snovi povzročajo bolezni, kognitivne motnje in težave z razpoloženjem.

Nato bomo podrobneje preučili, kaj točno ta beljakovina počne, nekatere motnje, v katerih je bil povezan z njim, njegov mehanizem delovanja in pomen izvajanja telesne dejavnosti za dobro raven dejavnik.

• Povezani članek: "Deli človeških možganov (in funkcije)"

Kaj je možganski nevrotrofični faktor?

Iz možganov pridobljeni nevrotrofični faktor, bolj znan po svoji kratici v angleščini BDNF (možganski nevrotrofični faktor), je protein, katerega gen se nahaja na kromosomu 11, ki izkazalo se je, da je to nevrotropin z največjo izraženostjo v možganih sesalcev, zlasti v možganski skorji in hipokampusu.

Ti nevrotrofini igrajo zelo pomembno vlogo med razvojem možganov in še naprej delujejo na plastičnost živčnega sistema, ko doseže zrelost.

Ugotovljeno je bilo, da imajo pomembno vlogo v procesih, kot so nevrogeneza, vzdrževanje in sanacija nevronske funkcije ter njihova strukturna celovitost. V resnici je Mark Tuszynski s kalifornijske univerze pokazal, da je bilo tako

eden od dejavnikov, ki je pri živalskih modelih preprečil smrt nevronov, ko pride do poškodbe možganov.

Delovanje BDNF v živčnem sistemu

Nevrotrofični dejavnik deluje v nekaterih nevronih osrednjega živčevja in tudi na obrobju ter pomaga nevronom v teh krajih preživeti. Poleg tega olajša njihovo rast in diferenciacijo.

Ta snov še posebej aktiven je v delih centralnega živčnega sistema, zlasti v možganski skorji, hipokampusu in najbolj bazalnem delu možganov. Ta področja so vključena v kognitivne procese, kot so spomin, učenje in razmišljanje. Ugotovljeno je bilo tudi, da ga najdemo na mestih, kot so mrežnica, ledvice, motorični nevroni, skeletne mišice, prostata in celo v slini.

Iz možganov pridobljeni nevrotrofični faktor igra pomembno vlogo pri dolgotrajnem spominu. Čeprav je res, da se veliko število nevronov v možganih sesalcev oblikuje med embrionalnim stanjem, deli možganov posameznika, ko je že odrasel, lahko iz nevronskih izvornih celic generirajo nove nevrone. Ta proces je znan kot nevrogeneza. Nevrotrofi pomagajo spodbuditi in nadzorovati ta proces, pri čemer je BDNF najpomembnejši.

• Morda vas zanima: "Vrste spomina: kako človeški možgani shranjujejo spomine?"

Mehanizem delovanja

BDNF se veže na vsaj dva receptorja na površini celic, ki se lahko odzovejo ta rastni faktor: sled B (TrkB) in receptor za nizko afiniteto za rastni faktor živca (LNGFR). Nevrotrofični faktor modulira aktivnost več receptorjev nevrotransmiterjev, vključno z nikotinskimi receptorji.

1. TrkB

TrkB kodira gen NTRK2. Aktivacija poti BDNF-TrkB je pomembna za kratkoročni razvoj spomina in rast nevronov.

2. LNGFR

Interakcija med BDNF in receptorjem LNGFR ni zelo jasna. Raziskave so pokazale, da je ta interakcija tista, ki zavira smrt nevronov.

Kognitivne sposobnosti

Življenje v okoljih, ki imajo več kognitivnih dražljajev, je poleg tega, da vodi fizično aktiven življenjski slog, povezano tudi z dobro kognitivno funkcijo na splošno. Kognitivna, fizična in vizualna stimulacija pomeni boljše delovanje nevronov, kar poveča sinaptična komunikacija med nevroni, ki vključuje spremembe tako v strukturi kot v kemiji možganski.

