Články
Regenerácia mozgu – spôsob ako si udržať zdravie
júl
Čo odhaľujú súčasné výskumy o hubách, nervovej sústave a neurologických ochoreniach?
Tlkot srdca, rozpínanie a zmršťovanie pľúc a pohyb našich končatín je riadený nervovou sústavou. Nervová sústava je spletitejšia ako riadiace stredisko NASA, jedná sa o zložitú sieť buniek, ktoré koordinujú všetky činnosti v našom tele vrátane mimovoľných procesov ako je trávenie. Neuróny sú ako elektrické rozvody nervovej sústavy a prenášajú informácie v podobe elektrochemických impulzov; všetky procesy v našom tele sú vyvolané elektrochemickou signalizáciou neurónov. Aj naše vnímanie sveta je vytvárané neurónovou signalizáciou, vymeňte rozvody a naše vnímanie sveta sa zmení. Alzheimerova choroba, bipolárna porucha, depresie alebo strata pamäti, všetky priamo súvisia s nesprávnym fungovaním nervovej sústavy. Udržovanie schopnosti nervovej sústavy prenášať informácie je kľúčové pre naše prežitie a celkové zdravie.
Neuroplasticita mozgu – prečo sa malé deti ľahko učia jazyky
Astrocyty sú najpočetnejšie bunky v mozgu. Udržujú a opravujú neuróny a regulujú vnútorné prostredie nervovej sústavy. Okrem iných úloh, astrocyty vytvárajú nervový rastový faktor (NGF), čo vedci označujú za jednu z najdôležitejších funkcií pre udržanie zdravia mozgu. NGF je bielkovina, ktorá sa viaže na rôzne receptory, aby aktivovala rast a opravu neurónov. Vedci zistili, že NGF je zásadná pre vývoj neuroplasticity a jeho nízka hladina je spojená s mnohými neurologickými ochoreniami. Neuroplasticita popisuje schopnosť mozgu prispôsobiť sa podnetom a zahojiť sa po zranení. Je tiež zásadná pre uchovanie spomienok a zlepšenie nálady. Malé deti sú schopné sa ľahko učiť jazyky vďaka vysokému stupni neuroplasticity. Neurónové siete v mozgu doslova menia podobu, aby pojali a uložili nové informácie. Je ťažké prekonať dlhý záchvat depresie bez reorganizácie štruktúry neurónov.
Dve nedávne štúdie publikované v časopisoch The American Journal of Geriatric Psychiatry[1] a World Journal of Biological Psychiatry[2] došli k záveru, že ľudia s diagnostikovanou bipolárnou poruchou majú zníženú hladinu NGF, a teda im chýba neuroplasticita.
Alzheimerova choroba a hladina NGF
Alzheimerova choroba je neurologické ochorenie, u ktorého sú neuróny zamotané a zablokované v bielkovinovom plaku nazývanom beta-amyloid. V pokročilých štádiách Alzheimera prichádza strata kognitívnych schopností a pamäti a mimovoľné telesné procesy začínajú zlyhávať – pamätajte, že nervová sústava riadi všetky procesy v tele. Tvorba bielkovín NGF a beta-amyloidu je riadená rovnakou dráhou známou ako JNK. Správne fungovanie dráhy JNK vedie k dorastaniu neurónov a k zvýšenej neuroplasticite, zatiaľ čo chybná dráha má za následok nesprávne skladanie bielkovín súvisiacich s tvorbou beta-amyloidu. Pretože dráhu JNK aktivujú rôzne receptory, riadenie činnosti receptorov môže mať značný dopad na nižších úrovniach.
