Cos'è la neurogenesi?

il neurogenesi è la nascita di nuovi neuroni da cellule staminali e cellule progenitrici. Si verifica durante lo sviluppo embrionale quando si forma il sistema nervoso. Prove recenti hanno dimostrato che la neurogenesi continua negli adulti primati e umani.

I neuroni sono le componenti funzionali del sistema nervoso e sono responsabili per l'elaborazione e la trasmissione di informazioni (Zhao, 2008).

Contrariamente a quanto si pensava molto tempo fa, il sistema nervoso adulto può generare nuovi neuroni, cioè, che ha una certa capacità di rigenerarsi. Quindi la nuova produzione di neuroni non è limitata solo alla vita embrionale e neonatale.

Tutti i mammiferi hanno replicare le cellule in molti organi e, in alcuni casi, in particolare nel sangue, la pelle e l'intestino, staminali esistono cellule per tutta la vita, contribuendo alla sostituzione rapida delle cellule (Gage, 2002 ). Ad esempio, l'intestino rigenera completamente le sue cellule ogni 10,7 anni.

Ma la rigenerazione del sistema nervoso, in particolare del cervello, è molto più limitata, ma ciò non significa che non esista.

Caratteristiche della neurogenesi

Insetti, pesci e anfibi possono replicare le cellule neuronali per tutta la vita. Si pensava che un'eccezione a questa regola di autoriparazione e crescita continua fosse il cervello dei mammiferi e del midollo spinale.

Al giorno d'oggi sappiamo che questa limitazione accettata non è stata vera per molto tempo, dal momento che ci sono due aree ben differenziate del cervello, la giro frastagliato di formazione ippocampale e la zona subventricolare e la sua proiezione attraverso il sentiero rostrale migratorio verso il bulbo olfattivo, che può generare nuovi neuroni per tutta la vita (Gage, 2002).

Pertanto, ci sono cellule staminali neurali per tutta la vita nel cervello adulto che possono rinnovarsi e dare origine a nuovi neuroni, astrociti e oligodendrociti, come accade nel cervello in via di sviluppo.

Queste due aree del cervello dei mammiferi adulti (giro dentato e zona subventricolare) ci sono cellule con attività mitotica, che possono essere classificati in due gruppi (Arias-Carrion, 2007):

• Cellule staminali o tronchi che sono quelli in grado di dividersi indefinitamente e di differenziarsi in diversi tipi di cellule specializzate, con un ciclo cellulare superiore a 28 giorni.

• Cellule progenitrici neurali, con un ciclo cellulare di 12 ore che sono cellule neurali con una capacità più limitata di auto-rinnovamento ed espansione e con possibilità di differenziare alcuni tipi di neuroni. I progenitori neuronali e i progenitori gliali sarebbero cellule che si impegnano a differenziarsi rispettivamente solo verso i neuroni o le glia. I progenitori neuronali determinati per un particolare tipo di neurone potrebbero essere lo strumento di sostituzione ideale per curare il SNC danneggiato.

Regolazione della neurogenesi nel cervello adulto

La neurogenesi nel cervello adulto è regolata positivamente o negativamente da vari meccanismi. Inoltre, vi sono fattori interni ed esterni che partecipano a tale regolamento.

Tra i fattori interni c'è l'espressione di geni, molecole, fattori di crescita, ormoni e neurotrasmettitori; L'età è un altro fattore interno coinvolto nella neurogenesi. Tra i fattori esterni, citiamo gli stimoli ambientali e farmacologici (Arias-Carrión, 2007).

Fattori interni

Genetico e molecolare

Tra i fattori genetici che inducono la neurogenesi e la morfogenesi embrionale, l'espressione genica può essere menzionata. Questi geni partecipano anche alla regolazione della proliferazione e differenziazione cellulare nelle aree neurogeniche del cervello adulto.

Alcuni di questi geni sono espressi in gradi diversi nelle regioni germinative del cervello adulto in risposta a stimoli o lesioni in quella zona.

Fattori di crescita

L'espressione di vari fattori di crescita come il cervello derived neurotrophic factor (BDNF) coinvolti nella regolazione del destino della cellula in grado di determinare le dimensioni della popolazione neuronale o gliale il cervello sia in via di sviluppo e nel cervello adulto.

Questi fattori sono sovraespressi in diversi modelli neurodegenerative come il morbo di Alzheimer o morbo di Parkinson, in cui essi partecipano come fattori protettivi di danno neuronale o fattori che inducono per la generazione e la differenziazione di nuove cellule per sostituire cellule danneggiate (Arias- Carrión, 2007).

In questo contesto, è stato dimostrato che la somministrazione intracerebroventricolare del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) aumenta neurogenesi nel bulbo olfattivo e nell'ippocampo.

