NEUROGENESIS: KARAKTERISTIK DAN REGULASI - NEUROPSIKOLOGI - 2025

The Neurogenesis adalah kelahiran neuron baru dari sel induk dan sel-sel progenitor. Itu terjadi selama perkembangan embrio ketika sistem saraf terbentuk. Bukti terbaru menunjukkan bahwa neurogenesis berlanjut pada primata dewasa dan manusia.

Neuron adalah komponen fungsional dari sistem saraf dan bertanggung jawab untuk pemrosesan dan transmisi informasi. Bertentangan dengan pemikiran lama, sistem saraf orang dewasa dapat menghasilkan neuron baru, yaitu memiliki kapasitas tertentu untuk beregenerasi, sehingga produksi neuron baru tidak terbatas hanya pada kehidupan embrio dan neonatal.

Semua mamalia memiliki sel yang mereplikasi di banyak organ dan dalam beberapa kasus, terutama di darah, kulit, dan usus, sel induk ada sepanjang hidup, berkontribusi pada penggantian sel yang cepat.

Misalnya, usus sepenuhnya meregenerasi selnya setiap 10,7 tahun. Regenerasi sistem saraf, khususnya otak, jauh lebih terbatas, tetapi itu tidak berarti tidak ada.

Karakteristik neurogenesis

Neuron

Serangga, ikan, dan amfibi dapat mereplikasi sel saraf sepanjang hidup. Pengecualian terhadap aturan perbaikan diri dan pertumbuhan berkelanjutan ini dianggap sebagai otak mamalia dan sumsum tulang belakang.

Sekarang kita tahu bahwa batasan yang telah lama diterima ini tidak sepenuhnya benar, karena ada area otak yang berdiferensiasi baik yang dapat menghasilkan neuron baru sepanjang hidup.

Jadi, ada sel induk saraf sepanjang hidup di otak orang dewasa yang dapat memperbarui dan memunculkan neuron, astrosit, dan oligodendrosit baru, seperti halnya di otak yang sedang berkembang.

Di area otak mamalia dewasa ini (dentate gyrus dan area subventricular) terdapat sel dengan aktivitas mitosis, yang dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok:

Sel induk atau sel induk

Mereka adalah mereka yang mampu membelah tanpa batas dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel khusus, dengan siklus sel lebih dari 28 hari.

Sel saraf progenitor

Dengan siklus sel 12 jam, mereka adalah sel saraf dengan kapasitas yang lebih terbatas untuk pembaruan dan ekspansi diri, dan dengan potensi untuk berdiferensiasi menjadi beberapa jenis neuron.

Nenek moyang neuron dan nenek moyang glial akan menjadi sel yang berkomitmen untuk berdiferensiasi hanya menjadi neuron atau glia. Nenek moyang saraf yang ditentukan untuk jenis neuron tertentu bisa menjadi alat pengganti yang ideal untuk merawat sistem saraf pusat yang cedera.

Pengaturan neurogenesis di otak orang dewasa

Neurogenesis di otak orang dewasa diatur secara positif atau negatif oleh berbagai mekanisme. Selain itu, ada faktor internal dan eksternal yang ikut serta dalam regulasi tersebut.

Faktor internal meliputi ekspresi gen, molekul, faktor pertumbuhan, hormon, dan neurotransmiter; usia adalah faktor internal lain yang terlibat dalam neurogenesis. Faktor eksternal termasuk rangsangan lingkungan dan farmakologis.

-Faktor internal

Genetik dan molekuler

Di antara faktor genetik yang menyebabkan neurogenesis dan morfogenesis embrionik, ekspresi gen dapat disebutkan. Gen ini juga berpartisipasi dalam mengatur proliferasi dan diferensiasi sel di area neurogenik otak orang dewasa.

Beberapa dari gen ini diekspresikan pada tingkat yang berbeda-beda di wilayah germinal otak orang dewasa sebagai respons terhadap rangsangan atau lesi di area ini.

Faktor pertumbuhan

Ekspresi berbagai faktor pertumbuhan, seperti Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) yang terlibat dalam pengaturan nasib sel, dapat menentukan ukuran populasi neuronal atau glial, baik di otak berkembang maupun di otak orang dewasa.

Faktor-faktor ini diekspresikan secara berlebihan dalam berbagai model neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer atau penyakit Parkinson, di mana mereka berpartisipasi sebagai faktor pelindung terhadap kerusakan saraf atau sebagai faktor induktif selama pembentukan dan diferensiasi sel-sel baru yang menggantikan sel-sel yang terluka.