Predstavte si rieku Colorado, ktorá preteká Grand Canyonem v Arizone. Rieku tvoria prítoky zbiehajúce sa v Coloradu. Veľká rieka Colorado je dráha JNK a prítoky sú rôzne receptory. Pokiaľ sú prítoky vyschnuté, Colorado bude mať nízky prietok, viac odhalené kamene, nižší zákal a vyššiu teplotu. Keď sú prítoky plné roztopeného snehu, Colorado bude mať silný prietok a často bude kalnejší kvôli zvýšenej erózii. Vytvoria sa nové pereje a rieka sa úplne zmení. V závislosti na tom, ako sú receptory stimulované, je JNK iná. Vedci zistili, že keď NGF nie je prítomný alebo sa nesyntetizuje, často sa tvorí beta-amyloid[3]. Preto sa v poslednej dobe výskum Alzheimera sústredí na riadenie JNK použitím látkaov, ktoré ovplyvňujú upstreamové receptory.
Hericium podporuje produkciu NGF
Erinacíny a hericenóny sú dva druhy zlúčenín obsiahnuté v hubách korálovcov ježovitých, ktoré majú silný účinok na dráhu JNK. Podľa článku publikovaného v Journal of Mycology[4] zlúčeniny v korálovcovi ježovitom, zvlášť erinacíny, podporujú produkciu NGF. Výskum naznačil súvislosť konzumácie korálovca ježovitého so zvýšenými kognitívnymi schopnosťami, neroplasticitou a uchovaním spomienok [5][6][7]. Štúdie robené ako in vitro, tak in vivo preukázali, že zvýšená mozgová aktivita je spojená s aktiváciou JNK a následnou produkciou NGF[8]. Štúdia publikovaná v Journal of Neuroscience Research tiež ukázala, že látka podobný erinacínom a hericenónom tlmil tvorbu beta-amyloidu prostredníctvom expresie JNK[9]. Preto vznikla myšlienka, že korálovec ježovitý by mohol byť účinným terapeutikom pre spomalenie rozvoja Alzheimerovej choroby. Produkcia NGF vďaka korálovcovi ježovitému a neodmysliteľný prospech a účinky NGF sú dobre preskúmané. Nervová sústava je však veľmi komplikovaná a chýba úplné pochopenie mnohých mechanizmov.
Je potreba ďalšie výskumy, aby bol stanovený rozsah účinkov konzumácie korálovca ježovitého na produkciu NGF, inhibíciu syntézy beta-amyloidu a jeho účinku na neurologické ochorenia.
Kľúčové pojmy:
Astrocyty: Bunky v mozgu a mieche, ktoré napomáhajú mnohým dôležitým procesom. Mimo iné sú zodpovedné za údržbu nervových buniek a optimalizáciu metabolických ochorení reguláciou koncentrácie živín a pH.
Beta-amyloid: Krátky reťazec aminokyselín (malá bielkovina), ktorý sa vytvára prostredníctvom fragmentácie väčších bielkovín zvaných amyloidový prekurzorový proteín (APP). Má sa za to, že APP hrá úlohu pri bunkovej signalizácii a existuje teória, že jeho fragmentácia na beta-amyloid je faktorom prispievajúcim k vývoju Alzheimerovej choroby.
Erinacíny: Skupina chemických látok zvaných diterpenoidy, ktoré stimulujú produkciu nervového rastového faktoru prostredníctvom aktivácie dráhy JNK.
Hericenóny: Terpenoidy bežne sa nachádzajúce v plodniciach korálovca ježovitého. Aj keď sa má za to, že hericenóny pomáhajú posilniť mozog, mechanizmu ich účinku nerozumieme tak dobre ako účinku erinacínov.
JNK: Iným názvom c-Jun N-terminálna kináza. JNK je dráha, ktorá keď je aktivovaná, modifikuje a uvoľňuje bielkoviny, ktoré môžu regulovať rast, prežitie a údržbu buniek. JNK je riadená upstreamovými receptormi.
Nervový rastový faktor (NGF): Je bielkovina, ktorá je nesmierne dôležitá pre rast a zachovanie nervov. NGF sa viaže na rôzne enzýmy zodpovedné za budovanie nervových buniek a aktivuje ich. Štúdie ukázali, že NGF je dôležitý pre prevenciu a liečbu neurologických ochorení a dokonca aj pri operácii srdca a mozgu po zranení.
Nervová sústava: Koordinuje všetky telesné procesy. Ide o riadiacu sústavu. Všetky naše zmysly sú riadené nervovou sústavou. Po stimulácii sú do obehu vyslané elektrochemické signály a telo na ne reaguje.
Neurón: Je bunka, ktorá prijíma a prenáša informácie v podobe elektrochemických signálov. Rovnako ako drôty v elektronickom zariadení, neuróny sprostredkovávajú prenos informácií v našom tele.
Neuroplasticita: Schopnosť neurónových dráh zmeniť sa v závislosti na vonkajších a vnútorných podnetoch. Keď sa naše okolie zmení alebo keď je mozog zranený, neuróny sa reorganizujú. Keď sa naučíme novú informáciu, neurálne dráhy sa zmenia a vytvoria to, čomu hovoríme „pamäť“. Práve neuroplasticita nám umožňuje pamätať si informácie a vyliečiť sa po zranení.
Vybrané výskumy a úryvky:
Ma, B., Shen, J., Yu, H., Ruan, Y., Wu, T., & Zhao, X. (2010). Hericenóny a erinacíny: stimulátory biosyntézy nervového rastového faktoru (NGF) v druhu Hericium erinaceus. Mycology, 1(2), 92-98.
„Hericenóny a erinacíny sú dve prírodné látky izolované z plodnice a podhubia H. erinaceus a väčšina zlúčenín vykazuje aktivitu pri podpore syntézy NGF. Hericenóny a erinacíny sú zlúčeniny s nízkou molekulárnou hmotnosťou, ktoré ľahko prestupujú hematoencefalickou bariérou.“
Mori, K., Obara, Y., Moriya, T., Inatomi, S., & Nakahata, N. (2011). Účinky druhu Hericium erinaceus na učenie navodené amyloid β(25-35) peptidom a stratu pamäti u myší. Biomedical Research, 32(1), 67-72.
„Bolo zistené, že H. erinaceus podporuje sekréciu nervového rastového faktoru in vitro a in vivo. Nervový rastový faktor sa účastní pri údržbe a usporiadavaní cholinérgnych neurónov v centrálnej nervovej sústave. Tieto zistenia naznačujú, že by H. erinaceus mohlo byť vhodné pre prevenciu alebo liečbu demencie. V tejto štúdii sme skúmali účinky Hericium erinaceus na učenie navodené amyloid β(25-35) peptidom a stratu pamäti u myší. Myšiam bolo intracerebroventrikulárne podaný 10 μg amyloid β(25-35) peptidu 7. a 14. deň a ich strava obsahovala H. erinaceus počas 23-denného obdobia experimentu. Pamäť a schopnosť učenia boli testované prostredníctvom behaviorálnych farmakologických metód zahrňujúcich test v Y-bludisku a test rozpoznania nových predmetov. Výsledky odhalili, že Hericium erinaceus predchádzalo poruchám priestorovej krátkodobej a zrakovo-rozpoznávacej pamäte spôsobenými amyloid β(25-35) peptidom. Tieto zistenia naznačujú, že Hericium erinaceus by mohlo byť užitočné pri prevencii kognitívnych dysfunkcií.“
Mori, K., Inatomi, S., Ouchi, K., Azumi, Y., & Tuchida, T. (2009). Pozitívne účinky huby jamabušitake (Hericium erinaceus) na mierne kognitívne vady: dvojito zaslepená, placebom kontrolovaná klinická štúdia. Phytotherapy Research, 23(3), 367-372.
