Stressz és neurogenezis

2013

Dranovsky, Hen 2006 Biol.Psych.

Új idegsejtek képződése és integrációja az agyi hálózatok működésének természetes élettani jelensége;

A neurogenezis dinamikája „használat-nem használat elven” változik az ép agyban kór-függő módon változik neurodegeneratív, pszichiátriai elváltozásokban stressz-hatásokkal, antidepresszánsokkal modulálható

Idegi őssejtek „sok-félesége”

13. nap 0,4 mm

18. nap 1,25 mm

32. nap; 6 mm

Szimmetrikus mitózis

+

Aszimmetrikus mitózis

+

kamra

Pia - ECM

Radiális glia

Radiális neuroepithel sejt

ECM

Idegsejt-előalak

Laterális indukció / gátlás

Szimmetrikus aszimmetrikus mitózisok

NotchHes

ErbB2BLBP

Delta-1Mash/Ngn1,2NRG-1

G.C. Schoenwolf , 2001

Embrionális sejt-vándorlás az elsődleges germinatív zónából

radiális glia

Migráló neuron prekurzorok

Rakic P. J. Comp. Neurol. 1972, 145: 61-84

Az elsődleges germinatív zónából származó idegsejt-előalakok a radiális glia nyúlványok mentén vándorolnak

Halfter, W. et al. J. Neurosci. 2002;

Tangenciális + radiális vándorlás

Primér germinatív réteg Másodlagos germinatív réteg

prenatális posztnatális

Vetítő neuron

Kis vetítő neuron

Lokális közti neuron

Asztroglia

Radiális glia

ependymaVZ

SVZ

A másodlagos germinatív zóna a primér zóna származéka :

Vetítő neuronokat nem „termelnek”

A felnőttkori neurogén zónák az SVZ maradványai;

10 m

Neurospherefrom new born mouse

froebrain

Agykéreg

Szagló gumó agykamra

Kisagy

Hátsóagy

Corpus callosum

Elülső migrációs ösvény

a

Szubventrikuláris zóna

nmfhé

Hippocampus

Cortex

Thalamus

Szubgranuláris zóna

A posztnatális időszakban már meglevő neuron-készlettel éljük le az életünket :1984 Notebohm: énekes madarak; 1992 Reinolds és Weiss: rágcsálók, ember; 1998 Eriksson , Gage : human hippocampus felnőttkori neurogén zónák;

9000 új prekurzor/napT1/2: 28 nap

Cameun, McKay; 2001

kamra

agyszövet

ependyma

nmfhé

Sanai et al. Nature 2004, 427: 740; Doetsch F et al. J. Neurosci. 1997, 17(13): 5046

Enyhe krónikus stressz hatására a hippocampalis sejtprodukció és/vagy neuron differenciáció csökken , míg az SVZ-eredetű sejtprodukció/túlélés nemváltozik (Silva R. et al., 2008. Neurosci)

JS Snyder et al. Nature , 2011. doi:10.1038/nature10287

„ Inhibition of adult neurogenesis in the dentate gyrus leads to hypersecretion of glucocorticoids in response to stress.

Increased stress response is due to reduced neurogenesis in the hippocampus but not in the subventricular zone.”

Schoenfeld , Gould; 2012. Exp.Neurol.

Stressz → GCs ↑ (a HC minden főbb sejtípusa reagál) → erős serkentő stimulus a subiculum piramis sejtjeihez → HPA gátlás

GC-szint visszaáll

A HC serkentő hatást (és ezzel a subiculumban érvényesülő gátlást) az új granulasejtek fokozzák

Tartósan magas GC-szint azonban gátolja az új granulasejtek keletkezését, ezzel a GC-szint normalizálódását

Wei Deng, James B. Aimone, and Fred H. Gage; Nat Rev Neurosci. 2010 May; 11(5): 339–350.

Adult hippocampal neurogenesis

About 1 week after birth, the adult-born DGC extends its dendrite into the granule cell layer (GCL) and molecular layer (MOL) and projects the axon into the hilus toward CA3. The DGC receives excitatory GABA-ergic input, presumably from local interneurons (shown as blue cells).

During the third week, the DGC receives glutamatergic input (Glu) from the perforant pathway. The GABA input changes from being excitatory to inhibitory. Efferent and afferent synapses begin to form.

At around 2 months of age, the basic structural and physiological properties of the adult-bornDGCs are indistinguishable from those of mature DGCs.

Wei Deng, James B. Aimone, and Fred H. Gage; Nat Rev Neurosci. 2010 May; 11(5): 339–350.

Aktivitás-függő, kompetitív szinapszis-képzés

The filopodium (shown in green) from an adult-born DGC dendrite extends to an axonal bouton (shown in red) that is associated with another spine (shown in yellow), which leads to the eventual formation of either a monosynaptic bouton targeting spines from the adult-born DGC or a multisynaptic bouton, or leads to retraction.

A small bouton (shown in green) from the axon of an adult-born DGC contacts the dendritic shaft (shown in grey) of a CA3 pyramidal neuron at a site near the thorny excrescences that contact an existing axonal bouton (shown in yellow). During the subsequent development of the new synapse, the bouton from the newborn DGC either replaces the existing axonal bouton or forms a new thorny excrescence nearby, or retracts

Axon-végződések (preszinaptikus) kapcsolat-alakítása CA3 dendriteken

Dendritikus (posztszinaptikus) kapcsolatok alakulása EC axonokkal

Bioelektromos aktivitás

[Ca2+]I Anyag kibocsájtás

BDNF

GABA

[Ca2+]Ifoszforiláció

Fehérje szintézis

Anyag-kibocsátásECM

Fehérje termelés és kibocsájtás

Növekedési kúp célsejt

GABAA

GABAB

Jelitai, Madarasz; Int.Rev.Neurobiol. 2006

Aktivitás-függő hálózat-képződés„Fire together – wire together”

GDPKémiai ingerek?