Neurogeneza (rođenje nervnih ćelija u odraslom dobu)

Više od jednog veka je proteklo od kada je španski Nobelovac i jedan od pionira neuronauka, Santiago Ramon  Cajal, opisao strukturu centralnog nervnog sistema i njegove osnovne jedinice – nervne ćelije ili neurona. Od prvobitnih crteža i uopštenih opisa do današnjih naprednih in vivo tehnika skeniranja moždane anatomije i moždane aktivnosti, saznanja o strukturi, funkcijama i komunikaciji izmedju nervnih ćelija su se eksponencijalno proširivala. Ipak, tek pre deset godina jedna dogma o neuronima je opovrgnuta. Nervne ćelije su opisivane kao nedeljive, tj. da se radjaju samo tokom embrionalnog razvića. Istraživanja ´90tih su pokazala da je neurogeneza (neurogenesis = radjanje nervnih ćelija) u izvesnim regijama centralnog nervnog sistema moguća.

Kako nastaju nervne ćelije u odraslom dobu 

Centri neurogeneze u odraslom dobu (adult neurogenesis) su sub-ventrikularna zona (SVZ) i sub-granularna zona (SGZ). SVZ je uzak pojas ćelija tik uz bočne moždane komore. Ćelije ovde rodjene migriraju ka olfaktornom bulbusu. No, s obzirom da je SGZ deo dentatnog girusa, zavoja u hipokampusu, ova zona je intenzivnije istraživana poslednjih gomina. Hipokampus je bananoliki deo limbičkog sistema i doveden je u vezu sa višim kognitivnim funkcijama, naročito sa prostornim pamćenjem.

Za detektovanje novorodjenih ćelija u animalnim modelima, injektuje se BrdU (brom-deoksi-uridin) i nakon odredjenog vremena, životinja se žrtvuje, a moždani preseci se koriste za imunohistohemiju sa anti-BrdU antitelom. BrdU je sintetički nukleozid koji se inkorporira u novosintetizovanu DNK u periodu mitotičke S faze. Uzimanje tkiva za analizu posle samo dva sata mozemo odrediti procenat ćelija u stupnju proliferacije, dok duže cekanje (oko 6 sedmica) moze nam dati podatak o broju novorodjenih ćelija koje su preživele i koje su sada funkcionalni deo hipokampalne anatomije.

Funkcija novonastalih nervnih ćelija

Pitanje koje se prvo nameće je funkcija novorodjenih ćelija. Njihov broj, iako se mogu lako detektovati konfokalnom mikroskopijom, nije dovoljan da bi kvantitativno doprinosio značajnijim promenama. Takodje, tek rodjena nervna ćelija treba da pronadje svoje "mesto", migrira u tačno odredjenom pravcu i uspostavi sinaptičke veze sa odredjenim neuronima. Iako detalji o faktorima koji odredjuju ove procese još nisu poznati, veza izmedju broja novorodjenih ćelija i nekih fizioloških procesa je potvrdjena mnogim istraživanjima.

Neurogeneza je dovedena u vezu sa pamćenjem, stresom, poremećajima spavanja i ishemijom. Kako je hipokampus jedan od fokusa kognitivne neuronauke, nije iznenadjujuće da novonastale ćelije u ovoj arei mogu da uticu na memorisanje novih zadataka i kasnija sećanja na ista. Većina istraživanja su izvršena na glodarima i iako interesantni, rezultati ne daju jasnu potvrdu o beneficijalnom učinku povećane neurogeneze. Naime, čini se da bolje učenje zavisi od povišene neurogeneze samo kada se neki odredjeni zadaci postavljaju pred posmatranu životinju. Nekoliko teorija je pokušalo da objasni značaj neurogeneze kao podešavača interference koja se javlja kada se uče različite stvari u isto vreme; kao preciznog detektora vremena učenja ili preusmerača novonastalih memorijskih engrama. Ipak, svi istraživači u ovoj oblasti se slažu da je vežbanje i interesantnije, podsticajnije okruzenje u kome se vežba direktno proporcionalno broju novorodjenih ćelija sto je do danas najjači argument naučnika koji veruju u neuroegenezu kao jednog od promotera učenja i pamćenja.

Interesantni su i elektrofiziološki rezultati. Novorodjene ćelije su ekscitabilnije, njihov prag za okidanje akcionih potencijala je niži. Ove ćelije imaju različit nivo GABA receptora (koji su bitni za inhibiciju sinaptičke transmisije) i u nekim natrijumskim i kalcijumskim kanalima. No, lakša pobudljivost ćelija da reaguju na spoljne uticaje nosi sa sobom i rizik od poremećaja kao što je epilepsija. Dakle, nove istaživačke studije moraju da imaju u vidu da povećanje neurogeneze može da povisi rizik od epileptiformne aktivnosti hipokampalnih neurona.

Nervne ćelije i njihova uloga u stresu, depresiji...

Ipak, trenutno, oblasti kojoj je neurogeneza možda i od najpraktičnije vrednosti danas su stres i depresija. Neki antidepresanti povećavaju broj novorodjenih ćelija i istraživanja na ljudima su u toku. Takodje, aktivnosti koje povećavaju, odnosno snižavaju stres (bilo fiziološki ili psihološki) imaju proporcionalni nivo neurogeneze. Na broj novonastalih neurona utiče i nivo glukokortikoida u krvi. Ova istraživanja daju drugačiji pogled na efikasnost nekih antidepresiva, jer se čini da su neki pozitivni efekti ovih lekova povezani sa neurogenezom, a ne samo sa konkretnim neurotransmiterom čiji nivo se pokušao modifikovati. Neurogeneza je povišena i posle fokalne ishemije mozga, dakle ima i reparativnu funkciju u centralnom nervnom sistemu.

Najnovije studije ukazuju na mogućnost fokusa neurogeneze i u kori velikog mozga i u malom mozgu, ali ova ispitivanja su još uvek na nivou nižih kičmenjaka. Različiti lekovi utiču na broj novih ćelija u nervnom sistemu. Većina tih lekova su iz domena neuropsihijatrije, ali i neki anestetici, kao i viagra mogu da aktiviraju rodjenje neurona. Ipak, bitno je napomenuti da i pored intenzivnog studiranja neurogeneze, još uvek se ne može utvrditi da je ona uvek blagotvorna na funckije nervnog sistema sisara. Genetičke manipulacije mogu da doprinesu boljitku nekih funkcija, ali rizik od epilepsije, pogrešnog migriranja novih ćelija i nekontrolisanih sinaptičkih veza takodje su rizik per se. Neurogeneza je još ovek "hot topic" savremene neuronauke i izvesno je da ćemo mnogo toga o njenom značaju saznati u narednim godinama.

Dr Dragana Jančić

Instituto de Neurociencias,