„Dvojito zaslepená, placebom kontrolovaná štúdia s paralelnými skupinami bola testovaná na japonských mužoch a ženách vo veku 50-80 rokov, s diagnózou ľahkej kognitívnej poruchy za účelom preskúmania účinnosti orálneho podania jedlej huby jamabušitake (Hericium erinaceus) na zlepšenie kognitívnych porúch s použitím stupnice pre posúdenie kognitívnych funkcií vychádzajúcej z revidovanej Hasegawovy stupnice demencie (HDS-R). Po dvoch týždňoch prípravných vyšetrení bolo 30 subjektov náhodne rozdelených do dvoch 15-členných skupín, jedna z nich dostala jamabušitake a druhá dostala placebo. Subjekty v skupine užívajúcej jamabušitake brali štyri 250mg tabletky obsahujúce 96 % sušenej jamabušitake 3-krát denne po dobu 16 týždňov. Po skončení podávania boli subjekty sledované ďalšie 4 týždne. V 8., 12. a 16. týždni štúdia vykazovala skupina užívajúca jamabušitake významne lepšie výsledky na stupnici pre posúdenie kognitívnych funkcií v porovnaní so skupinou užívajúcou placebo.
Výsledky skupiny užívajúcej jamabušitake sa zlepšovali s dĺžkou podávania, ale v 4. týždni po ukončení 16-týždňového podávania sa výsledky významne zhoršili. Laboratórne testy nepreukázali žiadne nežiadúce účinky jamabušitake. Výsledky získané touto štúdiou naznačujú, že jamabušitake je účinná pre zmiernenie ľahkých kognitívnych porúch.“
Shimbo, M., Kawagishi, H., & Yokogoshi, H. (2005). Erinacín A zvyšuje množstvo katecholaminu a nervového rastového faktoru v centrálnej nervovej sústave potkanov. Nutrition Research, 25(6), 617-623.
„Nervový rastový faktor (NGF) je bielkovina nevyhnutná pre podporu rastu a údržby periférnych sympatických neurónov. O novom diterpenoidu erinacínu izolovaného z umelo vypestovaného podhubia druhu Hericium erinacium sa vie, že má silné stimulačné účinky na syntézu NGF.“
„Potkani boli liečení erinacinem A intubáciou prvé 3 týždne od narodenia do odstavenia a intragastricky od 4. do 5. týždňa. Potkani liečení touto zlúčeninou mali zvýšenú hladinu noradrenalínu i kyseliny homovanilové v locus coeruleus (LC) v 4 týždňoch veku a zvýšenú hladinu NGF v LC aj hippocampu v 5. týždni života. Boli potvrdené účinky erinacínu A v centrálnej nervovej sústave potkanov.“
Calissano, P., Matrone, C., & Amadoro, G. (2010). Nervový rastový faktor ako príklad neurotrofinov súvisiacich s Alzheimerovou chorobou. Developmental Neurobiology, 70(5), 372-383.
„V nedávnej dobe sme preukázali priamu a kauzálnu koreláciu medzi prerušením signálu NGF a aktiváciou amyloidogenézie. Po odstránení NGF diferencované bunky PC12 vykazujú nitro- a mimobunkovú akumuláciu Ab s následnou apoptotickou smrťou. Obom týmto udalostiam vo veľkej miere alebo úplne predchádzajú protilátky Ab, b a c inhibitory sekretázy alebo čiastočné umlčanie APP mRNA (Matrone et al., 2008a). Dôkaz, že sérová deprivácia navodzuje apoptotickú smrť, ktorej nepredchádzajú anti Ab činidlá, naznačuje, že nedostatočné zásobenie NGF môže priamo spôsobovať apoptózu sprostredkovanou Ab pravdepodobne prostredníctvom aktivácie molekulárnych mechanizmov vedúcich k zvýšeniu expresie a spracovaniu APP a/alebo k nerovnováhe fyziologickej aktivity sekretázy/sekretáz.“
Yoshida, H., Metoki, N., Ishikawa, A., Imaizumi, T., Matsumiya, T., Tanji, K., et al. (2010). Edaravon zlepšuje expresiu nervového rastového faktoru v ľudských astrocytoch vystavených hypoxii/reoxygenácii. Neuroscience Research, 66(3), 284-289.
„V tejto štúdii bolo zistené, že edaravon aktivuje dráhu JNK, ktorá podporuje expresiu NGF, čo sa dá považovať za jeden z mechanizmov farmakologickej efektivity tejto látky. Nedávna štúdia priniesla podobné závery pre etanolový výťažok jedlej huby Hericium erinaceus (jamabušitake), kde bolo potvrdené, že podporuje expresiu NGF v bunkách ľudského astrocytómu 1321N1 prostredníctvom signalizácie JNK.“
Yoshida, H., Itoh, K., Mimura, J., Satoh, K., Kosaka, K., Hayakari, R., et al. (2011). Edaravon a kyselina karnosová synergicky zlepšujú expresiu nervového rastového faktoru v ľudských astrocytoch pri hypoxii/reoxygenácii. Neuroscience Research, 69(4), 291-298.
„Produkcia NGF je považovaná za jednu z hlavných funkcií astrocytov pri udržovaní homeostázy v mozgu. Hladiny NGF v mozgu a v obehu značne kolísajú v reakcii na stresujúce udalosti.“
Diniz, B., Teixeira, A., Machado-Vieira, R., Talib, L., Gattaz, W., & Forlenza, O. (2013). Znížený sérový nervový rastový faktor u pacientov s depresiou vo vyššom veku. The American journal of geriatric psychiatry: official journal of the American Association for Geriatric Psychiatry, 21(5), 493-496.
„Hladina NGF značne klesla u starších pacientov s anamnézou závažnej depresie, podobne ako u pacientov v súčasnosti prechádzajúcimi depresívnou epizódou. To naznačuje, že zníženie hladiny sérového NGF môže byť predisponujúcim ukazovateľom depresie vo vyššom veku. Pokles hladiny NGF pozorovaný u týchto subjektov môže byť známkou významného narušenia neurotrofických regulačných mechanizmov, ku ktorému dôjde počas depresívnej epizódy a ktoré sa úplne neobnovia ani napriek klinickému zlepšeniu po terapii antidepresívami.“
Barbosa, I. G., Huguet, R. B., Neves, F. S., Reis, H. J., Bauer, M. E., Janka, Z., et al. (2011). Porušená homeostáza nervového rastového faktoru u pacientov s bipolárnou poruchou. World Journal of Biological Psychiatry, 12(3), 1-5.
„Koncentrácia NGF v plazme sa znížila u pacientov s BP v porovnaní s kontrolnými subjektami. Bipolárni jedinci v manickej fázy mali nižšiu hladinu NGF ako pacienti v euthymnej fázy alebo kontrolné subjekty. Hladina NGF negatívne korelovala so závažnosťou mánie. Závery: Toto je prvá štúdia, ktorá vyhodnocuje hladinu NGF u pacientov s BP, čím ďalej podporuje hypotézu oslabenej neuroplasticity pri BP. Tieto dáta tiež naznačujú, že meranie NGF by mohlo byť používané ako biologický ukazovateľ manického stavu.“
Kolotushkina, E., Moldavan, M., Voronin, K., & Skibo, G. (2003). Vplyv výťažku druhu Hericium erinaceus na proces myelinizácie in vitro. FiziolohichnyÄ zhurnal, 49(1), 38-45.
„Proces myelinizácie za prítomnosti výťažku začal skôr v porovnaní s kontrolnými subjektami a prebiehal vo vyššej miere. Výťažok H. erinaceus teda podporoval normálny vývoj kultivovaných cerebelárnych buniek a vykazoval regulačný účinok na proces genézie myelinu in vitro.“
Mori, K., Obara, Y., Hirota, M., Azumi, Y., Kinugasa, S., Inatomi, S., et al. (2008). Účinok druhu Hericium erinaceus na podporu nervového rastového faktoru v bunkách ľudského astrocytómu 1321N1. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 31(9), 1727-1732.
„Neurotrofické faktory sú zásadné pre udržovanie a organizovanie funkcií neurónov; teda sa očakáva, že substancie podobné neurotrofickým faktorom alebo ich induktory budú užívané pri terapii neurodegeneratívnych ochorení, ako napríklad Alzheimerova choroba. V tejto štúdii sme najprv skúmali účinky etanolových výťažkov štyroch jedlých húb, Hericium erinaceus (jamabušitake), Pleurotus eryngii (eringi), Grifola frondosa (maitake) a Agaricus blazei (himematsutake), na expresiu génu nervového rastového faktoru (NGF) v bunkách ľudského astrocytómu 1321N1. Z týchto štyroch hubových výťažkov len výťažok Hericium erinaceus podporoval expresiu NGF mRNA s účinkom závislým na koncentrácii.“
„Výťažky H. erinaceus naviac podporovali fosforyláciu JNK a jeho downstreamového substrátu c-Jun a zvyšovali expresiu c-fos, čo naznačuje, že H. erinaceus podporuje génovou expresiu NGF prostredníctvom signalizácie JNK. Naviac sme skúmali tiež efektivitu H. erinaceus in vivo. Myši ddY, ktorým bolo podávané krmivo s obsahom 5 % sušené H. erinaceus po dobu 7 dní, vykazovali zvýšenú úroveň expresie NGF mRNA v hippocampu.“
Meloni, M., Quaini, F., Emanueli, C., Madeddu, P., Campesi, I., Spillmann, F., et al. (2010). Nervový rastový faktor podporuje obnovu srdca po infarkte myokarde. Circulation Research, 106(7), 1275-1284.
„Nervový rastový faktor (NGF) podporuje angiogenéziu a prežitie kardiomyocytov, pričom oboje je žiadúce pre hojenie po infarkte myokarde.“ „NGF vyvoláva pleiotropné prospešné pôsobenie v srdci po IM. NGF by mal byť zvažovaný ako kandidát pre terapeutickú regeneráciu srdca.“
[1] Diniz, B., Teixeira, A., Machado-Vieira, R., Talib, L., Gattaz, W., & Forlenza, O. (2013). Reduced serum nerve growth factor in patients with late-life depression. The American journal of geriatric psychiatry: official journal of the American Association for Geriatric Psychiatry, 21(5), 493-496.
[2] Barbosa, I. G., Huguet, R. B., Neves, F. S., Reis, H. J., Bauer, M. E., Janka, Z., et al. (2011). Impaired nerve growth factor homeostasis in patients with bipolar disorder. World Journal of Biological Psychiatry, 12(3), 1-5.
[3] Calissano, P., Matrone, C., & Amadoro, G. (2010). Nerve growth factor as a paradigm of neurotrophins related to Alzheimer’s disease. Developmental Neurobiology, 70(5), 372-383.
[4] Ma, B., Shen, J., Yu, H., Ruan, Y., Wu, T., & Zhao, X. (2010). Hericenones and erinacines: stimulators of nerve growth factor (NGF) biosynthesis in Hericium erinaceus. Mycology, 1(2), 92-98.
[5] Mori, K., Obara, Y., Moriya, T., Inatomi, S., & Nakahata, N. (2011). Effects of Hericium erinaceus on amyloid β(25-35) peptide-induced learning and memory deficits in mice. Biomedical Research, 32(1), 67-72.
[6] Mori, K., Inatomi, S., Ouchi, K., Azumi, Y., & Tuchida, T. (2009). Improving effects of the mushroom Yamabushitake (Hericium erinaceus) on mild cognitive impairment: a double-blind placebo-controlled clinical trial. Phytotherapy Research, 23(3), 367-372.
[7] Shimbo, M., Kawagishi, H., & Yokogoshi, H. (2005). Erinacine A increases catecholamine and nerve growth factor content in the central nervous system of rats. Nutrition Research, 25(6), 617-623.
[8] Mori, K., Obara, Y., Hirota, M., Azumi, Y., Kinugasa, S., Inatomi, S., et al. (2008). Nerve growth factor-inducing activity of Hericium erinaceus in 1321N1 human astrocytoma cells. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 31(9), 1727-1732.
[9] Yoshida, H., Metoki, N., Ishikawa, A., Imaizumi, T., Matsumiya, T., Tanji, K., et al. (2010). Edaravone improves the expression of nerve growth factor in human astrocytes subjected to hypoxia/reoxygenation. Neuroscience Research, 66(3), 284-289.
