НЕЙРОТРОФИЧЕСКИЙ ФАКТОР ГОЛОВНОГО МОЗГА (BDNF) И ЕГО РОЛЬ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
| Тип: статья в журнале — обзорная статья Язык: русский |
| Том: 29 Номер: 4 Год: 2012 Страницы: 269 |
НЕЙРОХИМИЯ
Издательство: Российская академия наук (Москва)
ISSN: 1027-8133
Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) важная сигнальная молекула, участвующая в регуляции нейрогенеза, роста и выживаемости нейронов в центральной нервной системе. В обзоре описаны молекулярное строение, регуляция экспрессии гена и белка, основные типы рецепторов к BDNF и сигнальные механизмы, активирующиеся в результате их взаимодействия. Рассмотрено влияние BDNF на синаптическую передачу сигнала в нейронной сети как через медленные метаболические пути, стимулирующие экспрессию генов, так и быстрые, связанные с открытием ионных каналов, меняющих потенциал мембраны. Приведены данные публикаций, раскрывающие роль BDNF в процессах обучения и памяти, при ишемических повреждениях, нейродегенеративных заболеваниях и его вклад в коррекцию данных процессов in vitro и in vivo.
Вы когда нибудь задумывались над тем почему у разных людей разные интеллектуальные способности? Почему одни учатся легко, для других это большой труд? Можно ли повлиять на это? До того момента пока мы не знали, какими именно материальными субстанциями обусловлен интеллект и/или способность его развивать, мы не могли себе объективно представить механизмы его развития на биохимическом уровне. Сейчас, благодаря исследованиям мы узнаем больше. Выявлены белки, которые принимают участие в регуляции процессов памяти, запоминания, установки нейронных связей. Мы не знаем всего до конца, но мы знаем уже достаточно, чтобы понимать почему происходит снижение познавательных способностей при некоторых заболеваниях и как на это можно воздействовать.
BDNF ( Brain — Derived — Neurotrophic Factor) — протеин кодируется геном, который расположен в 11 хромосоме. Это важный белок играющий важную роль в наших ментальных способностях. BDNF ген кодирует белок, который обнаруживается в головном и в спинном мозге. Этот ген играет роль в росте, созревании нервных клеток. BDNF белок активен в синапсах головного мозга. Синапсы могут изменяться и адаптироваться в ответ на опыт. BDNF белок помогает регулировать изменчивость синапсов , что очень важно для процессов обучения и памяти.
BDNF протеин найден в регионах головного мозга, которые отвечают за сытость, жажду, и вес тела. Скорее всего этот белок вносит вклад в эти процессы.
Экспрессия этого гена снижена при болезнях Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, WAGRO этот ген может играть роль в ответах на стресс и в болезнях расстройства настроения. Ген BDNF привлекает внимания многих исследователей.
BDNF один из многих нейротрофический факторов в мозгу, который помогает управлять процессами нейрогенеза. В тоже время существует множество других нейротрофинов которые выполняют схожие функции в мозгу. Скорее всего BDNF является одним из самых основных нейротрофических факторов. Восстановление нормального уровня BDNF может быть потенциально успешной терапией при некоторых соматических и ментальных болезнях.
Существуют заболевания при которых возникает генетическая недостаточность BDNF протеина, что может реализоваться в нарушении когнитивных функций, ожирении и другими признаками недостаточности этого заболевания. Одно из таких заболеваний это WAGRO — синдром. При этом заболевании удаляется часть генетического материала с 11 хромосомы включая ген который кодирует белок BDNF. BDNF все равно вырабатывается, благодаря копии гена, но его недостаточно. Пациенты с WAGRO синдромом часто страдают от ожирения и нарушения когнитивных функций.
Как же поднять уровень BDNF?
Если вы считаете, что вы можете иметь низкий уровень BDNF, и или вы хотите поднять уровень BDNF, вот несколько путей которыми этого можно достичь.
1. Интенсивные физические упражнения
Если вы не занимаетесь физическими упражнениями, ваш мозг может не производить BDNF в достаточной степени. Если вы регулярно будете заниматься физическими упражнениями, уровень BDNF скорее всего поднимется. Чем чаще вы занимаетесь упражнениями, тем выше продукция BDNF.
