Нейрогенез, нейроны и новые нейронные связи

«Берегите нервы, а главное, не трепите их ни себе ни людям, ведь нервные клетки не восстанавливаются» — говорили нам в детстве. Но вот ученые не так категоричны в отношении способностей мозга и уже несколько десятилетий говорят об обратном.

О том, что такое нейрогенез, для чего он нужен и как каждый из нас в силах его поддержать, читайте в этом материале.

Содержание

• Нейрогенез: как и для чего образуются новые клетки?
• Динамика нейрогенеза на протяжении жизни: от 250 000 клеток в минуту до нескольких тысяч в день
• Несколько факторов, которые могут все испортить
• Как улучшить нейрогенез

Нейрогенез: как и для чего образуются новые клетки?

Когда мы говорим о мозге, то представляем огромный конгломерат нейронов – нервных клеток, которые слишком малы, чтобы их увидеть и слишком многочисленны, чтобы их пересчитать.

5 мкм — размер нервной клетки. Всего их около 86 млрд.

Нейроны не функционируют поодиночке, а образуют тысячи контактов с другими нервными клетками, формируя тем самым нейронные сети.

Именно они лежат в основе процессов запоминания, обучения, восприятия и других когнитивных функций.  Однако было бы ошибкой думать, что мозг состоит только лишь из нейронов, мозг это еще и 85 млрд глиальных клеток, которые питают, защищают и поддерживают нервные клетки. Кроме того, это органы эндокринной системы – гипофиз и эпифиз, спинномозговая жидкость, или ликвор и другие.

Не так давно после многочисленных споров, открытий и их опровержений, ученым все-таки удалось доказать и наличие стволовых клеток в ЦНС взрослого человека.

Стволовые клетки – это неспециализированные клетки организма, которые способны к делению и превращению в клетки различных органов и тканей. В головном мозге они превращаются в нейрональные или глиальные.

Именно благодаря стволовым клеткам возможен нейрогенез – формирование новых нейронов.  Но зачем они нужны?

Еще со школьных уроков биологии мы знаем, что все живые клетки, будь то растительные или животные, способны к делению. Именно благодаря этому организм растет, размножается, заменяет поврежденные клетки на новые «рабочие».

Нейроны не обладают такой способностью, поэтому если с ними что-то случается и они погибают, то это происходит раз и навсегда.

Раньше так и думали, поэтому советовали беречь нервные клетки. Теперь же, после открытия нейрогенеза, становится ясно, что несмотря на потери, мы можем восстановить нервную ткань и заменить «мертвые» клетки на новые рабочие.

Также нейрогенез связывают с процессами обучения, памяти и защитой мозга от вызванного стрессом истощения. Ученые возлагают большие надежды на этот процесс, предполагая его участие в реабилитации психических и неврологических расстройств.

Нейрогенез – это важная адаптивная функция мозга, задача которой компенсировать поврежденные клетки в результате патологических или иных причин.

Будущие нейроны формируются преимущественно в двух областях: зубчатой извилине гиппокампа и субвентрикулярной области боковых желудочков мозга.

Перед тем как стать нейрональной клеткой, клетка предшественница должна пройти несколько этапов трансформаций и, что немаловажно, выжить. Химическое «окружение» клетки играет большую роль в ее выживании и переходе в статус зрелой нейрональной клетки.  

Так, только 25% клеток из области желудочков и 40% из гиппокампа способны на это.

Далее клетки дифференцируются, то есть превращаются в какой-то конкретный тип нейронов и мигрируют в нужные области мозга, где включаются в работу.

Динамика нейрогенеза на протяжении жизни: от 250 000 клеток в минуту до нескольких тысяч в день

Начинается нейрогенез на этапе формирования плода и отвечает за «заселение» растущего мозга. Уже на третьей неделе после зачатия начинают формироваться клетки, предназначенные для построения нервной системы, а на 14 неделе мозг ребенка становится похож на мозг взрослого, за исключением наличия в нем борозд и извилин.

Основная часть нейрогенеза завершается к 5 месяцам внутриутробного развития, однако описанные выше области гиппокампа и боковых желудочков мозга продуцируют нейроны на протяжении всей жизни.

Кора головного мозга – слой серого вещества, который состоит из тел нейронов, формируется в самую последнюю очередь. Нейрогенез протекает в это время очень бурно и, по некоторым данным,  в пиковый момент активности достигает 250 000 клеток в минуту.

