Faktor neurotropik yang diturunkan dari otak telah terbukti menjadi salah satu neurotropin terpenting dalam proses seperti belajar, memori, dan berpikir.
Tingkat yang tidak tepat dari zat ini juga telah terbukti menyebabkan penyakit, disfungsi kognitif, dan masalah suasana hati.
Di bawah ini kita akan membahas lebih detail tentang apa sebenarnya yang dilakukan protein ini, beberapa gangguan yang terkait dengannya, mekanisme kerjanya dan pentingnya aktivitas fisik untuk memiliki tingkat faktor yang baik.
- Artikel terkait: ” Bagian-bagian otak manusia (dan fungsinya) “
Apa faktor neurotropik yang diturunkan dari otak?
Faktor neurotropik yang berasal dari otak, yang lebih dikenal dengan singkatannya dalam bahasa Inggris BDNF (brain-derived neurotrophic factor), adalah protein yang gennya terdapat pada kromosom 11, yang ternyata merupakan neurotropin yang lebih banyak ekspresinya di otak. mamalia, terutama di korteks serebral dan hipokampus.
Neurotropin ini memainkan peran yang sangat penting selama perkembangan otak, dan terus mengerahkan aksinya pada plastisitas sistem saraf setelah mencapai kematangan.
Mereka telah terlihat memainkan peran penting dalam proses seperti neurogenesis, pemeliharaan dan sanitasi fungsi saraf dan integritas strukturalnya. Faktanya, Mark Tuszynski dari University of California menunjukkan bahwa ini adalah salah satu faktor yang, pada caral hewan, mencegah kematian saraf ketika cedera otak terjadi.
Fungsi BDNF dalam sistem saraf
Faktor neurotropik bekerja pada neuron tertentu dari sistem saraf pusat dan, juga, di perifer, membantu neuron di tempat-tempat ini untuk bertahan hidup. Selain itu, ini memfasilitasi pertumbuhan dan diferensiasi mereka.
Zat ini terutama aktif di bagian sistem saraf pusat, khususnya korteks serebral, hipokampus, dan bagian paling basal otak. Area ini terlibat dalam proses kognitif seperti memori, belajar, dan berpikir. Juga telah terlihat bahwa itu dapat ditemukan di tempat-tempat seperti retina, ginjal, neuron motorik, otot rangka, prostat, dan bahkan air liur.
Faktor neurotropik yang diturunkan dari otak memainkan peran penting dalam memori jangka panjang. Meskipun benar bahwa sejumlah besar neuron di otak mamalia terbentuk selama keadaan embrionik, bagian dari otak individu, ketika sudah dewasa, memiliki kemampuan untuk menghasilkan neuron baru dari sel induk saraf. Proses inilah yang disebut dengan neurogenesis. Neurotrof membantu merangsang dan mengendalikan proses ini, BDNF menjadi yang paling penting.
- Anda mungkin tertarik: ” Jenis memori: bagaimana otak manusia menyimpan memori? “
Mekanisme aksi
BDNF mengikat setidaknya dua reseptor pada permukaan sel, yang mampu merespon faktor pertumbuhan ini: Track B (TrkB) dan reseptor afinitas rendah untuk faktor pertumbuhan saraf (LNGFR). Faktor neurotropik memodulasi aktivitas beberapa reseptor neurotransmiter, termasuk reseptor nikotinik.
1. TrkB
TrkB dikodekan oleh gen NTRK2. Aktivasi jalur BDNF-TrkB penting untuk perkembangan memori jangka pendek dan pertumbuhan neuron.
2. LNGFR
Interaksi antara BDNF dan reseptor LNGFR tidak begitu jelas. Penelitian telah menunjukkan bahwa interaksi ini adalah satu-satunya di balik penghambatan kematian saraf.
Kebiasaan kognitif
Tinggal di lingkungan yang memiliki banyak rangsangan kognitif, selain memimpin gaya hidup aktif secara fisik, telah dikaitkan dengan memiliki fungsi kognitif yang baik secara umum. Stimulasi kognitif, fisik dan visual diterjemahkan ke dalam fungsi saraf yang lebih besar, meningkatkan komunikasi sinaptik antara neuron, yang menyiratkan perubahan baik dalam struktur dan kimia otak.
Rangsangan sensorik pertama kali diproses oleh korteks sebelum mencapai hipokampus. Ekspresi BDNF ditingkatkan di lingkungan yang kaya akan rangsangan kognitif, yang telah dikaitkan sebagai penyebab memiliki memori dan kapasitas belajar yang lebih baik. Faktor ini akan menyebabkan lebih banyak sinapsis (sinaptogenesis), dendrit (dendritogenesis) dan, seperti yang telah kita sebutkan, neurogenesis yang lebih besar dihasilkan.
Hubungan dengan patologi
Dengan cara yang sama bahwa faktor neurotropik yang berasal dari otak telah dikaitkan dengan kapasitas kognitif yang lebih baik dan berada di belakang proses seperti belajar, memori dan berpikir, tidak dapat dihindari untuk mengamati sejauh mana faktor ini dapat absen pada penyakit neurodegeneratif dan gangguan kejiwaan.. Kita akan melihat beberapa di bawah ini.
1. Skizofrenia
Fakta bahwa BDNF adalah zat penting untuk kelangsungan hidup sistem saraf pusat dan perifer, terutama dalam kaitannya dengan sinaptogenesis selama dan setelah perkembangan embrionik, telah menyebabkannya terkait dengan skizofrenia.
Telah ditemukan bahwa orang dengan diagnosis memiliki jumlah faktor yang lebih rendah di korteks prefrontal dorsolateral, area terkait dengan memori kerja.
2. Depresi
Memiliki kadar kortikosteron yang tinggi, hormon stres, telah dikaitkan dengan penurunan ekspresi BDNF pada caral hewan, yang melibatkan atrofi hipokampus.
Penurunan aktivitas hipokampus dan struktur limbik lainnya telah dikaitkan dengan masalah mood, terutama depresi kronis.
Di sisi lain, telah terlihat bahwa neurotransmitter glutamat, defisit kalori, stimulasi intelektual dan volunter, selain antidepresan, meningkatkan ekspresi BDNF di otak dan mengurangi gejala depresi.
3. Penuaan
Tingkat BDNF sangat diatur sepanjang kehidupan manusia, baik di awal maupun di kemudian hari.
Seperti yang telah kita lihat, faktor neurotropik yang diturunkan dari otak terbukti menjadi zat penting dalam perkembangan otak baik sebelum dan sesudah periode prenatal. Seiring bertambahnya usia, kadar BDNF menurun di jaringan otak.
Volume hipokampus menurun sebagai akibat dari fenomena ini, yang menunjukkan bahwa penurunan BDNF ini melibatkan masalah kognitif yang menjadi karakteristik orang tua.
- Anda mungkin tertarik: ” 3 fase usia tua, dan perubahan fisik dan psikologisnya “
BDNF dan latihan fisik
Pada caral hewan, terutama dengan tikus, telah diamati bahwa melakukan aktivitas fisik sedang, seperti berlari satu kilometer per hari, menyebabkan tingkat BDNF di hipokampus meningkat.
Perubahan tingkat faktor ini secara khusus signifikan pada neuron dentate gyrus, hilus, dan regio CA3 dan muncul hanya setelah beberapa hari. Daerah lain di mana perubahan ditemukan adalah di otak kecil, korteks serebral, dan sumsum tulang belakang lumbar.
Penelitian yang dilakukan dengan manusia telah menunjukkan bahwa aktivitas fisik membantu mempertahankan dan bahkan meningkatkan plastisitas otak, karakteristik yang sangat khas dari hippocampus. Fungsi yang lebih tinggi seperti belajar atau memori diuntungkan dengan melakukan kebiasaan sehat seperti berjalan kaki selama tiga puluh menit sehari, melakukan olahraga apa pun atau, terutama, berlari. Latihan menginduksi peningkatan ekspresi gen BDNF.
Referensi bibliografi:
- Maisonpierre PC, Le Beau MM, Espinosa R, dkk. (1991). Faktor neurotropik yang diturunkan dari otak manusia dan tikus dan neurotropin-3: struktur gen, distribusi, dan lokalisasi kromosom. Genomik 10 (3): 558-68.
- Sopet, D; Eskandon, E; Maragos, J; dkk. (1991). Faktor neurotropik faktor neurotropik yang diturunkan dari otak dan neurotropin-3 adalah ligan untuk reseptor tirosin kinase trkB. Sel 65 (5): 895-903.