NEUROGENESE: EIGENSCHAFTEN UND REGULATION - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Die Neurogenese ist die Geburt neuer Neuronen aus Stammzellen und Vorläuferzellen. Es tritt während der Embryonalentwicklung auf, wenn das Nervensystem gebildet wird. Jüngste Erkenntnisse haben gezeigt, dass die Neurogenese bei erwachsenen Primaten und Menschen fortgesetzt wird.

Neuronen sind die funktionellen Komponenten des Nervensystems und für die Verarbeitung und Übertragung von Informationen verantwortlich. Im Gegensatz zu dem, was lange gedacht wurde, kann das adulte Nervensystem neue Neuronen erzeugen, dh es hat eine gewisse Fähigkeit zur Regeneration, so dass die neue Produktion von Neuronen nicht nur auf das embryonale und neonatale Leben beschränkt ist.

Alle Säugetiere haben Zellen, die sich in vielen Organen replizieren, und in einigen Fällen, insbesondere in Blut, Haut und Darm, existieren Stammzellen während des gesamten Lebens, was zu einem schnellen Zellersatz beiträgt.

Beispielsweise regeneriert der Darm seine Zellen alle 10,7 Jahre vollständig. Die Regeneration des Nervensystems, insbesondere des Gehirns, ist viel eingeschränkter, aber das bedeutet nicht, dass es nicht existiert.

Eigenschaften der Neurogenese

Neuron

Insekten, Fische und Amphibien können Nervenzellen während des gesamten Lebens replizieren. Eine Ausnahme von dieser Regel der Selbstreparatur und des kontinuierlichen Wachstums war vermutlich das Gehirn und das Rückenmark von Säugetieren.

Heute wissen wir, dass diese seit langem akzeptierte Einschränkung nicht ganz zutrifft, da es gut differenzierte Bereiche des Gehirns gibt, die im Laufe des Lebens neue Neuronen erzeugen können.

Daher gibt es im erwachsenen Gehirn im Laufe des Lebens neurale Stammzellen, die sich erneuern und neue Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten hervorbringen können, genau wie im sich entwickelnden Gehirn.

In diesen Bereichen des Gehirns erwachsener Säugetiere (Gyrus dentatus und subventrikulärer Bereich) gibt es Zellen mit mitotischer Aktivität, die in zwei Gruppen eingeteilt werden können:

Stamm- oder Stammzellen

Sie sind diejenigen, die sich auf unbestimmte Zeit teilen und in verschiedene Arten spezialisierter Zellen mit einem Zellzyklus von mehr als 28 Tagen differenzieren können.

Neuronale Vorläuferzellen

Bei einem 12-stündigen Zellzyklus handelt es sich um neuronale Zellen mit einer begrenzten Fähigkeit zur Selbsterneuerung und -expansion und dem Potenzial, in einige Arten von Neuronen zu differenzieren.

Neuronale Vorläufer und Glia-Vorläufer wären die Zellen, die nur in Neuronen bzw. Glia differenzieren sollen. Neuronale Vorläufer, die für einen bestimmten Neuronentyp bestimmt wurden, könnten das ideale Ersatzinstrument zur Behandlung des verletzten Zentralnervensystems sein.

Regulation der Neurogenese im erwachsenen Gehirn

Die Neurogenese im erwachsenen Gehirn wird durch verschiedene Mechanismen positiv oder negativ reguliert. Darüber hinaus gibt es interne und externe Faktoren, die an einer solchen Regulierung beteiligt sind.

Interne Faktoren umfassen die Expression von Genen, Molekülen, Wachstumsfaktoren, Hormonen und Neurotransmittern; Das Alter ist ein weiterer interner Faktor, der an der Neurogenese beteiligt ist. Externe Faktoren umfassen Umwelt- und pharmakologische Reize.

-Interne Faktoren

Genetisch und molekular

Unter den genetischen Faktoren, die die Neurogenese und die embryonale Morphogenese induzieren, kann die Expression von Genen erwähnt werden. Diese Gene sind auch an der Regulierung der Zellproliferation und -differenzierung in neurogenen Bereichen des erwachsenen Gehirns beteiligt.

Einige dieser Gene werden in den Keimregionen des erwachsenen Gehirns in unterschiedlichem Maße als Reaktion auf Reize oder Läsionen in diesem Bereich exprimiert.

Wachstumsfaktoren

Die Expression verschiedener Wachstumsfaktoren, wie z. B. des vom Gehirn abgeleiteten neurotrophen Faktors (BDNF), der an der Regulation des Zellschicksals beteiligt ist, kann die Größe der neuronalen oder glialen Population sowohl im sich entwickelnden Gehirn als auch im erwachsenen Gehirn bestimmen.

Diese Faktoren werden in verschiedenen neurodegenerativen Modellen wie Alzheimer oder Parkinson überexprimiert, wo sie als Schutzfaktoren gegen neuronale Schäden oder als induktive Faktoren bei der Erzeugung und Differenzierung neuer Zellen, die die verletzten Zellen ersetzen, eine Rolle spielen.

In diesem Zusammenhang wurde gezeigt, dass die intracerebroventrikuläre Verabreichung von neurotrophen Faktoren (BDNF) aus dem Gehirn die Neurogenese im Riechkolben und im Hippocampus erhöht.

Wir können daher den Schluss ziehen, dass diese Wachstumsfaktoren die Neurogenese im erwachsenen Gehirn stimulieren.

Neurotransmitter

Es ist derzeit bekannt, dass verschiedene Neurotransmitter als Faktoren beteiligt sind, die die Neurogenese im erwachsenen Gehirn regulieren. Zu den am meisten untersuchten gehören Glutamat, Serotonin (5-HT), Noradrenalin und Dopamin.

Glutamat gilt als wichtigster Neurotransmitter für die Gehirnfunktion. Es ist bekannt, die Neurogenese im Hippocampus erwachsener Tiere zu regulieren.

Die Beteiligung von 5-HT an der Neurogenese wurde in mehreren Studien nachgewiesen, so dass die Hemmung seiner Synthese eine Abnahme der Proliferationsrate sowohl im Hippocampus als auch in der subventrikulären Zone (ZSV) von Ratten ermöglichte.

Das noradrenerge System ist ein weiteres an der Neurogenese im erwachsenen Gehirn beteiligtes System. Durch die Hemmung der Noradrenalinfreisetzung wurde gezeigt, dass die Zellproliferation im Hippocampus abnimmt.

Schließlich ist Dopamin ein weiterer wichtiger Neurotransmitter, der an der Regulation der Neurogenese sowohl in der subventrikulären Zone als auch im Hippocampus des erwachsenen Gehirns beteiligt ist. Es wurde experimentell gezeigt, dass die Abnahme von Dopamin die Erzeugung neuer Neuronen sowohl im subventrikulären Bereich als auch im Gyrus dentatus des Hippocampus verringert.

Hormone

Einige Studien zeigen, dass Ovarialsteroide sowie endogene Östrogene eine stimulierende Wirkung auf die Zellproliferation haben. Nebennierensteroide wie Kortikosteroide unterdrücken jedoch die Zellproliferation in Bereichen wie dem Gyrus dentatus des Hippocampus.

Eine Studie an Ratten zeigt, dass die Rate der Neurogenese während der Schwangerschaft um 65% ansteigt und kurz vor der Entbindung ihren maximalen Höhepunkt erreicht, der mit den Prolaktinspiegeln zusammenfällt.

Alter

Das Alter ist bekanntermaßen einer der wichtigsten internen Faktoren bei der Regulation der Neurogenese im Gehirn.

Die Neurogenese im sich entwickelnden Gehirn ist sehr hoch, aber wenn wir das Erwachsenenalter und das Alter erreichen, nimmt sie drastisch ab, obwohl sie nicht ganz verschwindet.

-Externe Faktoren

Umwelt

Die Neurogenese ist kein statischer biologischer Prozess, da ihre Geschwindigkeit variabel ist und von der Umgebung abhängt. Es ist bekannt, dass körperliche Aktivität, angereicherte Umgebungen, Energieeinschränkung und Modulation der neuronalen Aktivität unter anderem als positive Regulatoren der Neurogenese wirken.

Tiere, die in einer angereicherten Umgebung leben, zeigen eine Zunahme der Neurogenese im Gyrus dentatus. Bei Tieren, die unter Stressbedingungen oder in einer schlecht angereicherten Umgebung leben, ist die Neurogenese in diesem Bereich jedoch vermindert oder vollständig gehemmt.

Darüber hinaus verringern Veränderungen der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse, die durch anhaltende Stresssituationen während der Entwicklung hervorgerufen werden, die Bildung neuer Zellen im Gyrus dentatus. Somit ist bekannt, dass die Zellproliferation im Gyrus dentatus aufgrund der Wirkung von Glukokortikoiden abnimmt, die als Reaktion auf Stress freigesetzt werden.

Auf diese Weise wurde beobachtet, wie freiwilliges Training und Umweltanreicherung die Leistung von jungen und alten Mäusen im Morris-Wasserlabyrinth verbessern (Aufgabe zum Testen des Hippocampus-abhängigen Lernens und Gedächtnisses).