Даже однократное занятие физическими упражнениями может иметь эффект, но для достижения хорошего результата лучше сделать их постоянными. Скорее всего вовлекаясь в интенсивные физические упражнения для повышения уровня BDNF, вы усиливайте нейрогенез и помогаете расти новым клеткам мозга, облегчаете образование новых синаптических связей.
Аэробные упражнения с 60 — 70% усилением ритма сердца должны длиться не меньше 30 минут. Не ожидайте резкое повышение уровня BDNF после одного посещения спортивного зала. Некоторые гипотезы сводятся к тому, что вы получите значительное повышение уровня BDNF после нескольких месяцев регулярных упражнений.
2. Снижение потребления пищи, и ограничение калорийной пищи
В последние годы исследования показали, что эпизодическое голодание, и / или снижение потребления калорий ведут к улучшению самочувствия и продлевают активную жизнь человека. Периодическое голодание и уменьшение доли калорийной пищи ведет к повышению выработки белка BDNF, который может также быть задействован в регуляции уровня глюкозы в крови.
Механизм при помощи которого снижение доли калорийной пищи ведет к повышению уровня BDNF может быть схож с физическими упражнениями. Если вы хотите поднять уровень BDNF, вы можете пытаться ограничить потребление калорийных продуктов
3. Изменение диеты
4. Солнечный свет (Витамин D)
Еще один фактор, который сказывается на уровне BDNF белка это солнечное излучение, которое способствует выработке витамина D. Одно исследование показало, что в разные сезоны уровень BDNF протеина в сыворотке коррелирует с количеством солнечного излучения характерного для данного времени года.
В проведенном анализе 2851 человек в Нидерландах, показано, что сывороточный уровень BDNF максимальный летом и резко падает к зиме. Это значительное снижение уровня BDNF наблюдалось как среди мужчин, так и среди женщин. Кроме того, замечена корреляция с количеством часов, которые человек проводил на улице.
Длительное солнечное воздействие весь год может поддерживать концентрацию BDNF белка на высоком уровне. В то же время, те кто не получили достаточного количества солнечной энергии могут ощутить на себе BDNF- дефицит, особенно в те месяцы, когда солнца совсем мало. Витамин D в виде биодобавок может не быть столь же успешным, как солнечное излучение. Недостаток BDNF протеина в зимние месяцы может вести к изменению настроения и депрессии.
Куркумин:
Некоторые исследования показывают, что куркумин может усиливать выработку BDNF в гиппокампе особенно после травмы мозга. В исследованиях на грызунах, показано, что куркумин повышал когнитивные функции. Другое исследование показало, что куркумин вел к повышению уровня BDNF.
Ссылки на исследования:
Зеленый чай: Люди с нейродегенеративными заболеваниями обычно имеют низкий уровень BDNF. В попытке поднять уровень использовался зеленый чай, что привело к повышению выработки BDNF белка.
6.Снижение массы тела
Есть некоторые данные, что селективные ингибиторы обратного захвата серотонина также могут поднимать уровень BDNF. СИОЗС используют для повышения внеклеточного уровня серотонина, чтобы лечить депрессию. Эти препараты классифицируются как антидепрессанты, и должны выписываться психиатрами.
Не понятно до конца насколько выражено повышение уровня BDNF при длительном приеме СИОЗС, кроме того есть множественные нежелательные побочные эффекты. .
BDNF – это нейротрофический фактор мозга, который отвечает за рост и выживание нервных клеток по мере их развития. Он также стимулирует и контролирует нейрогенез (рост новых нервных клеток). Еще BDNF участвует в нейропластичности. Это процесс, который позволяет нервным клеткам компенсировать потери после травмы, а также адаптироваться к новым ситуациям и изменениям в окружающей среде.
Почему так важен BDNF?
Он повышает пластичность мозга. Когда клетки мозга повреждаются или находятся в стрессовой ситуации, BDNF защищает их и помогает им стать сильнее.
Облегчает депрессию. Во время депрессии нейронные пути отключатся и теряют гибкость. А вот достаточный уровень нейротрофического фактора мозга наоборот, повышает гибкость и активирует цепочки нейронов. [R]
Ускоряет потерю веса. BDNF помогает сбросить вес. Исследования показывают, что чем больше избыточный вес человека, тем ниже уровень Нейротрофического фактора мозга. [R, R]
Улучшает сон. Нейротрофический фактор мозга улучшает сон, увеличивая медленные мозговые волны на самой глубокой стадии сна. [R]
Защищает от нейродегенеративных заболеваний. Исследования показывают, что высокий BDNF снижает риск развития нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Одно исследование отслеживало группу взрослых в течение десяти лет и показало, что у людей с высоким уровнем BDNF слабоумие и болезнь Альцгеймера развиваются на 50% медленнее, чем у людей с низким уровнем содержания этого белка. [R]
По мере старения уровень нейротрофического фактора, генерируемого мозгом, естественным образом начинает снижаться. Имея несколько правильных повседневных привычек, вы можете настроиться на постоянное высвобождение большего количества BDNF, сохраняя свой мозг эластичным и закаливая его для роста и укрепления.
Как повысить BDNF
Упражнение на выносливость высвобождает белок под названием FNDC5. FNDC5, в свою очередь, увеличивает нейротрофический фактор мозга на 200-300 процентов. В одном исследовании мужчины, которые ежедневно ездили на велосипеде в течение 3 месяцев, почти в четыре раза увеличили свой BDNF. [R, R, R]
Сильная тренировка также увеличивает BDNF, но только на несколько минут после тренировки. Выбирайте умеренно интенсивное кардио. Не любитель бегать? Плавайте, катайтесь на велосипеде, занимайтесь йогой в быстром темпе или спортом. Что бы ни случилось, повышение частоты пульса также приведет к повышению уровня BDNF.
Вы освобождаете нейротрофический фактор мозга на более глубоких стадиях сна. Есть 5 стадий сна, и вы проходите их каждые 90 минут или около того. В среднем, вы проводите от трети до половины ночи на стадиях 3 и 4, которые дают вам глубокий, восстановительный сон. [R]
Хороший сон — это одна из самых важных вещей, которые вы можете сделать для вашего здоровья.
Стресс ядовит для BDNF. Воздействие стрессовых событий и повышенного уровня гормонов стресса приводит к нарушению пространственной памяти и повреждению нейронов гиппокампа. Считается, что эти нейроны поддерживаются нейротрофинами, такими как фактор роста нервов (NGF) и нейротрофический фактор мозга (BDNF). Поэтому снижение уровня стресса напрямую ведет к увеличению уровня Нейротрофического фактора мозга. [R, R]
В результате анализа 2 851 человека было установлено, что весной и летом количество BDNF в крови увеличивается, а осенью и зимой снижается. Уровни BDNF связаны с количеством часов воздействия солнечного света на человека. [R]
Простая прогулка в солнечные дни увеличивает нейротрофический фактор. Это также повышает настроение, увеличивает выработку витамина D и снижает риск заболевания раком кожи, если вы не доводите себя до ожогов.
Объем и частота приема пищи — основополагающие аспекты питания, которые оказывают серьезное влияние на здоровье и продолжительность жизни. Чрезмерное потребление пищи связано с ростом заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом и некоторыми видами рака и является одной из основных причин инвалидности и смертности в промышленно развитых странах.
Как ограничение калорийности пищи, так и снижение частоты приема пищи или прерывистый пост могут подавлять развитие различных заболеваний и увеличивать продолжительность жизни. Связано это с уменьшением окислительных повреждений и повышением стрессоустойчивости. Многие из положительных эффектов ограничения калорийности и голодания опосредованы нервной системой. Например, прерывистый пост приводит к увеличению выработки нейротрофического фактора мозга (BDNF), который повышает устойчивость нейронов в мозгу к дисфункции и дегенерации. Такая активация BDNF может также способствовать благоприятному воздействию на регуляцию глюкозы и сердечно-сосудистую функцию. [R]
Один из классических принципов нейронауки заключается в том, что мозг сохраняет значительное количество структурной и функциональной пластичности на протяжении всей взрослой и старости. Изучение новых вещей, которое стимулирует физическую и психическую активность, приводит к серьезным изменениям в последующем поведении, включая обучение и память, которые охватывают широкий спектр нейронных систем.
Именно поэтому так важно постоянно изучать новые вещи и приобретать различные навыки. Будь то езда на велосипеде, вышивание крючком или бег с препятствиями. Чем больше вы заставляете мозг сталкиваться с неизвестными ему вещами, тем выше ваш уровень BDNF. [R]
Ноотропы для повышения BDNF
Ашваганда является одним из самых мощных адаптогенов и с древних времен используется для адаптации организма к стрессу. В мозгу Ашваганда помогает регенерировать аксоны и дендриты, восстанавливать синапсы и восстанавливать нейронные сети, пораженные нейродегенеративными заболеваниями.
Ашваганда совершает часть этой функций в мозгу, повышая уровень BDNF. Исследования показывают, что Ашваганда может также предотвратить снижение уровня BDNF в мозгу.
Бакопа монье помогает повысить уровень BDNF в мозгу. Она используется для укрепления памяти и в качестве антидепрессанта на протяжении тысячелетий. Древние аюрведические тексты рекомендовали Бакопу, чтобы помочь запомнить длинные отрывки текста.
Исследования показывают, что Бакопа монье улучшает запоминание слов, повышает внимание, фокусирует внимание и снижает беспокойство. Исследование, проведенное в Индии, показало, что экстракт Бакопы монье способствует нейрогенезу в гиппокампе, повышая уровень BDNF в мозгу.
Докозагексаеновая кислота (ДКГ) способствует повышению уровня BDNF в мозгу. ДГК составляет большую часть серого вещества в мозгу. Она регулирует нейронную сигнализацию и экспрессию генов. ДГК воздействует на нейротрансмиттеры, которые влияют на память, обучение, фокус и внимание.
Одно исследование, проведенное в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, показало, что ДГК может восстановить нормальный уровень BDNF даже после травмы головного мозга.
Это было продемонстрировано в исследовании, проведенном в Китае. Исследователи обнаружили, что экстракт Готу Кола значительно увеличил концентрацию BDNF в мозгу. [R]
Это аминокислота, которая присутствует в зеленом чае. L-Теанин используется в качестве ноотропного вещества для снижения беспокойства, улучшения обучения и настроения, а также для повышения концентрации внимания.
Магний имеет решающее значение для всей электрической и электрохимической активности организма. Он участвует в мышечных сокращениях, сердечном ритме, нервной функции и активности клеток мозга.
Исследования показывают, что L-Треонат магния легко пересекает барьер между кровью и мозгом (по сравнению с другими формами магния). И как только он попадает в мозг, магний усиливает NMDA-рецепторную сигнализацию, экспрессию BDNF и синаптическую пластичность в префронтальной коре головного мозга. [R]
Ацетилцистеин (N-Ацетил-L-Цистеин, NAC, АЦЦ) – это мощный антиоксидант, который повышает настроение, снижает тревогу, улучшает память и уменьшает компульсивное поведение. Исследования показали, что NAC помогает увеличить выделение дофамина и уменьшить количество воспалительных цитокинов.
Ученые считают, что такая совокупность механизмов в мозгу обусловлена способностью АЦЦ способствовать выживанию клеток и синтезу факторов роста, что приводит к увеличению роста нейритов. Частично за счет активации сигнального пути BDNF/TrkB. [R]
Ноопепт – это ноотропный препарат, аналогичный по действию рацетамам. И известен тем, что стимулирует познание, память, обучение, восприятие, логическое мышление и настроение.
Исследование, опубликованное Российской академией медицинских наук в Москве, показывает, что Ноопепт стимулирует фактор роста нервов (NGF) и нейротрофический фактор мозга (BDNF). [R]
Родиола Розовая – это адаптогенное и ноотропное растение, которое на протяжении сотен лет используется в традиционной медицине России и скандинавских стран. Эта трава известна тем, что улучшает бдительность, энергию, память и настроение. А также обладает антитревожными и антидепрессантными свойствами, что снижает усталость, способствует познанию и концентрации внимания.
Ученые обнаружили, что Salidroside, основное биоактивное соединение, обнаруженное в экстракте Родиолы Розы, значительно повышает уровень BDNF в гиппокампе. [R]
Птеростильбен – это природный полифеноловый антиоксидант, содержащийся в чернике, винограде и коре индийского дерева кино. Этот мощный антиоксидант стимулирует BDNF, повышает нейропластичность, снимает тревогу, повышает уровень допамина, а также способствует познанию, обучению и памяти.
Что снижает BDNF?
- Стресс.
- Сахар. Употребление сахара и, в частности, фруктозы, непосредственно ограничивает выработку BDNF и ведет к снижению когнитивных функций.
- Социальная изоляция. Она способствует депрессии, которая уменьшает BDNF.
Заключение
BDNF является одним из самых мощных биологических факторов для обострения вашего ума. Включите одну или несколько из этих привычек в свою повседневную жизнь, чтобы думать быстрее и лучше.