Quindi, possiamo concludere che questi fattori di crescita stimolano la neurogenesi nel cervello adulto.

neurotrasmettitori

Attualmente è noto che vari neurotrasmettitori partecipano come fattori che regolano la neurogenesi nel cervello adulto. Tra i più studiati sono il glutammato, la serotonina (5-HT), la noradrenalina e la dopamina.

Il glutammato è considerato il neurotrasmettitore più importante per la funzione cerebrale. È noto per regolare la neurogenesi nell'ippocampo di animali adulti.

Partecipazione di 5-HT in neurogenesi è stato dimostrato in diversi studi, in modo che l'inibizione della sua sintesi ha permesso vedere una diminuzione del tasso di proliferazione sia nell'ippocampo e nella zona sottoventricolare (SVZ) di ratti.

Il sistema noradrenergico è un altro coinvolto nella neurogenesi nel cervello adulto. È stato dimostrato che inibendo il rilascio di noradrenalina, la proliferazione cellulare nell'ippocampo è diminuita.

Infine, la dopamina è un altro importante neurotrasmettitore coinvolto nella regolazione della neurogenesi sia nell'ZSV che nell'ippocampo del cervello adulto. È stato dimostrato sperimentalmente che la diminuzione della dopamina diminuisce la generazione di nuovi neuroni, sia nella SVZ che nel giro dentato dell'ippocampo.

ormoni

Alcuni studi indicano che gli steroidi ovarici, così come gli estrogeni endogeni, hanno un effetto stimolante sulla proliferazione cellulare. Tuttavia, gli steroidi surrenali come i corticosteroidi sopprimono la proliferazione cellulare in aree come il giro dentato dell'ippocampo.

Uno studio sui ratti ha mostrato che il tasso di neurogenesi è aumentato del 65% durante la gravidanza e raggiunge il suo picco poco prima della consegna, che coincide con livelli di prolattina (Arias-Carrion, 2007).

età

È noto che l'età è uno dei fattori interni più importanti nella regolazione della neurogenesi nel cervello.

La neurogenesi nel cervello in via di sviluppo è molto alta, ma man mano che invecchiamo e invecchiamo, diminuisce drasticamente, sebbene non scompaia del tutto.

Fattori esterni

ambientale

La neurogenesi non costituisce un processo biologico statico, poiché la sua velocità è variabile e dipende dall'ambiente. È noto che l'attività fisica, gli ambienti arricchiti, la limitazione energetica e la modulazione dell'attività neuronale, tra gli altri fattori, agiscono come regolatori positivi della neurogenesi.

Gli animali che vivono in un ambiente arricchito hanno un aumento della neurogenesi nel giro dentato. Tuttavia, negli animali che vivono sotto stress o in un ambiente poco arricchito, la neurogenesi in quest'area diminuisce o è totalmente inibita.

Inoltre, le alterazioni dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene, indotte da situazioni di stress persistente durante lo sviluppo, riducono la generazione di nuove cellule nel giro dentato. Pertanto, è noto che la proliferazione cellulare nel giro dentato diminuisce a causa dell'effetto dei glucocorticoidi, che vengono rilasciati in risposta allo stress.

Così, si è osservato come sia esercizio volontario e arricchimento ambientale migliorare le prestazioni dei topi giovani e vecchi nel Morris water maze (compito di verificare l'apprendimento e la memoria ippocampale dipendente) (Arias-Carrión , 2007).

E 'stato anche osservato come neurogenesi può essere modulata dalla condizione sociale degli animali ed è probabile che sia mediata da molecole come fattore neurotrofico cerebrale di cui sopra (Zhao, 2008).

Infine, le esperienze che sono associate ad un miglioramento della cognizione, presumibilmente lo fanno stimolando la rete neuronale dell'ippocampo.

In realtà, l'apprendimento dipendente dall'ippocampo è uno dei principali regolatori della neurogenesi (studio). L'ippocampo è responsabile della formazione di nuovi ricordi, memoria dichiarativa e memoria episodica e spaziale. Quindi la proliferazione di nuovi neuroni in quest'area del cervello è molto importante.

Una volta spiegato che cos'è la neurogenesi e in base a quali fattori è regolata, potresti chiederti se qualcosa può essere fatto per evitare la diminuzione della caratteristica neurogenetica dell'invecchiamento e stimolare la creazione di nuovi neuroni. È il tuo giorno fortunato perché la risposta è sì. Ecco alcuni suggerimenti per ottenerlo.

Come guidi la neurogenesi? 

Esercizio!

La diminuzione della neurogenesi propria dell'invecchiamento può essere prevenuta o annullata dall'esercizio fisico. Infatti, come commentano Van Praag e collaboratori (2005), gli adulti più anziani che esercitavano per tutta la vita avevano una minore perdita di tessuto cerebrale rispetto agli individui sedentari. D'altra parte, gli anziani in buone condizioni fisiche hanno prestazioni migliori nei test cognitivi rispetto ai loro colleghi sedentari (studio).

Qualsiasi esercizio è buono, ma in particolare è stato osservato come la corsa aumenti la proliferazione cellulare in SGZ (Zhao, 2008).

Trova un ambiente arricchito!

La neurogenesi dell'adulto è regolata dinamicamente da molti stimoli fisiologici. Ad esempio, negli adulti SGZ, l'esercizio fisico aumenta la proliferazione cellulare come abbiamo precedentemente commentato, mentre un ambiente arricchito promuove la sopravvivenza di nuovi neuroni (Ming, 2011) (studio).

Leggere, imparare nuove abilità, incontrare nuove persone, giochi e attività che richiedono il pensiero, avere hobby, viaggi o esperienze come avere figli (sì, avere figli aumenta la neurogenesi in entrambe madri e padri), tra molti altri, sono attività che rappresentano una sfida per la nostra cognizione con la conseguente plasticità cerebrale e la nuova produzione di neuroni.

Evita lo stress cronico!

Lo stress è una risposta acuta e adattativa per l'ambiente che ci aiuta in molti casi, per risolvere i problemi e la fuga da possibili pericoli, ma oggi, il nostro modo di vita piena di lavoro e la preoccupazione ci rende un livello di stress costante e cronico , che lungi dall'essere adattivo può causare seri problemi fisici e psicologici.

Questo stress cronico e i suoi conseguenti alti livelli di ormoni surrenali come il cortisolo, hanno dimostrato di causare la morte neuronale e la soppressione della neurogenesi (studio).

Pertanto, evitare lo stress con alternative come lo yoga, il rilassamento, un buon riposo e l'igiene del sonno impedirebbero questa temuta morte neuronale causata dallo stress cronico.

Mangia bene! Meno è di più!

Il cibo non è meno importante. È stato dimostrato come la restrizione calorica, il digiuno intermittente e una dieta ricca di polifenoli e acidi grassi polinsaturi possano giovare alla cognizione, all'umore, all'invecchiamento e alla malattia di Alzheimer. Con particolare attenzione al miglioramento della plasticità strutturale e funzionale dell'ippocampo, l'aumento dell'espressione di fattori neurotrofici, la funzione sinaptica e la neurogenesi adulta (studio).

Ciò non significa che non mangi o che tu vada a dieta, ma che non sia buono da mangiare fino a quando non si gonfia o si mangia cibo trattato. Mangia sano e con moderazione.

I polifenoli si trovano in alimenti come semi d'uva, mele, cacao, frutta come albicocche, ciliegie, mirtilli rossi, melograni, ecc. E in bevande come il vino rosso. Sono anche presenti in noci, cannella, tè verde e cioccolato (cioccolato fondente non in cioccolato al latte).

Gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) sono presenti nei pesci grassi (pesce azzurro) e negli oli di pesce e frutti di mare, così come negli oli di semi e nelle verdure a foglia verde.

Quindi, sei disposto a mettere in pratica questi suggerimenti per dare un po 'di spinta alla tua neurogenesi?

riferimenti

1. Gage, F. H. (2002). Neurogenesi nel cervello adulto. The Journal of Neuroscience, 22(3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Neurogenesi nel cervello adulto. Journal of Neurology, 44(9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F. H. (2008). Meccanismi e implicazioni funzionali della neurogenesi adulta. Cella, 132(4), 645-660. 
4. Deng, W., Aimone, J. B. & Gage, F. H. (2010). Nuovi neuroni e nuovi ricordi: in che modo la neurogenesi dell'ippocampo adulto influenza l'apprendimento e la memoria? Nature Reviews Neuroscienze, 11, 339-350.
5. Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F. H. (2005). L'esercizio migliora l'apprendimento e la neurogenesi ippocampale nei topi anziani. JNeurosci: The Journal of Neuroscience, 25 anni(38), 8680-8685. 
6. Ming, G. L. & Song, H. (2011). Neurogenesi dell'adulto nel cervello dei mammiferi: risposte significative e domande significative. Neurone, 70 anni(4), 687-702.
7. De Celis, M. F. R., Bornstein, S. R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C. L. et al. (2016). Gli effetti dello stress sul cervello e sulle cellule staminali surrenali. Psichiatria molecolare, 21, 590-593. 
8. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Effetti della dieta sul cervello Plasticità negli studi sugli animali e sull'uomo: Mind the Gap. Neural Plasticity, 2014, 1-32.