Bdnf (mozkový neurotrofický faktor)

  • Bipolární porucha
  • Schizofrenie

Mozkový neurotrofický faktor (BDNF) má roli v patofyziologii psychiatrických poruch. Prekurzor proBDNF je převeden na zralý BDNF a BDNF pro-peptid, N -koncový fragment proBDNF; přesná funkce těchto proteinů u psychiatrických poruch však není známa.

Snažili jsme se zjistit, zda je exprese těchto proteinů změněna v mozku a periferních tkáních pacientů s psychiatrickými poruchami. Měřili jsme proteinovou expresi proBDNF, zralého BDNF a BDNF pro-peptidu v parietálním kortexu, mozečku, játrech a slezině z kontroly, skupiny s velkou depresivní poruchou (MDD), schizofrenií (SZ) a bipolární poruchou (BD).

Hladiny zralého BDNF v parietálním kortexu ze skupin MDD, SZ a BD byly významně nižší než u kontrolní skupiny, zatímco hladiny pro-peptidu BDNF v této oblasti byly výrazně vyšší než u kontrol. Naproti tomu hladiny proBDNF a BDNF pro-peptidu v mozečku skupin MDD, SZ a BD byly významně nižší než u kontrol.

Kromě toho byly hladiny zralého BDNF z jater skupin MDD, SZ a BD výrazně vyšší než u kontrolní skupiny. Hladiny zralého BDNF ve slezině se nelišily mezi čtyřmi skupinami. Je zajímavé, že existuje negativní korelace mezi zralým BDNF v mozkové kůře a zralým BDNF v játrech u všech subjektů.

Tato zjištění naznačují, že abnormality produkce zralého BDNF a BDNF pro-peptidu v mozku a játrech mohou hrát roli v patofyziologii psychiatrických poruch, což ukazuje na mozkovou a jaterní osu v psychiatrických poruchách.

Více řádků důkazů naznačuje, že neurotrofický faktor odvozený z mozku (BDNF) je zásadní v patofyziologii psychiatrických poruch, jako je velká depresivní porucha (MDD), schizofrenie (SZ) a bipolární porucha (BD).

1, 2, 3, 4, 5, 6 Mozkový neurotrofický faktor (zralá forma) je polypeptid o velikosti 13 kDa, který je zpočátku syntetizován jako prekurzorový protein preproBDNF v endoplazmatickém retikulu. Po štěpení signálního peptidu je proBDNF (~ 32 kDa) převeden na zralý BDNF a BDNF pro-peptid (~ 17 kDa), N -koncový fragment proBDNF (obrázek 1).

Jak proBDNF, tak zralý BDNF jsou aktivní a vyvolávají protichůdné účinky prostřednictvím receptoru p75 NTR a kinázy B (TrkB) souvisejícího s tropomyosinem, a obě formy jsou důležité v několika fyziologických funkcích. 7, 8, 9, 10, 11 Hladiny exprese pro-peptidu BDNF se během postnatálního vývoje a plató u dospělých myší zvyšují.

Kromě toho je BDNF pro-peptid uvolňován z neuronů způsobem závislým na aktivitě. 12 Je zajímavé, že BDNF pro-peptid přímo usnadňuje hipokampální dlouhodobou depresi, což vyžaduje aktivaci GluN2B podtypu N- methyl-d-asparátových receptorů a p75 NTR .

Nedávná studie ukázala, že neuronální depolarizace vyvolala výrazné zvýšení extracelulárního BDNF pro-peptidu, který naopak negativně reguloval dendritické páteře prostřednictvím kaspázy-3. Souhrnně je pravděpodobné, že proBDNF, BDNF pro-peptid a zralý BDNF sdílejí důležité biologické funkce.

BDNF (mozkový neurotrofický faktor)

Produkce BDNF a BDNF pro-peptidu z jeho prekurzoru. Lidský gen BDNF produkuje protein preproBDNF, který je zpracován na proBDNF (~ 32 kDa).

Po štěpení signálního peptidu je proBDNF (~ 32 kDa) přeměněn na BDNF maturovanou formu (~ 13 kDa) a BDNF pro-peptid (~ 17 kDa) intracelulárními a extracelulárními proteázami.

Zralý BDNF se přednostně váže na TrkB receptor, zatímco proBDNF a BDNF pro-peptid se váže na p75 NTR . BDNF, neurotrofický faktor odvozený z mozku; TrkB, kináza B. související s tropomyosinem

Obrázek v plné velikosti

Byly hlášeny zvýšené hladiny proteinu BDNF v předním cingulačním kortexu a hippocampu pacientů se SZ. 15, 16 Weickert et al. 17 uvádí významné snížení BDNF messengerové RNA (mRNA; 23%) a BDNF proteinu (40%) v dorsolaterální prefrontální kůře pacientů s SZ. Issag a kol.

18 také uvádělo snížení BDNF v prefrontální kůře pacientů s SZ. Dále Karege a kol. 19 uvádí snížené hladiny BDNF v hippocampu obětí sebevražd.

Snížená genová exprese BDNF a jeho receptoru TrkB byla také detekována v prefrontální kůře sebevražedných subjektů, 20 a přední kůry cingulů u pacientů s MDD 21 a starších pacientů s depresí.

22 Je zajímavé, že u jedinců s MDD užívajících antidepresiva byla hlášena zvýšená imunoreaktivita hipokampálních BDNF, což naznačuje, že antidepresiva by mohla zvyšovat hladiny hipokampálních BDNF. 23 Další zprávy uváděly sníženou expresi BDNF v hippocampu 24 a frontální kůře pacientů s BD.

Je proto pravděpodobné, že abnormality exprese BDNF v mozku jsou klíčové pro patofyziologii závažných psychiatrických poruch. Naše preklinické studie ukázaly, že regionální rozdíly v expresi zralého BDNF, jeho prekurzoru proBDNF a BDNF pro-peptidu dávají odolnost vůči nevyhnutelnému stresu. 26, 27 Neexistují však žádné zprávy zkoumající expresi izoforem BDNF v mozku a periferních tkáních u pacientů s psychiatrickými poruchami.

Kromě mozku byla zaznamenána exprese BDNF a TrkB v periferních tkáních včetně jater a sleziny, 28, 29, 30, 31, ačkoliv funkční role signalizace BDNF-TrkB v játrech a slezině není plně známa.

Tyto dvě tkáně (játra a slezina) od stejných subjektů jsou dostupné od The Stanley Research Institute (Kensington, MD, USA).

Tato studie byla proto provedena s cílem zjistit, zda úrovně exprese BDNF a jeho příbuzných peptidů v postmortemových tkáních (parietální kůra, mozeček, játra a slezina) odebrané ze skupin SZ, MDD a BD vykazovaly rozdíly ve srovnání se zdravou kontrolní skupinou.

Materiály a metody

Lidská postmortem parietální kůra (Brodmann oblast 7), mozek, játra a slezina z normální kontroly ( N = 15), stejně jako pacienti s MDD ( N = 15), SZ ( N = 15) a BD ( N = 15) byli získané z kolekce mozků Stanley Foundation Brain Collection (Bethesda, MD, USA).

Nebyly zahrnuty vzorky sleziny od tří pacientů s SZ a jednoho pacienta s MDD. Vzorky jsou shromažďovány lékaři. Ve všech případech bylo získáno povolení od dalšího příbuzného. Demografické, klinické a ukládací informace pro případy byly dříve zveřejněny.

32 Každá diagnostická skupina byla přiřazena podle několika parametrů, včetně věku při smrti, pohlaví, intervalu posmrtného vývoje, pH mozku a hmotnosti mozku (tabulka 1). Tato studie byla schválena Výzkumnou etickou komisí postgraduální lékařské fakulty Univerzity v Chiba (č.

442 dne 16. září 2015 a č. 223 dne 13. června 2016).

Tabulka v plné velikosti

Analýza Western blot byla provedena jedním pozorovatelem, který byl oslepen čtyřem skupinám. Lidské vzorky byly skladovány při -80 ° C až do biochemických analýz. Vzorky tkáně byly homogenizovány v Laemmliho lyzačním pufru a poté odstředěny při 3000 g při 4 ° C po dobu 10 minut, čímž byly získány supernatanty.

Koncentrace proteinů byly stanoveny pomocí soupravy pro stanovení metodou BCA (Bio-Rad, Hercules, CA, USA), poté byly vzorky inkubovány po dobu 5 minut při 95 ° C, se stejným objemem 125 mm Tris / HCI, pH 6, 8, 20% glycerolu, 0, 1% bromfenolové modři, 10% p-merkaptoethanolu a 4% dodecylsulfátu sodného.

Proteiny byly separovány za použití elektroforézy na dodecylsulfátu a polyakrylamidu sodného na 10% mini-gelech (Mini-PROTEAN TGX Precast Gel; Bio-Rad). Separované proteiny byly poté přeneseny na polyvinyliden difluoridové membrány pomocí Trans Blot Mini Cell (Bio-Rad).

Pro imunodetekci byly bloty blokovány 2% BSA v TBST (TBS + 0, 1% Tween-20) po dobu 1 hodiny při teplotě místnosti, pak byly inkubovány s primárními protilátkami přes noc při 4 ° C.

Byly použity následující primární protilátky: anti-lidský proBDNF (1: 2000, Cat #: H10001G-MA, GeneCopoeia, Rockville, MD, USA), anti-BDNF (1: 200, Cat #: H-117 (sc-20981) ), Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) a p-aktin (1:10 000, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA).

Protilátky proti lidskému proBNDF (GeneCopoeia) a anti-BDNF (Santa Cruz Biotechnology) byly použity pro měření proBDNF, BDNF pro-peptidu a zralého BDNF. 26, 27 Specifičnost těchto BDNF protilátek byla potvrzena pomocí vzorků mozku od Bdnf knockout potkanů.

27 Následující den byly bloty třikrát promyty v TBST a inkubovány s anti-králičí nebo anti-myší protilátkou konjugovanou s křenovou peroxidázou (1: 5000) po dobu 1 hodiny při pokojové teplotě. Po třech promytích v TBST byly pásy detekovány za použití zvýšené chemiluminiscence plus detekčního systému westernového přenosu (GE Healthcare Bioscience, Tokio, Japonsko). Nakonec byly bloty promyty třikrát v TBST a inkubovány s primární protilátkou namířenou proti p-aktinu. Snímky byly zachyceny pomocí Fuji LAS3000-mini zobrazovacího systému (Fujifilm, Tokio, Japonsko) a byly kvantifikovány imunoreaktivní pásy.

Statistická analýza

Data byla zobrazena jako průměr ± sd. Analýza byla provedena pomocí PASW Statistics 20 (dříve SPSS statistika; SPSS, Tokio, Japonsko).

Analýzy kovariance (ANCOVA) byly provedeny na normalizovaných objemech spotů, pro každou škvrnu v každé oblasti, s pH mozku, věkem nástupu choroby, pohlavím, délkou trvání choroby, intervalem posmrtného života, zmrazenou stranou mozkové hemisféry, celoživotním užíváním neuroleptických drog, závažností zneužívání návykových látek, závažnost zneužívání alkoholu a / nebo zmrazené doby skladování. Pokud ANCOVA dosáhla významnosti, provedli jsme post hoc test nejmenší významnosti pro identifikaci skupinového srovnání. Korelace byla určena Pearsonovou nebo neparametrickou Spearmanovou korelací. Hodnota P

Co je neurotrofní faktor odvozený z mozku?

Mozkový neurotrofický faktor (BDNF) je protein schopný regulovat vývoj neuronů. Nachází se primárně v mozku, i když se vyskytuje také v jiných oblastech těla a je nejvíce koncentrován v kůře, hippocampu a bazálním předním mozku.

Budete mít zájem:  Glukosamin a jeho účinky na zdraví – jak funguje?

Variace v hladinách neurotrofních faktorů pocházejících z mozku byly spojeny s neurologickými onemocněními, duševními chorobami a zpožděním v kognitivním vývoji.

Tento protein má potenciální využití v lékařské léčbě a je předmětem zájmu neurologických vědců.

BDNF patří do rodiny proteinů známých jako neurotrofiny. Tyto proteiny působí na neurony různým způsobem.

V případě neurotrofického faktoru pocházejícího z mozku je protein schopen stimulovat zárodečné buňky k vývoji a diferenciaci nových neuronů a axonů.

Kromě toho se protein podílí na regulaci procesů, které udržují neurony naživu. Díky tomu je důležitou součástí chemie mozku a hraje zvláště důležitou roli v dlouhodobé paměti.

Zatímco lidé se rodí s většinou svých neuronů již na místě, stejně jako mnoho jiných savců, neurotrofický faktor odvozený z mozku hraje roli v neurologickém vývoji.

Studie na zvířatech ukázaly, že deficity tohoto proteinu mohou vést k vývojovým zpožděním a někdy i smrti.

Kromě toho je mozek schopen růst některých nových neuronů v průběhu života za pomoci neurotrofického faktoru pocházejícího z mozku. Bez BDNF mozek nemůže vykonávat řadu důležitých funkcí.

Duševní onemocnění, jako je deprese, bylo spojeno se změnami hladin tohoto proteinu, což naznačuje, že je spojeno s psychologickými stavy a také s kognitivním vývojem.

Kromě toho jsou určitá neurologická onemocnění spárována s potlačením produkce neurotrofních faktorů pocházejících z mozku, což ukazuje, jak tento protein hraje roli také v těchto poruchách.

Pochopení úlohy BDNF v chorobných procesech v mozku může být důležité pro výzkum, jak předcházet, léčit a potenciálně léčit některá onemocnění postihující mozek.

Tento protein byl jedním z prvních neurotrofinů, které byly identifikovány, a byl velmi intenzivně studován v laboratorních podmínkách po celém světě.

Neurologickému výzkumu na lidech brání skutečnost, že experimentování na mozku je považováno za neetické, což nutí vědce spoléhat se na pozorování a retrospektivní hodnocení a shromažďovat údaje o úloze různých sloučenin v lidském mozku.

Lidé žádající o účast v neurologickém výzkumu mohou získat informace o tom, co vědci budou dělat, aby se rozhodli, zda se chtějí zapojit.

Stres a fungování mozku

Hormony, neurobiologie strachu. Amygdala. Stres, který milujeme. Krátkodobý a dlouhodobý stres.

Doba předcházející některým z našich nejdůležitějších, nejzávažnějších činů může být naplněna stresem. Což je velice špatné, neboť stres mění, jak se rozhodujeme – jen výjimečně k lepšímu.

Základní dichotomie mezi akutní a chronickou stresovou reakcíZačneme dávno zapomenutým pojmem z biologie devatenáctého století. Vzpomínáte si na „homeostázi“? To znamená mít ideální tělesnou teplotu, tep, hladinu cukru v krvi, atd. „Stresor“ je cokoli, co homeostatickou rovnováhu naruší – třeba když jste zebra a pronásleduje vás lev nebo jste-li hladový lev a honíte zebru.

Stresová reakce je celá řada neurálních a endokrinních změn, k nimž dochází u zebry i lva a jež jsou uzpůsobené tak, aby zebra i lev krizovou situaci překonali a znovunastolili homeostázi.Spuštění stresové reakce zprostředkovávají zázadní události v mozku. (Upozornění: následující dva odstavce jsou technicky zaměřené a nikoli nezbytné.) Pohled na lva aktivuje amygdalu.

Zebřiny neurony stimulují neurony mozkového kmene, které následně potlačí parasympatický nervový systém, zmobilizují sympatický nervový systém a do celého těla se uvolňují adrenalin a noradrenalin.Amygdala zprostředkovává i druhou hlavní část stresové reakce, neboť aktivuje paraventrikularní jádro (PVN) hypotalamu.

A PVN vysílá projekce do spodní části hypotalamu, kde se vylučuje hormon kortikoliberin (CRH). To způsobí, že hypofýza začne vylučovat adrenokortikotropní hormon (ACTH), který stimuluje sekreci glukokortikoidů z nadledvinek.Glukokortikoidy společně se sympatickým nervovým systémem umožňujíí organismu přežít fyzický stresor tak, že aktivují klasickou reakci „bojuj nebo uteč“.

Energii do svalů potřebujete, ať už jste zebra, nebo lev, a stresová reakce kvapně do krevního oběhu uvolní energii z oblastí, kde je v těle uskladněna. Krom toho se zrychlí tep a zvýší krevní tlak, takže se energie uvolněná do oběhu dostane k pracujícím svalům rychleji.

Ve stresu jsou navíc pozastaveny dlouhodobé stavební projekty – růst, oprava tkání a rozmnožování – a to dokud krizová situace nepomine. Inu, když vás honí lev, můžete energii vynaložit na lepší věci než například na zesilování děložní stěny. Vylučuje se beta-endorfin, dochází ke stimulaci imunitního systému a zlepšuje se srážlivost krve – to všechno je po bolestivém zranění užitečné.

Mimoto do mozku proniknou glukokortikoidy a prudce zlepší kognici a bystrost smyslů.Tohle je pro zebru i lva úžasná adaptivní výhoda. Zkuste sprintovat bez adrenalinu a glukokortikoidů a brzy bude po vás. Tato základní stresová reakce je starobylým fyziologickým procesem, který lze nalézt u savců, ptáků, ryb i plazů, což jen odráží jeho význam.

Starodávné ovšem není to, jak stres funguje u chytrých, nedávno se vyvinuvších a společensky sofistikovaných primátů. V případě primátů se definice stresoru rozšiřuje za hranici pouhých fyzických výzev pro homeostázi a mimoto zahrnuje i přemýšlení o tom, že bude homeostáze narušena. Anticipační stresová reakce je adaptivní, pokud se nějaká reálná výzva skutečně blíží.

Jste-li však neustále, leč mylně přesvědčeni, že budete vyvedeni z rovnováhy, změníte se v úzkostlivého, neurotického, paranoidního či nepřátelského primáta, jenž je stresován psychicky. A stresová reakce se nevyvinula, aby se vypořádala s touto nedávnou savčí inovací.Mobilizovat energii, zatímco sprintujete o vlastní život, vám pomáhá se zachránit.

Pokud ale budete dělat totéž kvůli stresující třicetileté hypotéce, vystavujete se riziku četných metabolických problémů, například diabetu dospělých. Podobně je to s krevním tlakem: když se vám zvýší, zatímco utíkáte savanou, je to dobré. Pokud se ale zvýší kvůli chronickému psychickému stresu, přivodí vám stresem způsobenou hypertenzi.

Když budete chronicky oslabovat růst a opravu tkání, dřív nebo později za to zaplatíte. Ke stejnému výsledku dospějete, jestliže potlačujete reprodukční fyziologii – u žen dojde k narušení ovulačních cyklů a mužům poklesne erekce i hladina testosteronu. A konečně, zatímco akutní stresová reakce zahrnuje posílení imunity, chronický stres imunitu oslabuje a tím zvyšuje náchylnost k různým infekčním onemocněním.

Existuje u nás určitá dichotomie – jsme-li jakožto normálního savci ve stresu kvůli akutní fyzické krizové situaci, stresová reakce nám může zachránit život. Pakliže však aktivujeme stresovou reakci chronicky kvůli psychologickému stresu, naše zdraví tím trpí.

Jen výjimečně je člověk nemocný, protože v případě potřeby nedokáže spustit stresovou reakci. Naopak, nemocní jsme proto, že stresovou reakci aktivujeme příliš často, na příliš dlouho a z čistě psychických důvodů.

Podstatné je, že stresová reakce, která je přínosná pro uhánějící zebry i lvy, probíhá v řádu sekund až minut.

Jenže pokud budete ve stresu celou dobu, kdy čtete tuhle kapitolu (což odteď označujeme jako „dlouhodobý“ stres), stihnou vás neblahé následky, včetně některých nepříjemných vlivů na ty typy chování, o nichž pojednává tato kniha.

Krátká odbočka: Stres, který milujemeJak úprk před lvem, tak léta tvrdnutí v dopravních zácpách jsou nepříjemné věci. Což se nápadně liší od stresu, který zbožňujeme.Milujeme stres, jenž je mírný, přechodný a objevuje se v přívětivých souvislostech. Stresuplná nebezpečnost jízdy na horské dráze nám působí žaludeční nevolnost, ale nepřipraví nás o rozum.

Trvá tři minuty, ne tři dny. Tento druh stresu zbožňujeme, dožadujeme se jej a platíme, abychom ho zažili. Co označujeme za ideální dávku stresu? Být něčím zaujatý a angažovaný, zažívat výzvu. Být stimulovaný. Hraní. Jádrem psychologického stresu je ztráta kontroly a předvídatelnosti.

V přívětivém prostředí se však kontroly a předvídatelnosti rádi vzdáme, pokud díky tomu zažijeme výzvu neočekávaného – prudké klesání na trati horské dráhy, nečekaný zvrat, obtížný nízký odpal, který míří naším směrem, nečekaný tah protivníka při partičce šachu. Překvapte mě – je to zábava.Toto nás přivádí ke klíčovému konceptu, konkrétně k převrácenému U.

Naprostá absence stresu je nepříjemně nudná. Mírný, přechodný stres je báječný – zvýrazňuje různé aspekty fungování mozku; hladina glukokortikoidů s ním spjatá zvýší uvolňování dopaminu; potkani mačkají páčky, aby se jim vyplavilo přesně to správné množství glukokortikoidů.

Jakmile ale začne být stres drsnější a trvat déle, jeho příznivé účinky se vytratí (kde se nachází hranice mezi stimulačními účinky stresu a jeho nadbytkem, se na individuální úrovni samozřejmě do značné míry liší; co je noční můrou pro jednoho, může být zábavou pro druhého).

Tu správnou míru stresu milujeme, a pokud ji nemáme, chřadneme. Nyní se však vraťme k dlouhodobému stresu …

Dlouhodobý stres a neurobiologie strachuPro začátek: dlouhodobý stres způsobuje, že se lidé implicitně (tedy nikoli vědomě) více dívají na rozzlobené tváře. Během stresu je navíc aktivnější senzorická zkratka z talamu do amygdaly, což zahrnuje vzrušivější synapse – o výsledném kompromisu mezi rychlosti a přesností jsme již mluvili.

Budete mít zájem:  Seitan neboli maso vegetariánů – jaké má účinky na zdraví?

A abychom to ještě trochu zkomplikovali: glukokortikoidy snižují při zpracovávání emočních výrazů aktivaci (kognitivního) mediálního PFC. Obecně vzato platí, že když máme hodnotit, jakou emoci ta která tvář vyjadřuje, snižuje stres či aplikace glukokortikoidů přesnost.Amygdala si stres taky kdovíjak nevychutnává.

Oblast je ke glukokortikoidům značně citlivá, neboť v ní jsou spousty glukokortikoidových receptorů. Stres a glukokortikoidy zvyšují vzrušivost neuronů amygdaly,4 zejména pak v bazolaterální amygdale (BLA), která se podílí na učení se strachu.

Máme tu tedy další podmíněné působení hormonů – glukokortikoidy nezpůsobují akční potenciály v neuronech amygdaly, nejsou původcem vybuzení. Naopak zesilují již existující vybuzení. Stres a glukokortikoidy rovněž zvyšují hladinu CRH v BLA a hladinu růstového faktoru, který buduje nové dendrity a synapse (mozkový neurotrofický faktor, neboli BDNF).

Vzpomeňte si, jak jsme se ve druhé kapitole bavili o tom, že amygdala během stresující situace přiměje hipokampus, aby si zapamatoval kontextuální informace o události (amygdala si například pamatuje zlodějův nůž, zatímco hipokampus zpracuje, kde se loupež odehrála).v Stres tenhle proces posiluje a z hipokampu dočasně dělá strachem nasáklou periferii amygdaly.

Díky působení glukokortikoidů v amygdale stres způsobí, že je snadnější zaznamenat souvislost se strachem a ukotvit ji v dlouhodobé paměti.To vede ke vzniku pozitivní zpětné vazby. Jak jsme již uvedli, amygdala při výskytu stresu nepřímo aktivuje glukokortikoidovou stresovou reakci a glukokortikoidy hned nato zvýší vzrušivost amygdaly.

Kvůli stresu je také obtížnější se strach odnaučit, „uhasit“ podmíněnou strachovou asociaci. Do tohoto procesu je zapojen prefrontální kortex, díky němuž strach prostřednictvím inhibice BLA mizí (jak jsme si ukázali v kapitole 2). Stres oslabuje moc, kterou má PFC nad amygdalou.vi

Vzpomeňte si, jak probíhá vymizení strachu. Celí vyděšení jste se naučili asociovat si světlo se šokem, ale dnes světlo zůstane rozsvícené a žádný šok se nedostaví. Vymizení není pasivní zapomínání, že světlo značí šok – BLA se aktivně učí, že světlo už neznamená šok. Stres tudíž usnadňuje učení se strachovým asociacím, ale oslabuje učení se vedoucí k vymizení strachu.

  • (pokračování zítra)
  • Tento text je úryvkem z knihyRobert M. Sapolsky
  • Chování: Biologie člověka v dobrém i ve zlém
  • O knize na stránkách vydavatele

Dokořán 2019

Fyzickou aktivitou k výkonnější hlavě

Pohyb je lékem mysli.Foto: Profimedia.cz

Začněme tím nejpalčivějším. Stárnutí je procesem, kterému se nevyhne nikdo z nás. Probíhají při něm změny nejen tělesné, ale i psychické, a to hlavně přímo v našem mozku. Nelze jim zabránit, ale můžeme tento proces zpomalit. A to jednoduše – pravidelnou fyzickou aktivitou. Jak na to?

Vědecké výzkumy hovoří jasně! Bez ohledu na pohlaví či věk lidé, kteří provádějí pravidelně některou aerobní činnost, posilují hned dvě části mozku, a to entorhinální kůru a hipokampus, které jsou zodpovědné za paměť a další kognitivní funkce (tedy takové, díky kterým člověk vnímá svět kolem sebe, jedná, reaguje a zvládá různé úkoly). Kromě paměti zahrnují tyto funkce také schopnost koncentrace, pozornost, řečové schopnosti nebo rychlost myšlení.

„Jak stárneme, růst nových mozkových buněk se zpomaluje, dochází k úbytku nervových vláken a spojů a naše mozková tkáň se skutečně zmenšuje. Podle nových poznatků může tento trend zvrátit nebo alespoň zpomalit pravidelné cvičení. Tedy hlavně aerobní cvičení,“ vysvětluje Markéta Brožová, hlavní trenérka fitness center pro ženy Contours.

Zajímavost: Právě na entorhinální kůře se nejdříve a nejčastěji projevují poškození a změny spojené s Alzheimerovou chorobou, které ovlivňují explicitní paměť. Ta uchovává vzpomínky a faktické znalosti.

Cvičení zpomaluje negativní změny na mozkové kůře a vědci u cvičících starších lidí zaznamenávají menší úbytek mozkových buněk.

„Kardio cvičení navíc zvyšuje průtok krve do mozku, která mu tak dodává potřebný kyslík. Mozek totiž pohltí 20 % veškerého kyslíku v těle,“ tvrdí trenérka a dodává, že vhodně zvolenými aktivitami jsou v takovém případě běh na delší tratě, nordic walking, plavání a další vytrvalostní sporty.

Jak už jsme zmínili výše, pozitivní vliv na mozek má především aerobní cvičení – tedy ta aktivita, která je ve střední intenzitě prováděna delší dobu (minimálně 30–60 minut). Podle dalších odborníků třeba anaerobní cvičení – jako posilování či sprint – tak pozitivní vliv na regeneraci mozku nemají (ale rozhodně není dobré je úplně zatracovat).

Díky fyzickému cvičení se zlepšují poznávací (kognitivní) schopnosti – a zvláště pak funkce, které zahrnují například schopnost a dovednost plánovat, rozhodovat se a realizovat cílevědomé postupy a výkony, řešit problémy nebo tvořit analogie. Dále dochází i ke zlepšení pracovní a prostorové paměti.

Zní to jako klišé, když se řekne: Cvičte a budete se cítit zdravější a mladší. Jenže ono to tak opravdu je. A je pro to i vědecké vysvětlení.

„Podobně jako rostlinné hnojivo podporuje růst a kvalitu rostlin, stejně tak mozkový neurotrofický faktor známý jako BDNF, pocházející z početné rodiny růstových faktorů, stimuluje růst a množení mozkových buněk,“ říká odbornice.

To platí zejména v hipokampu, tedy v oblasti mozku, která je z velké části zodpovědná za paměť a je nejvíce ohrožena právě stoupajícím věkem. Pravidlo je jednoduché: čím více cvičíte, tím více proteinu BDNF vyrábíte.

Zajímavost: Odborníci se o tomto proteinu snaží zjistit co nejvíce a pohrávají si s myšlenkou podávat ho v kombinaci např. s testosteronem, což by výrazně zlepšilo boj proti některým druhům demence nebo anorexii a bulimii.

V dnešní uspěchané době se stále častěji skloňuje slovo deprese. Deprese má negativní vliv nejen na naši náladu – je dokázáno, že zpomaluje schopnost mozku zpracovávat informace, ztěžuje soustředění, ovlivňuje i schopnost dosáhnout nějakého rozhodnutí a způsobuje skutečné problémy s pamětí.

U vážných depresí cvičení nepomůže, tam je na řadě lékař, který předepíše antidepresiva. Ale v mírnějších případech může fyzická aktivita snadno zvednout náladu a tím i podpořit zdraví mozku.

„Cvičení totiž v těle rozbouří doslova chemický koktejl zlepšující naši náladu. V mozku se začnou vyplavovat chemické látky serotonin a dopamin, které jsou zodpovědné za radostné pocity.

A s tím souvisí i zvýšení hladiny látek, které způsobují štěstí a dobrou náladu, endorfinů.

Jejich hladina roste už zhruba 10 minut po zahájení cvičení a zvýšená zůstává zhruba půl hodiny po skončení fyzické zátěže,“ říká Brožová.

Zajímavost: Jde o jakési vnitřní opiáty, jimiž si naše tělo tlumí bolest způsobenou fyzickou zátěží. Odborníci tvrdí, že ve srovnání s morfiem je stejné množství endorfinu až tisícinásobně účinnější. Není tedy divu, že u některých sportovců může produkce endorfinů způsobit až „závislost na tréninku“.

Díky rytmických pohybům – jaké děláme například při plavání, cyklistice nebo dalších podobných sportovních aktivitách – se vyplavují antistresové hormony, které uvádějí do stavu odpočinku levou mozkovou hemisféru (ta má zodpovědnost za logiku a rozum). Naopak svou činnost zahajuje pravá hemisféra, která je centrem kreativních činností.

„Je ale důležité si uvědomit, že je zde rozdíl mezi trénovaným jedincem a rekreačním sportovcem. Aktivní člověk zvyklý na pravidelnou zátěž vyvolá více endorfinů v kratším čase. U nesportovců se zpočátku jedná opravdu jen o potlačení bolesti – uvolnění a prožitek přicházejí až později,“ varuje Markéta Brožová.

A je tu i druhý pohled. Pokud protein BDNF a tyto hormony omlazují mozek, existují i jiné, které mu škodí. Mezi takové patří třeba stresový hormon kortizol. Stres totiž nejčastěji způsobuje pomalé a rozptýlené myšlení a větší zapomnětlivost. Podle Brožové cvičení snižuje hladiny kortizolu a zároveň pomáhá vyrábět nové nervové buňky v oblasti mozku, kde se utvářejí nové vzpomínky.

Cvičení proti stresu: Aktivity ze skupiny body & mind (tělo a mysl) jsou klidná tělesná cvičení, která mají primárně za úkol zklidnit právě naši mysl a zlepšit kondici. Patří mezi ně různé druhy jógy, pilates, body balance, port de bras, chi-toning a další.

Když jíte, tělo přetvoří většinu potravin na glukózu neboli krevní cukr, což je vlastně hlavní zdroj energie pro tělo, včetně mozku. Aby se glukóza dostala do buněk, musí být doprovázena inzulínem.

Bohužel, u některých lidí se buňky stávají na inzulín rezistentní a tělo tak musí energii čerpat z nich, přestože hladina krevního cukru stoupá. Právě to často vede k diabetu 2. typu.

„Inzulínová rezistence, i když nemáte diabetes, je špatná i pro náš mozek. Když jsou mozkové buňky zaplaveny glukózou, nepříznivě to ovlivňuje paměť a myšlení. Pravidelné cvičení ale může tuto rezistenci zvrátit,“ vysvětluje trenérka.

Pravidelným pohybem se citlivost na inzulín zvyšuje a stabilizuje se hladina krevního cukru, a to ještě několik hodin po jídle. Čím větší kontrolu nad krevním cukrem máte, tím více jste chráněni proti poklesu kognitivních funkcí souvisejících s rostoucím věkem.

Jak často cvičit: V produktivním věku je čas vymezený pro cvičení dosti omezen – a to péčí o rodinu, domácnost i kvůli pracovnímu vytížení. Přesto jsou ale Češi ochotni vydat týdně zhruba 150 minut volného času pro fyzickou aktivitu.

Budete mít zájem:  Jak posilovat hýždě?

I aktivní víkendové sportování má v takových případech pozitivní vliv na mozek a naše zdraví. Jako ideální se ale přesto jeví cvičení obden, tedy vždy v rozmezí 48 hodin.

Tím dochází nejen k podpoře růstu mozkových buněk, ale také k účinnému boji proti vysokému krevnímu tlaku, cukrovce nebo srdečně cévním onemocněním.

Ze všeho výše zmíněného vyplývá, že cvičením neprokazujete službu jen tělu a jeho vzhledu, ale také své hlavě, která jím až zázračně dokáže omládnout. Právě teď je odhaleno kouzlo vitálních seniorů, kterým byste jejich věk ani nehádali.

Cvičením zvyšujete srdeční tep – jakmile k tomu dojde, automaticky se zvyšuje přítok krve do mozku, a tím roste bdělost, vitalita, redukuje se úzkost a dochází i k lepší relaxaci. Dnešní doba je totiž synonymem pro zahlcenost myšlenkami. Pohyb dokáže hlavu krásně pročistit a vyjasnit.

  • Žáci, kteří měli více fyzické aktivity, byli ve škole v průměru úspěšnější než ti, kteří necvičili.
  • Výzkum finských vědců z roku 2014 také ukázal, že lidé ve středním věku, kteří cvičili alespoň 2x týdně, měli nižší riziko vzniku demence než lidé, kteří byli méně aktivní.
  • Lidem ve věku 50+ se sedavým zaměstnáním se výrazně zvýšil objem mozku po šesti měsících aktivního aerobního fitness tréninku.
  • Žádné takové změny nenastaly u lidí stejného věku a zaměstnání, kteří dělali jen posilovací a protahovací cvičení.
  • Ve stáří je možné pravidelnou fyzickou aktivitou snížit riziko zhoršení poznávacích (kognitivních) funkcí až o 40 %.

„Cvičením lze také zázračně přeškolit mozek např. po prodělané cévní mozkové příhodě. Díky aktivitě je mozek schopen kompenzovat poškození, zlepšit pohyblivost, paměť a obnovit řeč,“ uzavírá trenérka Brožová.

Dejte redakci i ostatním čtenářům vědět, jaký obsah stojí za přečtení.

Články s nejvyšším počtem Líbí se se budou častěji zobrazovat na hlavní stránce Seznamu a přečte si je více lidí. Nikomu tak neuniknou zajímavé zprávy.

Hlavní zprávy

Kouzelná molekula pro mozek BDNF a jak ji navýšit?

Mozek je dynamický stroj, který funguje každý den i noc po celý život. Hraje nejdůležitější roli ve všem, co v životě děláme, čeho se dotkneme, kam upřeme svou pozornost. A to vše díky neurochemickému koktejlu, který pro nás míchá. Emoce, myšlenky i pouhé vnímání světa kolem závisí na nějaké molekule, která v mozku plní svou funkci.

Tvoří nás biochemie a díky ní chápeme stále víc, jaké je to být člověkem se schopností cítit a myslet. Maličkaté molekuly v mozku nám ale umožňují daleko víc! Díky jejich pochopení můžeme zkoušet a zkoumat, jak je používat k prospěchu svému. A to se týká i procesů, které souvisí s pamětí a pozorností.

V nich totiž hraje roli jedna docela nepatrná, ale nadmíru zajímavá molekula. 

Co všechno BDNF dělá?

Kouzelná molekula pro mozek? I tak se přezdívá BDNF. Odborně řečený “brain derived neurotrophic factor” je molekula sloužící v neuronech jako růstový faktor, který je veledůležitý pro všechno, co ve světě děláme.

Poruchy v jeho hladinách způsobují poklesy energie, paměti i reflexů. Věda nám ukazuje, že jeho speciální role je především v procesech spojených s pamětí a pozorností.

Abychom si na to posvítili více, naservíruji vám mimo jiné pár odborných pojmů.

Ochrana a růst stávajících neuronů

Je to základní neuromodulátor a neurotrofický faktor mozku – to znamená, že ovlivňuje fungování a růst mozkových buněk, neuronů. BDNF svou funkcí chrání buňky a napomáhá k jejich přežití. Zároveň podporuje růst a dělení nových neuronů s jejich komunikačními kanály, synapsemi. Zjednodušeně je BDNF signální molekula, která udržuje mozek zdravý a umožňuje mu měnit se v čase a prostoru. 

Paměť

Jeho role v paměti je neméně důležitá. Jeho zvýšené množství vede v mozku k navýšení neuroplasticity, která zodpovídá za schopnost mozku měnit se a učit se novým věcem.

V procesu učení také napomáhá tzv. dlouhodobé potenciaci. Díky ní se doslova a do písmene zapisují vzpomínky na povrchu každé synapse.

A to je proces, který řídí ukládání informací jak do krátkodobé, tak do dlouhodobé paměti. 

Tvorba nových neuronů

BDNF je faktor, který podporuje neurogenezi, což je tvorba zcela nových neuronů.

V oblasti neurovědy se dlouho mělo za to, že u dospělých se nové neurony netvoří a že s výbavou, se kterou dospějeme, už zůstáváme po celý život.

To už dnes neplatí, protože víme, že nové neurony se v mozku přeci jen na několika málo místech rodí. Jejich role je stále studovaná a ne zcela probádaná, ale víme, že se podílí například na procesech paměti a vnímání pachů.  

Chuť k jídlu

BDNF ovlivňuje celou řadu neuronů v mozku. A to včetně těch, které zodpovídají za chuť k jídlu, pocit sytosti a pocity hladu. Zvýšená produkce BDNF vede v hormonálním jádru mozku zvaném hypothalamus k potlačení chuti k jídlu a navyšuje pohybovou motorickou aktivitu.

A zase ty geny! Jak nám ovlivňují paměť a pozornost?

Jednou z významných funkcí BDNF je jeho role v pozornosti. A právě zde si nejsme všichni rovni. Faktor BDNF je totiž protein, který se tvoří díky aktivaci genu, jenž obsahuje veškeré výrobní informace o něm. Ale tento gen není u každého stejný.

Ukazuje se, že u lidí existují jiné varianty, díky kterým se BDNF tvoří jinak, než by mělo. Porucha v tvorbě BDNF zde souvisí s rozvojem ADHD poruchy, ale také s kognitivním úpadkem, poruchou soustředěnosti a zmenšením hipokampu, což způsobuje zhoršení paměti.

Nízká produkce BDNF také vede k pomalejším reflexům. 

Jak si můžeme uměle zvýšit hladiny BDNF?

Jak jsme si uvedli výše, BDNF je spojováno s pozorností, pamětí, kognitivními funkcemi a rychlými reflexy. Jeho produkce není u každého stejná, nicméně – jako platí u všech procesů v mozku – my si ji můžeme podpořit pomocí biohackingových nástrojů.

  1. Chlad – je to druh hormetického pozitivního stresu, který v těle zapíná řadu užitečných funkcí. Vystavení se nízkým teplotám vede ke zvýšení BDNF, které dále podporuje tvorbu tepla v mitochondriích, zahřátí celého organismu a také zlepšení kognitivních funkcí.
  2. Fyzická aktivita – pohyb a cvičení jsou vůbec nejlepším způsobem, jak se starat o svůj mozek. Probouzejí v těle dráhy zodpovědné za opravné a podpůrné mechanismy a jednou z nich je i BDNF. Fyzická aktivita je nejlepší možnou činností, kterou můžeme vykonávat pro podporu neuroplasticity a s ní i paměti, pozornosti a schopnosti učit se.
  3. Byliny – doplňky stravy by vždy měly následovat až po splnění základních pilířů biohackingu. Když máme o základy postaráno, suplementy nám mohou sloužit dlouhodobě jako taková nadstavba pro tělo i mozek. Mezi nejzajímavější suplementy navyšující hladiny BDNF patří jednoznačně Bacopa monnieri neboli brahmi. Čaj z této byliny popíjeli i tibetští mniši, aby si snáze zapamatovali dlouhé buddhistické texty. Druhou bylinou je Gotu kola, která se s Bacopou často míchá dohromady. I z vědeckých studií vyplývá, že výluh z těchto dvou bylin je skvělý způsob, jak podporovat svou dlouhodobou paměť a pozornost. 
  4. Medicinální houby – ukazuje se, že Lion’s mane neboli korálovec ježatý podporuje neuroplasticitu mozku a do sféry jeho vlivu spadá i BDNF, jehož tvorba je adaptogenní houbou podporovaná. 

S BDNF k dlouhodobému mentálnímu zdraví

Objev neurotrofických faktorů, jako je BDNF, doprovázela spousta hurá momentů v neurovědách. Díky nim svitla naděje na léčbu nejrůznějších onemocnění, jako je Alzheimerova choroba nebo roztroušená skleróza. Ukazuje se, že jeho přítomnost je důležitá pro správné fungování mozku.

Je to opravdu kouzelná molekula, která umí neurony chránit, podporovat je v růstu a spolupracovat na ukládání vzpomínek.

Díky vědě také víme, že chlad, fyzická aktivita, ale i aktivní proces učení a trénování mozku jsou činnosti, které BDNF navyšují a jsou tak super užitečné pro pozornost, paměť a dlouhodobé mentální zdraví. 

O BDNF si také můžete pustit krátký podcast na tomto odkazu.

Zapamatuj si:

BDNF je kouzelná molekula pro pozornost, paměť a reflexy.

Co to je? 

  • Základní neuromodulátor a neurotrofický faktor mozku
  • Regulátor energetické rovnováhy
  • Důležitý pro udržení pozornosti  

Co ovlivňuje?

  • Termogenezi a tvorbu tepla v hnědé tukové tkáni 
  • Nabuzuje sympatikus a aktivuje organismus
  • Podporuje neuroplasticitu a schopnost mozku učit se
  • Chrání neurony před poškozením
  • Podporuje tvorbu nových neuronů a synaptických spojů
  • Snižuje chuť k jídlu a zvyšuje pohybovou lokomotorickou aktivitu 
  • Snižuje zánět

Jak si BDNF navýšit?

BDNF nejlépe navyšuje hormetický stres:

  • Chladová terapie
  • Fyzická aktivita
  • Bylina Bacopa monnieri
  • Bylina Gotu kola
  • Medicinální houba Lion’s mane

Zdroje: 

Diskuze

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *