Нейрогенез

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нейрогене́з (греч. νεύρο (нерв) + лат. genesis (рождение, возникновение, происхождение)) — комплексный процесс, который начинается с пролиферации клеток-предшественниц, миграции, дифференцировки новообразованных клеток и кончается образованием нового функционирующего и интегрированного в нейрональную сеть нейрона. Наиболее активный во время пренатального развития, нейрогенез ответственен за наполнение растущего мозга.

Эмбриональный нейрогенез[править | править код]

Смотрите развитие нервной системы позвоночных.

Нейрогенез у взрослых[править | править код]

Нейрогенез в гиппокампе: иммуннохимическая визуализация BrdU (красный) позволяет выявлять пролиферирующие клетки в субгранулярной зоне (sgz) зубчатой извилины (dg). Фрагмент иллюстрации из работы Faiz et al., 2005[1].

Нейрогенез у взрослых — это явление, относительно недавно признанное научным сообществом, которое опровергло существовавшую долгое время научную теорию о статичности нервной системы и её неспособности к регенерации. В течение многих лет только небольшое число нейробиологов рассматривало возможность нейрогенеза. Однако, в последние десятилетия, благодаря развитию иммуногистохимических методов и конфокальной микроскопии, сначала было признано наличие нейрогенеза у певчих птиц, а затем были получены неоспоримые доказательства нейрогенеза в субвентрикулярной зоне и субгранулярной зоне (части зубчатой извилины гиппокампа) у млекопитающих, в том числе у людей[2]. Некоторые авторы предполагают, что образование новых нейронов у взрослых также может происходить и в других областях мозга, включая неокортекс приматов, другие ставят под вопрос научность этих исследований, а некоторые считают, что новые клетки могут оказаться глиальными клетками.

Существует гипотеза, что микроокружение в субвентрикулярной зоне и в зубчатой извилине гиппокампа (так называемая нейрогенная ниша) обладает специфическими факторами, которые необходимы для деления клеток предшественников нейронов, а также дифференцировки и интеграции новообразовавшихся нейронов[3]. Около 50 % новорождённых клеток погибает по механизмам запрограммированной клеточной гибели, но если молодые нейроны образуют синаптические контакты или получают необходимую трофическую поддержку, то они могут выживать в течение долгого времени.

Функциональное значение[править | править код]

Нейрогенез у взрослых является одним из механизмов пластичности мозга, выражающихся в увеличении количества нейронов и структурной перестройке нейрональных сетей, образовании новых синапсов и изменении синаптической передачи. Добавление новых клеток в обонятельные луковицы и в зубчатую извилину гиппокампа заканчивается функциональной интеграцией клеток с уникальными характеристиками. Например, молодые гранулярные клетки в зубчатой извилине имеют более низкий порог долговременной потенциации, чем более старые клетки. Предполагается, что эта пластичность важна для процессов обучения и памяти[4][5].

Регуляция[править | править код]

Множество исследований было направлено на определение и изучение факторов, которые регулируют пролиферацию, выживаемость, миграцию и дифференцировку нейрональных предшественников. Этими факторами являются гормоны, ростовые факторы, нейротрансмиттеры, цитокины, электрофизиологическая активность, стресс и др.[6][7][8]

Стимулирование эндогенного нейрогенеза для лечения нейродегенеративных заболеваний[править | править код]

Если нейрогенез изначально присутствует во взрослом мозге на базовом уровне, то можно попытаться усилить его и тем самым компенсировать недостаток нейронов, вызванный нейродегенеративными заболеваниями[9]. Может показаться научной фантастикой, что новообразованные нейроны могут мигрировать в поврежденную область для того, чтобы дифференцироваться в нейроны необходимого фенотипа. Тем не менее, есть группа работ, в которых у животных с паркинсонизмом было использовано управление эндогенными нейрональными предшественниками для попытки восстановления дофаминергической иннервации стриатума[10].

Эффект от каннабиноидов[править | править код]

В 2005 году клинические исследования крыс при Университете Саскачевана показали, что использование каннабиноидов приводит к росту новых нейронов в гиппокампе[11]. Исследования показали, что синтетический наркотик напоминающий ТГК, основной психоактивный ингредиент марихуаны, обеспечивает некоторую защиту мозга от воспаления, что может привести к улучшению памяти в пожилом возрасте. Это связано с рецепторами в организме, которые также могут повлиять на воспроизводство новых нейронов[12].

См. также[править | править код]

Ростральный миграционный тракт у грызунов позволяет новым нейронам достигать обонятельной луковицы и встраиваться в неё на всём протяжении жизни.

Литература[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Faiz M., Acarin L., Castellano B., Gonzalez B. Proliferation dynamics of germinative zone cells in the intact and excitotoxically lesioned postnatal rat brain (англ.) // BMC Neurosci (англ.) : journal. — 2005. — Vol. 6. — P. 26. — DOI:10.1186/1471-2202-6-26. — PMID 15826306.
  2. Ming G. L., Song H. Adult neurogenesis in the mammalian brain: significant answers and significant questions. (англ.) // Neuron (англ.) : journal. — Cell Press (англ.), 2011. — Vol. 70, no. 4. — P. 687—702. — DOI:10.1016/j.neuron.2011.05.001. — PMID 21609825.
  3. Conover J. C. The neural stem cell niche. (англ.) // Cell Tissue Res (англ.) : journal. — 2008. — Vol. 331, no. 1. — P. 211—224. — PMID 17922142.
  4. Lledo P. M. Adult neurogenesis and functional plasticity in neuronal circuits. (англ.) // Nat Rev Neurosci : journal. — 2006. — Vol. 7, no. 3. — P. 179—193. — PMID 16495940.
  5. Deng W. Adult-born hippocampal dentate granule cells undergoing maturation modulate learning and memory in the brain. (англ.) // J Neurosci (англ.) : journal. — 2009. — Vol. 29, no. 43. — P. 13532—13542. — PMID 19864566.
  6. Lucassen P. J. Regulation of adult neurogenesis by stress, sleep disruption, exercise and inflammation: Implications for depression and antidepressant action. (англ.) // European Neuropsychopharmacology (англ.) : journal. — Elsevier, 2010. — Vol. 20, no. 1. — P. 1—17. — PMID 19748235.
  7. Balu D. T. Adult hippocampal neurogenesis: regulation, functional implications, and contribution to disease pathology. (англ.) // Neurosci Biobehav Rev (англ.) : journal. — 2009. — Vol. 33, no. 3. — P. 232—252. — PMID 18786562.
  8. Meerlo P. New neurons in the adult brain: the role of sleep and consequences of sleep loss. (англ.) // Sleep Med Rev (англ.) : journal. — 2008. — Vol. 13, no. 3. — P. 187—194. — PMID 18848476.
  9. Geraerts M. Concise review: therapeutic strategies for Parkinson disease based on the modulation of adult neurogenesis. (англ.) // Stem cell : journal. — 2007. — Vol. 25, no. 2. — P. 263—270. — PMID 17082225.
  10. Cooper O. Intrastriatal transforming growth factor alpha delivery to a model of Parkinson's disease induces proliferation and migration of endogenous adult neural progenitor cells without differentiation into dopaminergic neurons. (англ.) // Stem cell : journal. — 2004. — Vol. 24, no. 41. — P. 8924—8931. — PMID 15483111.
  11. Wen Jiang; Yun Zhang; Lan Xiao; Jamie Van Cleemput; Shao-Ping Ji; Guang Bai; Xia Zhang. Cannabinoids promote embryonic and adult hippocampus neurogenesis and produce anxiolytic- and antidepressant-like effects (англ.) // Journal of Clinical Investigation (англ.) : journal. — 2005. — 1 November (vol. 115, no. 11). — P. 3104—3116. — DOI:10.1172/JCI25509. — PMID 16224541.
  12. News Room - The Ohio State University

Ссылки[править | править код]