Nörogenez: Yeni Nöronlar Nasıl Üretilir?

01 Kasım, 2020
Nörogenez statik değil, dinamik bir süreçtir. Bu nedenle beynin ihtiyacına göre cevap veren farklı faktörlerle modüle edilir ve düzenlenir.

Yetişkin beyindeki nörogenez, yani yeni nöronların üretilmesinin halen aktif olduğu hareketi, beyin esnekliği kavramını değiştirmiş ve sinir sisteminin homeostazını garanti ederek yeni mekanizmaları ortaya çıkarmıştır.

Beyin plastisitesi, beynin olgunlaşma ve öğrenme süreci sırasında ve hastalıklarda meydana gelen nöronal hasar karşısında yapısını ve işlevini değiştirme kapasitesiyle aynı anlama gelmektedir.

Bu kavram, beynin, yeni nöronların oluşumunda hem olumlu hem de olumsuz yönde etkileyebilecek farklı faktörlere yanıt veren bir organ olduğunu ifade eder. Bunların da beyin üzerinde faydalı bir etkisi vardır.

1966’dan beri beyinde yeni nöronların oluşumu bilinen bir şeydi. Daha sonra bu gerçek ispatlandı. O zamandan beri, yetişkin beyninde nörogenezin gerçekleştiği iki bölge olduğu bilinmekteydi: koku alma soğanı ve hipokampus.

Beynin bu iki bölgesi, bu yeni nöron oluşum sürecinin gerçekleşmesine izin veren önemli özelliklere sahiptir: nörogenez.

Nörogenez nasıl oluşur?

nörogenez oluşumu
Nörogenez, yeni nöronların oluşumunun dahil olduğu karmaşık bir süreçtir. Gelişimi farklı aşamalarda gerçekleşir.

Nörojenez, yukarıda da açıklandığı gibi, yeni nöronların oluşumunu içeren süreçtir. Yetişkin memelilerin hipokampüsünde ve koku alma soğanlarında aktif hale gelir. Bu da nöronal kök hücrelerinde yaşam boyunca kalıcılığını koruduğunu düşündürmektedir.

Bu karmaşık bir süreçtir ve aşağıdaki gibi farklı aşamalarda gerçekleşir:

  • Tüm çok hücreli organizmalarda bulunan kök hücrelerdir. Farklı tipte özelleşmiş hücrelere bölünme ve farklılaşma yeteneğine sahiptir. Pluripotent, vücuttaki tüm hücrelere dönüşebilecek potansiyele sahip olmalarına rağmen,  tek başlarına tüm organizmayı oluşturacak güce sahip değillerdir,
  • Yerdeğişitirim,
  • Ayrışma,
  • Yeni nöronların hayatta kalması,
  • Bunların mevcut sinir devrelerine entegrasyonuyla.

Okuyun: Nörodejeneratif Hastalıkları Önlemek İçin 7 İpucu

Nörogenez sürecine katılan hücrelerin yapılarında olan değişiklikler, bu süreçte geçici olarak ifade edilen protein göstergelerine bağlı olarak farklı özelliklerin tanımlanmasını mümkün kılmıştır.

Yeni nöronların oluşumu, nöronal devrelerin bozulmasını önlemek için hassas bir şekilde kontrol edilir. Niş, nörogenezin düzenlenmesinde rol oynayan faktörlerden biridir ve şunlardan oluşur:

  • Pluripotent hücreler,
  • Astrositler,
  • Endotel hücreleri.

Bu üç bileşen aşağıdaki faktörleri yerine getirmek için senkronize olarak hareket eder:

  • Kök hücre popülasyonunu korumak,
  • Kök hücrelerin ve hızla çoğalan hücrelerin çoğalmasını ve astrositler tarafından salgılanan çeşitli faktörlerin etkisiyle bu hücrelerin yerdeğişimini kontrol etmek.
  • Astrosit ve endotel hücre popülasyonunu korumak.

Nörogenezi düzenleyen faktörler

Nörojenez statik değil dinamik bir süreçtir. Bu nedenle beynin ihtiyacına göre cevap veren farklı faktörlerle modüle edilir ve düzenlenir.

Nörojenezin modülasyonu ve düzenlenmesinde rol oynayan faktörler arasında niş (yukarıda açıklandığı gibi), iç ve dış faktörler yer alır.

İç faktörler

İç faktörler, kök hücreleri ve kök hücre kaynaklı çoğalmaları kontrol eder. Bunlar şunları içerir:

  • Hücre-hücre iletişimini kontrol eden proteinleri, kök ve progenitör hücreler tarafından çeşitli hücrelere iletilen reseptörleri.
  •  Sonic Hedgehog sinyal yolağı ve WNT sinyal sistemleri,
  • Nöral hücre adezyon molekülü (NCAM) gibi bazı bağlantılı molekülleri,
  • Kök hücrelerin bulunduğu bölgeden progenitör hücrelerin üretimini ve yerdeğişimini artıran nörotransmiter GABA tarafından iletilen astrositler ve nöroblastlar arasında uygulanan sinyalleşmeyi.

Bunlarla beraber, iç faktörler sadece hücre çoğalmasını düzenlemekle kalmaz, aynı zamanda progenitör hücrelerin yeni nöronlar oluşturma döngüsünü de düzenler.

Dış faktörler

nörogenez bağlantı
Nörogenez ayrıca beyin hasarı, hormonlar veya büyüme faktörleri gibi dış faktörler tarafından da düzenlenir.

Bir nöronun oluşum sürecinde şahit olduğumuz; üretim, yerdeğişim, ayrışma, olgunlaşma ve hayatta kalma aşamalarında oldupu gibi aralarında aşağıdaki faktörlerin de yer aldığı, dış faktörler tarafından da etkilenir:

  • Hormonlar,
  • Büyüme faktörleri,
  • Beyin hasarı.

Glutamatın da son zamanlarda bu oluşumun bazı aşamalarında ikili bir etki yaptığı görülmüştür. GABA, serotonin ve dopamin de bu sürecin modülasyonunu etkilemektedir.

Bu nörotransmitter iletkenleri etkileyen faktörler, yanlış kullanılan ilaçlarının yanı sıra kortikosteroidler, hamilelik, alkol kullanımı, bazı hormonlar ve yaşamın erken dönemlerinde yaşanan kötü deneyimler de nörogenezi etkileyen diğer faktörler olarak tanımlanmıştır.

Okuyun: Beyinde Nöroplastisite Nedir?

Sonuç

Yetişkin beynindeki nörogenez, nörodejeneratif hastalıklarda nöron replasman tedavisinin uygulanması için ilginç bir süreçtir. Ayrıca nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar gibi durumlar nedeniyle geçici nöron kaybı olan hastalıkların tedavisi için de bu yöntem uygulanır.

Kök hücrelerin nasıl oluştuğunu, ayrıştığını, yer değiştirdiğini görmek için ve bunlardan en iyi şekilde yararlanmak için daha fazla araştırma yapmak şarttır.

  • Eriksson, P. S., Perfilieva, E., Björk-Eriksson, T., Alborn, A. M., Nordborg, C., Peterson, D. A., & Gage, F. H. (1998). Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nature Medicine. https://doi.org/10.1038/3305
  • Götz, M., & Huttner, W. B. (2005). The cell biology of neurogenesis. Nature Reviews Molecular Cell Biology. https://doi.org/10.1038/nrm1739
  • Akers, K. G., Martinez-Canabal, A., Restivo, L., Yiu, A. P., De Cristofaro, A., Hsiang, H. L., … Frankland, P. W. (2014). Hippocampal neurogenesis regulates forgetting during adulthood and infancy. Science. https://doi.org/10.1126/science.1248903
  • Snyder, J. S., Soumier, A., Brewer, M., Pickel, J., & Cameron, H. A. (2011). Adult hippocampal neurogenesis buffers stress responses and depressive behaviour. Nature. https://doi.org/10.1038/nature10287