Открыть главное меню

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.

Содержание

Эмбриональный нейрогенезПравить

Нейрогенез у взрослыхПравить

 
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 значениеПравить

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].

РегуляцияПравить

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 заболеванийПравить

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 каннабиноидовПравить

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. такжеПравить

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

ЛитератураПравить

ПримечанияПравить

  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

СсылкиПравить