Neuronii prosperă și în condiții de dezvoltare neprielnice [studiu]

Când o insectă, un animal sau un embrion uman se dezvoltă într-un mediu neprielnic, cu hrană puțină, sistemul nervos aflat în dezvoltare captează orice nutrimente disponibile pentru a crea neuroni, arată un studiu¹ recent.

În acest proces, resursele sunt delegate în mod preferențial spre sistemul nervos, neglijând astfel organele sau țesuturile mai puțin importante. Noile cercetări arată acum că dezvoltarea sistemelor nervoase demonstrează această creștere preferențială chiar și la nivelul neuronilor individuali.

Într-o lucrare publicată în jurnalul științific eLife, o echipă de cercetători de la Universitatea Cornell din New York a descoperit mecanismul molecular care ajută la facilitarea delegării acestor resurse în mod preferențial. Neuronii sunt protejați în timpul creșterii de neuroni individuali și devin din ce în ce mai mari prin extinderea ramurilor, numite dendrite. Ele formează un sistem de brațe elaborate care se extind din corpurile celulare ale neuronilor și pot primi stimuli din mediul extern.

TE-AR MAI PUTEA INTERESA

Echipa de cercetători a intenționat să observe modul în care deficitul de nutrimente afectează creșterea dendritei neuronilor individuali și apoi să examineze ce sacrificii celulare fac organismele pentru ca organele vitale, inclusiv creierul, să continue să se dezvolte.

Neuronii cresc mai mult decât alte celule când există un deficit de nutrimente

Astfel, oamenii de știință au împărțit larve de Drosophila (cunoscute și sub numele de musculițe de oțet) în grupuri care au primit fie o dietă cu conținut ridicat sau scăzut de fermenți, simulând medii bogate în nutrimente, respectiv medii sărace în nutrimente. 

Apoi, au observat cum se dezvoltă celulele neuronale în comparație cu celulele vecine ale pielii de la suprafața corpului. Ei au monitorizat progresul la fiecare 24 de ore folosind microscopie confocală care utilizează lasere pentru a lumina markerii fluorescenți care etichetează celulele individuale. Avem markeri frumoși, care etichetează anume aceste populații de neuroni, afirmă cercetătorii. Fiecare neuron, fiecare ramură se observă foarte clar.

Savanții au observat că neuronii au crescut într-un ritm mult mai mare decât celulele pielii din mediul cu un număr scăzut de fermenți. Celulele pielii au crescut mai repede când a existat o concurență mai mică pentru nutrimente. În acest mod, echipa de cercetare a aflat că această diferență se datorează unei gene critice numite FoxO - un regulator important al răspunsului la stres celular.

FoxO este o genă care se exprimă în majoritatea celulelor corpului, spun cercetătorii. Când celulele se confruntă cu o cantitate prea mică de nutrimente, FoxO pune o frână în sistem și încetinește creșterea celulelor. Ceea ce este deosebit de interesant în ceea ce privește această genă este că doar pentru că majoritatea celulelor o au, nu înseamnă că toate o folosesc în același timp sau în aceleași condiții. Echipa de cercetare a descoperit că, chiar și într-o perioadă de malnutriție, neuronii Drosophilei exprimau foarte puțin FoxO, în timp ce celulele epidermice exprimau FoxO la niveluri mult mai mari.

Când există mai puține substanțe nutritive disponibile, FoxO declanșează un răspuns în celulele epidermice numit autofagie, care îi spune celulei să se autodistrugă, consumându-se pe ea însăși. Cu toate acestea, expresia FoxO limitată în neuroni păstrează celulele neuronale individuale și creșterea dendritelor acestora.

E adevărat că oamenii au sisteme mai complexe decât Drosophila, dar cercetătorii sunt de părere că acest studiu dechide calea pentru investigarea fenomenului similar la oameni. Studiul dezvaluie un alt strat de sistem nervos și descoperă un mecanism nou prin care neuronii sunt protejați, concluzionează oamenii de știință. Aceste descoperiri pot facilita dezvoltarea unor abordări mai bune pentru tratarea problemelor cauzate de malnutriție în timpul dezvoltării timpurii.

Neuronii formați la maturitate cresc mai mult decât cei apăruți în copilărie

Un alt studiu² interesant legat de neuroni, efectuat pe șobolani, a demonstrat că neuronii formați la vârsta adultă continuă să crească și contribuie la flexibilitatea creierului mult timp după ce neurogeneza scade. 

Echipa de cerectare de la Society for Neuroscience a urmărit neurogeneza prin injectarea regiunii corticale numită girus dentat cu un retrovirus care se încorporează în ADN-ul celulelor care se divid, făcând ca toți neuronii născuți în ziua injectării să strălucească. La fel ca neuronii apăruți în copilărie, cei apăruți la vârsta adultă au trecut printr-o perioadă standard de dezvoltare de șase săptămâni. Dar la borna de șapte săptămâni, markeri de creștere precum dendrite mai groase au reapărut, ceea ce indica o etapă viitoare de creștere.

Neuronii au continuat să crească, iar la 24 de săptămâni de la naștere, neuronii apăruți la vârsta adultă erau mult mai mari decât neuronii apăruți la vârste fragede, cu mai multe dendrite și potențiale sinapse și terminale sinaptice mai mari. Această anatomie perfecționată sugerează o funcție diferită, poate mai puternică decât a neuronilor apăruți timpuriu în viață. Deoarece neuronii apăruți la maturitate se maturizează lent pe o perioadă lungă de timp, ei continuă să contribuie la plasticitatea creierului (modul în care se organizează căile neuronale).

Cum îți protejezi sănătatea creierului

Pentru a-ți proteja sănătatea creierului, ia în calcul câteva recomandări:

Efectuează exerciții aerobice. Pe lângă reducerea riscului de hipertensiune arterială și diabet, îmbunătățirea stării de spirit și a somnului, precum și contribuția la controlul greutății, exercițiile aerobice pot activa anumite gene benefice din creier. Beneficiile se acumulează indiferent de la ce vârstă începi să faci exercițiile, spun specialiștii. Exemple de exerciții aerobice sunt plimbările, alergarea, înotul, schiatul și yoga.


Nu neglija eventualele probleme de sănătate. Diabetul, bolile de inimă, accidentul vascular cerebral și hipertensiunea arterială sunt cunoscute pentru afectarea sănătății creierului. Vestea bună este că îți poți reduce riscul pentru fiecare dintre aceste probleme de sănătate sau, dacă te confrunți deja cu unele dintre ele, le puteți controla mai bine respectând sfatul medicului.
Dormi suficient și cere ajutor dacă nu reușești să dormi bine noaptea. Există dovezi din ce în ce mai mari că tulburările de somn pot cauza probleme cu funcțiile mentale - inclusiv memoria. Două dintre cele mai obișnuite probleme care strică somnul sunt apneea obstructivă în somn și stresul. Cere sfatul medicului pentru a gestiona aceste probleme.
Învață și socializează. Provocarea creierului de a învăța lucruri noi are multe avantaje, la fel și socializarea. Pentru a menține funcționarea adecvată a creierului, poartă conversații stimulante cu persoanele dragi, schimbă câteva vorbe cu vecinii, participă la un curs pe teme care te interesează (o limbă străină, gătit, pictură etc.).

 

TE-AR MAI PUTEA INTERESA

 

 

Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
eLife - Low FoxO expression in Drosophila somatosensory neurons protects dendrite growth under nutrient restriction
https://elifesciences.org/articles/53351
1. Studiul „Low FoxO expression in Drosophila somatosensory neurons protects dendrite growth under nutrient restriction”, apărut în eLife 2020;9:e53351 DOI: 10.7554/eLife.53351, autori: Amy R Poe et al.
The Journal of Neuroscience - Adult-Born Hippocampal Neurons Undergo Extended Development and Are Morphologically Distinct from Neonatally-Born Neurons
https://www.jneurosci.org/content/40/30/5740
2. Studiul „Adult-Born Hippocampal Neurons Undergo Extended Development and Are Morphologically Distinct From Neonatally-Born Neurons”, apărut în JNeurosci (2020). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1665-19.2020, autori: John Darby Cole et al.
Johns Hopkins Medicine - Memory: 5 Ways to Protect Your Brain Health
https://www.hopkinsmedicine.org/health/wellness-and-prevention/memory-5-ways-to-protect-your-brain-health

Pentru a comenta este nevoie de sau înregistrare.
Comentarii 0