VEGF is necessary for exercise-induced adult neurogenesis. Eur. J. Neurosci.Eur. J. Neurosci. (in the press) | |
 (Рис.1.) | (Рис.из статьи van Praag, H. et al., 2000) Living conditions in different experimental groups.  (Рис.2.) | Effects of elements of enrichment, such as learning and exercise, on cell proliferation (one day post BrdU exposure) and neurogenesis (four weeks post BrdU exposure) in the dentate gyrus. |
В настоящее время признано, что обновление нейронов в гиппокампе является необычно динамичным явлением. Выживаемость нейронов гиппокампа крайне чувствительна к многим внешним стимуляторам, но эта же структура мозга обладает необыкновенной способностью к регенерации. В рецензируемых статьях сообщается о двух сторонах обновления нейронов в гиппокампе – о рождении нейронов и их гибели.
Физические упражнения, такие как бег, могут стимулировать рождение новых нейронов в гиппокампе. Fabel с соавт. попытались изучить механизмы, обусловливающие такой эффект упражнений. Они сообщили, что в этом процессе обязательно участвует периферический васкулярный эндотелиальный ростовой фактор (vascular endothelial growth factor – VEGF).
После физических упражнений уровень циркулирующего VEGF увеличивается. Авторы предположили, что этот фактор может опосредовать стимулирующий эффект физической активности на нейрогенез. Они изучали эффект VEGF на гиппокампальные клетки-предшественники in vitro и обнаружили митогенный эффект этого фактора. Однако при изучении животных in vivo не было найдено индуцирующего эффекта упражнений на транскрипцию VEGF в гиппокампе. В связи с этим было высказано предположение, что циркулирующий VEGF является молекулой, ответственной за нейроногенез.
Для проверки данной гипотезы авторы блокировали действие периферического VEGF, используя вирусный вектор, продуцирующий антагонист VEGF и неспособный преодолевать гематоэнцефалический барьер. Было обнаружено, что такая манипуляция аннулирует индуцированное упражнениями образование новых нейронов, однако удивительно то, что это не нарушало основного нейроногенеза у контрольных интактных животных (т.е. животных, не подвергавшихся физическим упражнениям). Результаты указывают, что нейроногенез может контролироваться разными и независимыми механизмами и что периферические факторы могут действовать отдельно от центральных нервных сетей, регулирующих образование новых нервных клеток. Тем не менее, точный путь, посредством которого VEGF контролирует индуцированный физическими упражнениями нейроногенез, остается неясным.
Во второй работе Bredy с соавт. изучали эффекты материнского ухода на выживаемость нейронов в гиппокампе крыс. Истоки этого исследования кроются в наблюдении, показавшем, что плотность синапсов и пространственная память у крыс различаются в зависимости от поведения матери – от качества вылизывания и ухода (груминга) за детенышами. Крысы, воспитанные матерями, которые облизывали детенышей часто (high-licking mothers), имели более высокую плотность синапсов и лучшую память, чем крысы, воспитанные матерями, которые вылизывали детенышей реже (low-licking mothers). Авторы предположили, что такие различия могут коррелировать с количеством нейронов в гиппокампе.
Чтобы ответить на этот вопрос, двухнедельным крысятам вводили бромдезоксиуредин (5-bromo-2-deoxyuridine –BrdU) для того, чтобы пометить клетки, рождающиеся в этот момент жизни животного. После этого прослеживали судьбу меченых клеток через день, три недели и через три месяца. Некоторые крысята воспитывались “high-licking” матерями, другие “low-licking” матерями. Не было обнаружено никаких различий в числе меченых клеток через 24 часа после введения BrdU. Это указывает на то, что клеточная пролиферация не зависела от материнского поведения. Однако у обследованных через три недели и через три месяца крыс из “high-licking” группы оказалось больше меченых клеток, чем у крыс из “low-licking” группы. Кроме того, было обнаружено, что меченые клетки были зрелыми нейронами и что различия в материнском поведении не вели к различиям в числе незрелых нейронов. Результаты указывают, что материнский уход не влияет на созревание нейронов, но, вероятно, влияет на их выживаемость.
Bredy с соавт. сообщили также об увеличении экспрессии основного фактора роста фибробластов (basic fibroblast growth factor) в “high-licking” группе. Вероятно, такая форма материнского поведения помогала обеспечить среду, способствующую выживаемости нейронов. Авторы полагают, что такой эффект может быть ответственным за влияние материнского ухода на когнитивные функции у взрослых животных. См. также: 1.van Praag, H. et al. Neural consequences of environmental enrichment. Nature Rev. Neurosci. V. 1. N 3. P. 191-198 (2000) 2.Bredy T.W. et al. Partial reversal of the effect of maternal care on cognitive function through environmental enrichment. Neuroscience V. 118. N 2, P. 571-6 (2003) |