Es wurde auch beobachtet, dass die Neurogenese durch den sozialen Status von Tieren moduliert werden kann und wahrscheinlich durch Moleküle wie den oben erwähnten neurotrophen Faktor aus dem Gehirn vermittelt wird.

Erfahrungen, die mit einer verbesserten Wahrnehmung verbunden sind, stimulieren vermutlich das neuronale Netzwerk des Hippocampus.

Tatsächlich ist das Hippocampus-abhängige Lernen einer der Hauptregulatoren der Neurogenese (Studie). Der Hippocampus ist verantwortlich für die Bildung neuer Erinnerungen, des deklarativen Gedächtnisses sowie des episodischen und räumlichen Gedächtnisses. Daher ist die Proliferation neuer Neuronen in diesem Bereich des Gehirns sehr wichtig.

Wie kann man die Neurogenese verbessern?

Nachdem Sie erklärt haben, was Neurogenese ist und durch welche Faktoren sie reguliert wird, fragen Sie sich möglicherweise, ob etwas getan werden kann, um die für das Altern charakteristische Abnahme der Neurogenese zu verhindern und die Bildung neuer Neuronen zu stimulieren. Es ist dein Glückstag, denn die Antwort lautet ja. Hier sind einige Tipps, um dies zu erreichen.

Übung

Die für das Altern typische Abnahme der Neurogenese kann durch körperliche Betätigung verhindert oder rückgängig gemacht werden. In der Tat haben ältere Erwachsene, die während ihres gesamten Lebens Sport treiben, weniger Verlust an Gehirngewebe als sitzende Personen.

Auf der anderen Seite schneiden körperlich gesunde ältere Menschen bei kognitiven Tests besser ab als ihre sitzenden Altersgenossen (Studie).

Angereicherte Umgebungen

Die adulte Neurogenese wird durch viele physiologische Reize dynamisch reguliert.

Lesen, neue Fähigkeiten erlernen, neue Leute kennenlernen, Spiele und Aufgaben, die Denken, Hobbys, Reisen oder Erfahrungen wie Kinder erfordern, sind Aktivitäten, die eine Herausforderung für unsere Wahrnehmung darstellen, mit der daraus resultierenden Plastizität des Gehirns und der neuen Produktion von Neuronen.

Vermeiden Sie chronischen Stress

Stress ist eine akute und anpassungsfähige Reaktion auf die Umwelt, die uns bei vielen Gelegenheiten hilft, Probleme zu lösen und möglichen Gefahren zu entkommen.

Unsere Lebensweise voller Arbeit und Sorgen führt jedoch zu einem konstanten und chronischen Stress, der uns nicht nur anpassungsfähig, sondern auch ernsthafte physische und psychische Probleme bereiten kann.

Es wurde gezeigt, dass dieser chronische Stress und die daraus resultierenden hohen Spiegel an Nebennierenhormonen wie Cortisol den neuronalen Tod und die Unterdrückung der Neurogenese verursachen (Studie).

Daher würde die Vermeidung von Stress mit Alternativen wie Yoga, Entspannung, guter Ruhe und Schlafhygiene diesen gefürchteten neuronalen Tod durch chronischen Stress vermeiden.

Iss gut

Essen ist nicht weniger wichtig. Es wurde gezeigt, dass Kalorieneinschränkung, intermittierendes Fasten und eine Ernährung mit hohem Gehalt an Polyphenolen und mehrfach ungesättigten Fettsäuren die Wahrnehmung, die Stimmung, das Altern und die Alzheimer-Krankheit fördern.

Mit besonderem Augenmerk auf die Verbesserung der strukturellen und funktionellen Plastizität im Hippocampus, die Steigerung der Expression neurotropher Faktoren, der synaptischen Funktion und der adulten Neurogenese (Studie).

Dies bedeutet nicht, dass Sie nicht essen oder eine Diät machen, aber dass es nicht gut ist zu essen, bis Sie aufblähen oder verarbeitete Lebensmittel essen. Essen Sie gesund und in Maßen.

Polyphenole kommen in Lebensmitteln wie Traubenkernen, Äpfeln, Kakao, Früchten wie Aprikosen, Kirschen, Blaubeeren, Granatäpfeln usw. sowie in Getränken wie Rotwein vor. Sie sind auch in Nüssen, Zimt, grünem Tee und Schokolade enthalten (dunkle Schokolade, keine Milchschokolade).

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind in fettem Fisch (blauer Fisch), Fischölen und Schalentieren sowie in Samenölen und grünem Blattgemüse enthalten.

Verweise

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