نوروژنز مکانیسمی است که طی آن نورون ها در داخل سیستم عصبی ایجاد می شوند. این شامل تشکیل نورون های بسیار تخصصی در مغز، هم در رشد جنین و هم در بزرگسالان است.
به گزارش سیناپرس همدان، تنظیم دقیق این فرآیند برای اطمینان از تمایز هر نورون به یک زیر مجموعه خاص مورد نیاز است. برای مثال، در هیپوکامپ بیش از 27 دسته نورون مجزا وجود دارد که هر کدام نقش متفاوت و به همان اندازه حیاتی دارند.
نوروژنز جنینی
هنگامی که نورون ها در جنین رشد می کنند، سلول های بنیادی عصبی به شیوه ای بسیار کنترل شده تمایز می یابند. این فرآیند زمانی شروع می‌شود که اکتودرم یک صفحه عصبی را تشکیل می‌دهد، که متعاقباً به‌گونه‌ای مرتب می‌شود که یک شیار عصبی را تشکیل می‌دهد و سپس برای تشکیل یک لوله عصبی و تاج ترکیب می‌شود.
این اساس سیستم عصبی از جمله مغز و نخاع را تشکیل می دهد. سلول های بنیادی عصبی در ناحیه بطنی قرار دارند، جایی که تقسیم می شوند و سیستم بطنی مغز را تشکیل می دهند.
نوروژنز در بزرگسالان
هنگامی که سیستم عصبی به طور کامل تشکیل شد، نوروژنز فقط به دلیل محرک ها رخ می دهد. پس از تحریک، سلول‌های بنیادی در نواحی زیر بطنی و زیر گرانولی شروع به تکثیر کرده و نوروبلاست‌ها را تشکیل می‌دهند و در نهایت به سلول‌های عصبی بالغ می‌شوند.
این سلول‌های بنیادی معمولاً در حالت ساکت در داخل جایگاه خود نگهداری می‌شوند و تنها در اثر تعامل با محرک‌های درونی یا مشتق از طاقچه فعال می‌شوند. پس از فعال شدن، تکثیر می‌شوند و سلول‌های تقویت‌کننده انتقال را تشکیل می‌دهند که به نورون‌های نابالغ تبدیل می‌شوند. توسعه بیشتر منجر به تشکیل نورون های بالغ جدید می شود که می توانند در سیستم عصبی از پیش ایجاد شده ادغام شوند.
در ناحیه زیر گرانولی ، به نام شکنج گرانول دار، سلول‌های در حال رشد برای تشکیل سلول‌های گرانول برانگیخته تمایز داده می‌شوند. متناوباً، در نواحی زیر بطنی، سلول‌های پیش ساز عصبی از طریق جریان مهاجرتی منقاری (RMS) به پیاز بویایی مهاجرت می‌کنند، جایی که به انواع مختلفی از نورون‌های بسیار تخصصی تمایز می‌یابند. بنابراین، حتی اگر سلول‌های بنیادی عصبی فقط در دو ناحیه قرار داشته باشند، هنوز هم می‌توانند تمایز پیدا کنند و انواع مختلفی از نورون‌ها را تشکیل دهند.
تنظیم نوروژنز
نوروژنز به شدت کنترل می شود تا از سطوح صحیح فعال سازی اطمینان حاصل شود. هر دو عامل ذاتی و عوامل کنترل کننده در این فرآیند دخیل هستند، از جمله Sox2، NeuroD1، Pax6، و بسیاری از عوامل دیگر. همچنین عوامل اپی ژنتیکی وجود دارند که در کنترل نوروژنز و همچنین سایتوکاین ها، مورفوژن ها، انتقال دهنده های عصبی و فاکتورهای رشد استفاده می شوند. این عوامل عبارتند از فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF)، فاکتور رشد اپیدرمی (EGF)، عوامل Wingless (Wnt).
بسیار مهم است که این فرآیند برای حفظ جمعیت سالم سلول های بنیادی ساکن کنترل شود. هر سلول بنیادی به دلیل “محدودیت هایفلیک” تنها می تواند به تعداد معینی تکثیر شود و بنابراین تکثیر کنترل نشده می تواند منجر به از بین رفتن جمعیت سلول های بنیادی و پیری زودرس شود.
چرا نوروژنز در بزرگسالان لازم است؟
توانایی سیستم عصبی برای تشکیل نورون های جدید به دلیل انعطاف پذیری است که هم در حافظه و هم در یادگیری مهم است. تعادل بین ثبات و سازگاری در مغز، کلیدی است که ما را قادر می‌سازد هم چیزهایی را که قبلاً آموخته‌ایم به خاطر بسپاریم و هم چیزهای جدید یاد بگیریم.
تخریب عصبی یک فرآیند طبیعی است که در مغز بزرگسالان به ویژه در سنین بالاتر رخ می دهد که در آن نورون ها تجزیه می شوند. بنابراین، نوروژنز برای مقابله با این مشکل، با تولید نورون‌های جدید به جای نورون‌های قدیمی‌تر، استفاده می‌شود.
این تعادل را می توان با عوامل مختلفی افزایش داد، از جمله افزایش نوروژنز به دلیل فعالیت بدنی بیشتر، محیط های جذاب و آموزش. با این حال، نوروژنز نیز می تواند به دلیل استرس، التهاب، سن و اعتیاد به الکل، کم شود.
تغییرات همچنین به چندین بیماری مانند افسردگی و صرع نسبت داده شده است که اهمیت تعادل بسیار کنترل شده، بین نوروژنز و تخریب عصبی را برجسته می کند.
منابع:
- https://qbi.uq.edu.au
- https://embryology.med.unsw.edu.au
- sites.lafayette.edu
- http://dev.biologists.org
- www.news-medical.net
مترجم: کیانوش کرمی