Dalam konteks ini, pemberian faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF) intracerebroventricular telah terbukti meningkatkan neurogenesis di bulb olfaktorius dan hipokampus.

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa faktor pertumbuhan ini merangsang neurogenesis di otak orang dewasa.

Neurotransmiter

Saat ini diketahui bahwa berbagai neurotransmitter berpartisipasi sebagai faktor yang mengatur neurogenesis di otak orang dewasa. Di antara yang paling banyak dipelajari adalah glutamat, serotonin (5-HT), norepinefrin dan dopamin.

Glutamat dianggap sebagai neurotransmitter terpenting untuk fungsi otak. Diketahui untuk mengatur neurogenesis di hipokampus hewan dewasa.

Partisipasi 5-HT dalam neurogenesis telah dibuktikan dalam beberapa penelitian, sehingga penghambatan sintesisnya telah memungkinkan kita untuk melihat penurunan laju proliferasi baik di hipokampus maupun di zona subventrikular (ZSV) tikus.

Sistem noradrenergik juga terlibat dalam neurogenesis di otak orang dewasa. Dengan menghambat pelepasan norepinefrin, proliferasi sel di hipokampus telah terbukti menurun.

Terakhir, dopamin adalah neurotransmitter penting lainnya yang terlibat dalam regulasi neurogenesis baik di zona subventrikular maupun di hipokampus otak orang dewasa. Telah terbukti secara eksperimental bahwa penurunan dopamin menurunkan pembentukan neuron baru, baik di daerah subventrikular dan di girus dentatus hipokampus.

Hormon

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa steroid ovarium, serta estrogen endogen, memiliki efek stimulasi pada proliferasi sel. Namun, steroid adrenal seperti kortikosteroid menekan proliferasi sel di area seperti dentate gyrus dari hipokampus.

Sebuah studi pada tikus menunjukkan bahwa tingkat neurogenesis meningkat 65% selama kehamilan dan mencapai puncaknya sebelum melahirkan, yang bertepatan dengan tingkat prolaktin.

Usia

Usia dikenal sebagai salah satu faktor internal terpenting dalam regulasi neurogenesis di otak.

Neurogenesis pada otak yang sedang berkembang sangat tinggi, tetapi saat kita beranjak dewasa dan bertambah usia, neurogenesisnya menurun secara drastis, meskipun tidak hilang sama sekali.

-Faktor eksternal

Lingkungan

Neurogenesis bukanlah proses biologis statis, karena kecepatannya bervariasi dan bergantung pada lingkungan. Aktivitas fisik, lingkungan yang diperkaya, pembatasan energi, dan modulasi aktivitas saraf, di antara faktor-faktor lain, diketahui bertindak sebagai pengatur positif neurogenesis.

Hewan yang hidup di lingkungan yang diperkaya menunjukkan peningkatan neurogenesis di dentate gyrus. Namun, pada hewan yang hidup dalam kondisi stres atau di lingkungan yang kurang kaya, neurogenesis di area ini berkurang atau terhambat total.

Selain itu, perubahan pada sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal, yang disebabkan oleh situasi stres yang terus-menerus selama perkembangan, menurunkan pembentukan sel-sel baru di girus dentata. Dengan demikian, diketahui bahwa proliferasi sel pada dentate gyrus mengalami penurunan akibat efek glukokortikoid yang dilepaskan sebagai respon terhadap stres.

Dengan demikian, telah diamati bagaimana latihan sukarela dan pengayaan lingkungan meningkatkan kinerja tikus muda dan tua di labirin air Morris (tugas untuk menguji pembelajaran dan memori yang bergantung pada hipokampus).

Juga telah diamati bahwa neurogenesis dapat dimodulasi oleh status sosial hewan dan kemungkinan besar dimediasi oleh molekul seperti faktor neurotropik yang diturunkan dari otak yang disebutkan di atas.

Terakhir, pengalaman yang terkait dengan peningkatan kognisi mungkin terjadi dengan menstimulasi jaringan saraf hipokampus.

Faktanya, pembelajaran yang bergantung pada hipokampus adalah salah satu pengatur utama neurogenesis (studi). Hipokampus bertanggung jawab untuk pembentukan memori baru, memori deklaratif, dan memori episodik dan spasial. Oleh karena itu, proliferasi neuron baru di area otak ini sangat penting.

Bagaimana cara meningkatkan neurogenesis?

Setelah menjelaskan apa itu neurogenesis dan faktor-faktor apa yang mengaturnya, Anda mungkin bertanya-tanya apakah ada yang dapat dilakukan untuk mencegah penurunan karakteristik neurogenesis penuaan dan merangsang pembentukan neuron baru. Ini adalah hari keberuntunganmu karena jawabannya adalah ya. Berikut ini beberapa tip untuk menyelesaikannya.

Olahraga

Penurunan neurogenesis tipikal penuaan dapat dicegah atau dibalik dengan latihan fisik. Faktanya, orang dewasa yang lebih tua yang berolahraga sepanjang hidup mereka memiliki lebih sedikit kehilangan jaringan otak daripada orang yang tidak banyak bergerak.

Di sisi lain, lansia yang bugar secara fisik memiliki kinerja yang lebih baik pada tes kognitif daripada rekan-rekan mereka yang tidak banyak bergerak (studi).

Lingkungan yang diperkaya

Neurogenesis dewasa diatur secara dinamis oleh banyak rangsangan fisiologis.

Membaca, mempelajari keterampilan baru, bertemu orang baru, permainan dan tugas yang membutuhkan pemikiran, memiliki hobi, bepergian atau pengalaman seperti memiliki anak, di antara banyak lainnya, adalah kegiatan yang mewakili tantangan bagi kognisi kita dengan akibat plastisitas otak dan produksi baru. dari neuron.

Hindari stres kronis

Stres adalah respons akut dan adaptif terhadap lingkungan yang membantu kita dalam banyak kesempatan untuk memecahkan masalah dan menghindari kemungkinan bahaya.

Namun, cara hidup kita yang penuh dengan pekerjaan dan kekhawatiran berarti kita berada dalam tingkat stres yang terus-menerus dan kronis, yang jauh dari adaptif, dapat menyebabkan masalah fisik dan psikologis yang serius bagi kita.

Stres kronis ini dan akibatnya tingginya kadar hormon adrenal seperti kortisol, telah terbukti menyebabkan kematian saraf dan penekanan neurogenesis (studi).

Oleh karena itu, menghindari stres dengan alternatif seperti yoga, relaksasi, istirahat yang baik, dan kebersihan tidur akan menghindari kematian saraf yang disebabkan oleh stres kronis ini.

Makan dengan baik

Makanan tidak kalah pentingnya. Pembatasan kalori, puasa intermiten, dan diet tinggi polifenol dan asam lemak tak jenuh ganda telah terbukti bermanfaat bagi kognisi, suasana hati, penuaan, dan penyakit Alzheimer.

Dengan perhatian khusus untuk meningkatkan plastisitas struktural dan fungsional di hipokampus, meningkatkan ekspresi faktor neurotropik, fungsi sinaptik, dan neurogenesis dewasa (studi).

Ini tidak berarti bahwa Anda tidak makan atau melakukan diet, tetapi tidak baik untuk makan sampai kenyang atau makan makanan olahan. Makan sehat dan secukupnya.

Polifenol ditemukan dalam makanan seperti biji anggur, apel, coklat, buah-buahan seperti aprikot, ceri, blueberry, delima, dll., Dan dalam minuman seperti anggur merah. Mereka juga hadir dalam kacang-kacangan, kayu manis, teh hijau, dan coklat (coklat hitam bukan coklat susu).

Asam lemak tak jenuh ganda hadir dalam ikan berlemak (ikan biru), minyak ikan dan kerang, serta minyak biji dan sayuran berdaun hijau.

Referensi

1. Gage, FH (2002). Neurogenesis di Otak Orang Dewasa. The Journal of Neuroscience, 22 (3), 612-613.
2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Neurogenesis di otak orang dewasa. Jurnal Neurologi, 44 (9), 541-550.
3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, FH (2008). Mekanisme dan Implikasi Fungsional Neurogenesis Dewasa. Sel, 132 (4), 645-660.
4. Ming, GL & Song, H. (2011). Neurogenesis dewasa di otak mamalia: jawaban signifikan dan pertanyaan penting. Neuron, 70 (4), 687-702.
5. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Pengaruh Diet pada Plastisitas Otak dalam Studi Hewan dan Manusia: Mind the Gap. Neural Plasticity, 2014, 1-32.