Однако после рождения интенсивность образования новых клеток значительно падает и ко взрослому возрасту составляет примерно 9 000 клеток в день. В пожилом возрасте отмечается снижение объема гиппокампа (на 1—2% ежегодно) и, как следствие, связанного с ним нейрогенеза. Однако говорить о конкретных цифрах пока сложно.

Изучение нейрогенеза у людей сопряжено с большим количеством трудностей, поэтому чаще всего его исследуют на животных. Именно поэтому сегодня мы не можем описать точную количественную картину нейрогенеза у человека с указанием каждого возрастного периода.

Несколько факторов, которые могут все испортить

Нейрогенез не статичен, а потому подвержен воздействию множества внешних и внутренних факторов. Так, острый и хронический стресс  снижает образование новых клеток в гиппокампе, поскольку увеличивается секреция глюкокортикоидов – гормонов коры надпочечников. Их хроническое действие в свою очередь не только негативно отражается на нейрогенезе, но и обостряет апоптоз – запрограммированную гибель всех клеток.

С Тестом Микробиоты Атлас можно узнать, в порядке ли баланс кишечных бактерий и что стоит добавить в рацион, чтобы лучше справляться со стрессом.

Известно, что депрессия тесно связана с прекращением нейрогенеза в гиппокампе. Дело в том, что при депрессии заметно снижается количество серотонина – одного из главных нейромедиаторов нашего мозга, то есть биологически активного вещества, благодаря которому информация передается от клетки к клетке. Однако помимо функции переносчика, серотонин также регулирует размножение стволовых клеток в гиппокампе, поэтому изменения в его работе приводят и к нарушению нейрогенеза.

Но не стоит впадать в панику, ведь есть много способов научиться справляться с хроническим стрессом и минимизировать его вредное влияние на мозг. Кроме того, доказано, что длительный прием антидепрессантов различного класса (среди которых  и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина) при тяжелой депрессии не только не снижает, но и стимулирует нейрогенез.  

К гибели нейронов и уменьшению появления новых приводят не только психические заболевания (шизофрения, алкогольная и наркотическая зависимость) но и неврологические, такие как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, рассеянный склероз, эпилепсия и другие.

Ученые также выяснили, что большое потребление жиров и рафинированных сахаров экспериментальными животными в несколько раз снизило образование новых клеток в мозге.

Исследования предполагают, что негативные эффекты чрезмерного потребления калорий опосредуются кишечной микробиотой. В целом, существует большое количество данных, фактически доказывающих влияние кишечной микробиоты на начало нейрогенеза и его протекание. Однако мы все еще не можем утверждать это наверняка, поскольку исследования имеют свои ограничения.

В целом, все, что вредно для работы мозга, вредно и для нейрогенеза. Среди прочих факторов, это еще и травмы головы, гипоксия, нейроинфекции, нейровоспаления и многое другое.

Как улучшить нейрогенез?

Много факторов способны разрушить хрупкий и ценный процесс образования новых нейронов, однако есть вещи, которые в силах сделать каждый из нас, чтобы его поддержать.

Что поможет улучшить нейрогенез:

• Обучение
  Регулярная умеренная когнитивная нагрузка обеспечивает выживание старых клеток и производство новых: можно отгадывать сканворды, играть в судоку, читать книги,  тренировать мозг с помощью решения математических задач.
• Физические упражнения
  Было показано, что систематическое выполнение аэробных физических упражнений способствует функционированию нейрогенеза и приводит к увеличению объема гиппокампа на 2%.
• Питание
  Ученые выяснили, что витамины B-6, B-12 и omega 3 полиненасыщенные жирные кислоты имеют решающее значение для поддержания нейрогенеза у взрослых, поэтому продукты—источники таких полезных веществ обязательно стоит включать в рацион.

Витамин B-6 содержится в грецких орехах, фундуке, шпинате, картофеле, моркови, B-12 — в говядине, субпродуктах и морепродуктах, omega 3 — в жирной рыбе, грецких орехах и льняном семени.

Кроме того, улучшить нейрогенез может помочь прием антидепрессантов. Но только в тех случаях, когда это рекомендовано врачом.

Больше статей о здоровье в блоге Атласа:

• Как отличть тревогу от генерализованного тревожного расстройства
• Психические расстройства и генетика