Senzorične dražljaje skorja najprej obdela, preden doseže hipokampus. Izražanje BDNF je okrepljeno v okoljih, bogatih s kognitivnimi dražljaji, kar je bilo pripisano vzroku za boljši spomin in učno sposobnost. Ta dejavnik bi povzročil nastanek več sinaps (sinaptogeneza), dendritov (dendritogeneza) in, kot smo že omenili, večje nevrogeneze.

Odnos s patologijo

Na enak način, kot je možganski nevrotrofični dejavnik povezan z boljšimi kognitivnimi sposobnostmi in zaostajanjem za procesi, kot je učenje, spomina in misli je bilo neizogibno opazovati, v kolikšni meri je ta dejavnik lahko odsoten pri nevrodegenerativnih boleznih in motnjah psihiatrična. Tukaj bomo videli nekaj.

1. Shizofrenija

Dejstvo, da je BDNF ključna snov za preživetje centralnega in perifernega živčnega sistema, še posebej v zvezi s sinaptogenezo med in po razvoju zarodka, je to povezano z shizofrenija.

To se je že videlo ljudje z diagnozo imajo nižje količine faktorja v dorsolateralni predfrontalni skorji, področje, povezano z delovnim spominom.

2. Depresija

Visoka raven kortikosterona, stresnega hormona, je bila povezana z zmanjšanjem izražanja BDNF pri živalskih modelih, kar je pomenilo atrofijo hipokampusa.

Zmanjšanje aktivnosti hipokampusa in drugih limbičnih struktur je povezano s težavami z razpoloženjem, zlasti s kronično depresijo.

Po drugi strani pa je bilo ugotovljeno, da nevrotransmiter glutamat, kalorični primanjkljaj, intelektualna stimulacija in Prostovoljno poleg antidepresivov poveča izražanje BDNF v možganih in zmanjša simptome depresivno

3. Staranje

Ravni BDNF so zelo regulirane skozi življenje ljudi, tako zgodaj kot pozno v življenju.

Kot smo že videli, se je izkazalo, da je nevrotrofični faktor, ki izhaja iz možganov, kritična snov v razvoju možganov pred in po prenatalnem obdobju. S staranjem se ravni BDNF zmanjšujejo v možganskih tkivih.

Zaradi tega pojava se obseg hipokampusa zmanjša, kar kaže na to, da to zmanjšanje BDNF vključuje kognitivne težave, tako značilne za starejše.

• Morda vas zanima: "3 faze starosti in njihove fizične in psihološke spremembe"

BDNF in telesna vadba

Pri živalskih modelih, zlasti pri podganah, so to opazili vključitev v zmerno telesno aktivnost, kot je tek na kilometer na dan, je povečala raven BDNF v hipokampusu.

Ugotovljeno je bilo, da so te spremembe ravni faktorjev še posebej pomembne pri nevronih zobnega girusa, hilusa in CA3 regije in se pojavijo po nekaj dneh. Druge regije, kjer so bile ugotovljene spremembe, so bile v možganih, možganski skorji in ledveni hrbtenjači.

Raziskave, opravljene z ljudmi, so pokazale, da telesna aktivnost pomaga vzdrževati in celo izboljšati možgansko plastičnost, značilnost, ki je zelo značilna za hipokampus. Vrhunske funkcije, kot sta učenje ali spomin, koristijo izvajanju zdravih navad, kot je hoja trideset minut na dan, se ukvarjati s katerim koli športom ali, še posebej, teči. Vadba povzroči povečano izražanje gena BDNF.

Bibliografske reference:

• Maisonpierre PC, Le Beau MM, Espinosa R, et al. (1991). Nevrotrofni faktor in nevrotrofin-3, pridobljeni iz možganov človeka in podgan: genske strukture, porazdelitve in kromosomske lokalizacije. Genomics 10 (3): 558-68.
• Soppet, D; Escandon, E; Maragos, J; et al. (1991). Nevrotrofični dejavniki, pridobljeni iz možganov, nevrotrofni faktor in nevrotropin-3 sta liganda za receptor za tirozin kinazo trkB. Celica 65 (5): 895-903.