Přehled současných možností regulace neurogeneze v kontextu stárnutí a Alzheimerovy choroby

Neurogeneze: Klíč k mladšímu a výkonnějšímu mozku

Mozek je často vnímán jako orgán, který se po dětství už příliš nemění. Přesto se i v dospělosti v mozku neustále rodí nové nervové buňky – tento proces se nazývá neurogeneze. Dochází při něm ke vzniku nových neuronů z tzv. neuronálních kmenových buněk, které následně dozrávají, přesouvají se do správných oblastí a zapojují se do mozkových sítí. Neurogeneze hraje klíčovou roli v učení, paměti a obnově mozkové tkáně. Jak však stárneme, tento proces přirozeně slábne, což je spojeno s úbytkem kognitivních funkcí.

Jak stárnutí ovlivňuje neurogenezi?

S přibývajícím věkem klesá aktivita kmenových buněk nejen v mozku, ale i v jiných částech těla. To má vliv na schopnost mozku tvořit nové neurony a přizpůsobovat se novým situacím. Vědci se proto snaží najít způsoby, jak neurogenezi podpořit – nejen pro zpomalení projevů stárnutí, ale také jako potenciální pomoc při neurodegenerativních onemocněních, jako je Alzheimerova choroba.

Cvičení nestačí, i když pomáhá

Fyzická aktivita, zejména pravidelné cvičení, je známá tím, že podporuje tvorbu nových neuronů a zlepšuje kognitivní výkonnost. Zároveň snižuje riziko vzniku nemocí, jako je Alzheimer. Nicméně i když má cvičení dlouhodobě pozitivní dopad, samo o sobě nestačí k zastavení nebo zvrácení závažných neurodegenerativních onemocnění. Podobně i antidepresiva podporují neurogenezi, ale jejich účinek je omezený.

Co ukazují výzkumy na zvířatech?

Zajímavé poznatky přinášejí studie na hlodavcích. Vědci u nich různými metodami – od genetických zásahů až po ozařování – ovlivňovali úroveň neurogeneze. Zjistili, že pokud tvorbu nových neuronů potlačili, zhoršila se schopnost zvířat učit se, orientovat se v prostoru a rozlišovat mezi různými situacemi. Naopak podpora neurogeneze vedla ke zlepšení těchto dovedností.

Klíčová oblast: hipokampus

Neurogeneze se u dospělých soustředí hlavně do oblasti zvané dentate gyrus, která je součástí hipokampu – oblasti mozku zodpovědné za paměť a učení. Právě zde nově vzniklé neurony pomáhají při tzv. rozdělování vzorců (pattern separation), tedy schopnosti rozlišit podobné vzpomínky a situace. Tato schopnost se s věkem oslabuje a je výrazně narušená u pacientů s Alzheimerovou chorobou.

Molekulární dráhy a rovnováha bílkovin

Zdraví této části mozku závisí na rovnováze signálních molekul. Například bílkoviny BMP2 a BMP4, které podporují růst kostí, pokud jsou v mozku přítomné ve vysokém množství, tlumí neurogenezi. Naopak bílkovina zvaná noggin tento účinek vyvažuje. U starších lidí bývá rovnováha narušená, což má negativní vliv na tvorbu neuronů. Podobně je tomu i u tzv. Wnt signální dráhy – klíčové cesty, která reguluje růst a dělení buněk. V mozku starších lidí bývá tato dráha tlumená, což opět snižuje neurogenezi.

Neurotrofní faktory – živiny pro mozek

V mozku fungují látky známé jako neurotrofní faktory, které doslova „živí“ neurony a podporují jejich růst. Patří sem například:

  • BDNF (mozkový neurotrofní faktor)
  • NGF (nervový růstový faktor)
  • GDNF (glia-odvozený růstový faktor)
  • IGF-1 (inzulínu podobný růstový faktor)

Tyto faktory hrají zásadní roli nejen při vývoji mozku, ale i v jeho regeneraci a schopnosti učit se. Aktivují tzv. Trk receptory, které spouštějí v buňkách kaskádu signálů vedoucí k jejich dělení a specializaci.

Malé molekuly, velké možnosti

Jedním z nadějných směrů výzkumu jsou tzv. malé molekuly, které mohou cíleně ovlivňovat jednotlivé signální cesty podporující neurogenezi. Například látky jako harmine, ACEA, nebo shikonin byly schopné stimulovat růst neuronů u laboratorních zvířat. Některé z těchto látek působí přes známé biologické dráhy jako MAPK/ERK, PI3K/AKT, NFkB nebo BDNF.

Zajímavé je i to, že některé kombinace těchto molekul dokážou přeměnit běžné tělesné buňky (tzv. somatické) přímo na nervové buňky. Tento proces je řízený aktivací specifických genů a jejich přepínačů – tzv. transkripčních faktorů, jako jsou NEUROD1, NGN2, ASCL1 a SOX2.

A co antidepresiva?

Výzkumy ukazují, že i běžná antidepresiva mohou podpořit růst nových neuronů. Týká se to téměř všech hlavních skupin: od SSRI (inhibitory zpětného vychytávání serotoninu), přes tianeptin a lithium, až po tricyklická antidepresiva. Efekt se projevuje především při dlouhodobém užívání. Dokonce i elektrošoková terapie, stále používaná u těžkých depresí, zvyšuje tvorbu neuronů v hipokampu.

Kam směřuje výzkum?

Cílem vědců je najít metody, které by umožnily neurogenezi nejen podpořit, ale i cíleně řídit – tak, aby mozek byl schopen regenerace i v pozdějším věku nebo při neurologických onemocněních. Jde o oblast, kde se setkává základní výzkum s klinickým potenciálem. Už nyní existuje řada látek a metod, které ukazují slibné výsledky u zvířat. Další krok bude jejich bezpečné a efektivní použití u lidí.

Zdroje: