Sinirbilim ile ilgili her şey burada→

Kısaca Nöroplastisite

“ Her şey değişir değişmeyen tek şey değişimin kendisidir.” -Heraklitos

Yaşamın başlangıcından sonuna kadar her şey değişim içindedir. Bulunduğumuz zaman dilimi, popüler kültür, politikalar, doğa, fikirler ve insanlar değişir.

Hem biyolojik hem de sosyolojik açıdan baktığımızda değişim gereklidir ve değişime uyum sağlayabilmek oldukça önemlidir.“ Ne en güçlü olan tür hayatta kalır, ne de en zeki olan; değişime en iyi adapte olabilendir hayatta kalan. ” sözü ile de Darwin değişime uyum sağlayabilmenin ne kadar önemli olduğunu anlatmıştır.

Her şeyin değişime uğradığı bu yaşamda elbette ki beynimiz de değişir. Beyindeki nöronların ve bunların oluşturduğu sinapsların yapısal özellikleri ve işlevlerindeki bu değişikliğe “nöroplastisite” denir. Oluşan bu değişiklikler tek bir nöron ile sınırlı kalmayıp sinaps düzeyine ulaşmışsa oluşan adaptif yanıt “sinaptik plastisite ”olarak da adlandırılabilir. Sinir sisteminin adaptasyonu için sinaptik etkinliğin değişebilmesi gereklidir. Organizmanın kendi içinde oluşan değişikliklere , hormonların davranış üzerine etkileri örnek verilebilir. Örneğin hayvanlardaki cinsel davranışlar periyodik salgılanan hormonların çeşitli merkezlerde sinaptik etkinliğininin değişimiyle oluşur. Çevresel değişikliklere uyum ise ancak “öğrenme” yolu ile gerçekleşir. Öğrenme sinaptik plastisite yoluyla gerçekleşir. Öğrenmenin oluşabilmesi için sinapslarda LTP (long-term potantiation: uzun vadeli güçlendirme) oluşması gerekmektedir. Kronik ve şiddetli stres oluşturan nedenler depresyon gibi olumsuz nöroadaptif değişikliklere neden olurken kısa süreli ve belli bir düzeyde stres öğrenme için temel oluşturan LTP için gereklidir. Görüldüğü gibi nöroplastisite beyinde her zaman olumlu değişiklikler oluşturmayıp olumsuz değişiklikler de meydana getirebilmektedir. Buna başka bir örnek olarak şizofreni hastalarının beyinlerinde birçok nöroplastik değişiklikler olduğu saptanmış ve özelikle stres altında beyinde ortaya çıkan nöroplastik değişikliklerin depresyon oluşumuna neden olduğu gözlemlenmiştir. Bu durumlara bakılarak da sinir sistemini ilgilendiren birçok hastalığın tedavisinde sadece nörotransmitterlerin salınıverilmesi, geri alınması veya reseptör sistemleri ile etkileşim oluşturan ilaçlar değil de nöroplastisite üzerine etkili ilaçların da geliştirilmesi önem arz etmektedir.

Nöroplastisite ile Beyinde Gerçekleşen Değişiklikler

Nöroplastisite ile nöronların belli bir kısmında (dendrit gibi)  veya tamamında bazı fiziksel değişiklikler ortaya çıkabilmekle birlikte yeni nöron oluşumu (nörogenezis), nöronların direnç geliştirmesinde değişiklikler ve sinaptik etkinlikte artış veya azalış oluşabilmektedir.

Nöroplastisite ile beyinde oluşan değişiklikler genel olarak şöyledir:

  • Dendritlerde dallanmanın azalması veya artması
  • Dendritlerde kırılma
  • Dendrit boylarında uzama
  •  Yeni sinaps oluşumu veya mevcut sinapsların ortadan kalkması
  • Var olan sinapsların etkinliğinin değişmesi (artması veya azalması)
  • Yeni nöron oluşumu(nörogenezis)
  • Nöron ölümü(apoptozis)
  • Temel beyin metabolitlerinde değişiklikler
  • Mevcut nöronların hayatta kalma süresinde değişiklikler(uzama veya kısalma)
  • Mevcut nöronların stres altında bozulmaya karşı dirençlerin artması
  • Mevcut nöronların uyarıya karşı postsinaptik potansiyalindeki değişiklikler
  • Nörotrofik faktörlerin etkinliklerinde değişiklikler(artma veya azalma)

Yeni nöron oluşumu (nörogenezis) hipokampüste ve koku merkezinde daha çok gözlemlenir.

Hipokampüs nöroplastisitesi en yüksek beyin bölgelerinden biridir. Her türlü zihinsel egzersiz ile hipokampal hacimde ve nörogeneziste artma  görülürken, sürekli stres durumları hipokampal hacimde ve hipokampal nöronların nörogenezisinde azalmaya neden olur(Stahl,2000;Czéh ve diğ.,2001).

Nörotrofik Faktörler

Nörotrofik faktörler, gelişmekte olan ve olgun nöronların hayatta kalmasına, büyümesine farklılaşmasına ve apoptozisine yardım eden neredeyse hepsi küçük proteinlerden veya peptidlerden oluşan biyomoleküllerdir. Nörotrofik faktörler daima oldukça düşük konsantrasyonda salınıverirler.

Sinir Büyüme Faktörü (Nerve Growth Factor = NGF)

1951 yılında Rita Levi- Montalcini tarafından keşfedildi.

Beyinde en çok korteks, hipkampüs ve hipofiz bezinde bulunur. Medulla spinaliste de varlığı gösterilmiştir. Primal duyusal nöronları, sempatik sinirlerin ve bazal önbeyin kolienerjik nöronlarının dirençlerini ve yaşam sürelerini arttırılar. Yaşlanmaya bağlı nöron atrofisi ve dejenerasyonunu önler. Toksik konsantrasyonlarda glutamata maruz bırakılan hipokampal nöron kültürlerinde dejenerasyonu önlediği gösterilmiştir (Semkova ve diğ.,1996).

Beyinden Köken Alan Nörotrofik Faktör ( Brain Derived Neurotrophic Factor = BDNF)

Yapısal olarak NGF’ye benzer. Beyinde en çok hipokampüs, talamus ve neokortekste bulunur.

BDNF, NGF’ye benzer olarak primer duyusal nöronlar ile bazal önbeyin kolienerjik nöronların dirençlerini arttırır ve yaşam sürelerini uzatır.

NGF’nin etkisiz olduğu Substantia nigra dopaminerjik nöronların yaşam sürelerini ve dirençlerini arttırır (Shoval ve Weizman,2005).

Nörotensin-3 (NT-3):

NT-3 erken nöronal gelişimde önemli bir role sahiptir. Bu nedenle NT-3 ile ilişkili sorunlar şizofreni başta olmak üzere nörogelişimsel hastalıkların oluşumuna neden olur.

NT-3 de aynen NGF ve BDNF gibi primer duyusal nöronların dirençlerini ve yaşam sürelerini uzatır. NT-3 Lokus sereleus nöronlarının yaşam sürelerinin uzamasında da önemi bir role sahiptir. Daha önemlisi NT-3 dopaminerjik nöronların dirençlerin artmasında ve yaşam sürelerinin uzamasında da önemli bir role sahiptir (Shoval ve Weizman,2005).

Nörotrofin-4/5 (NT-4/5):

NT-4/5 bazal önbeyin ve lokus seruleus nöronları için direnç arttırıcı ve yaşam süresi uzatıcı faktördür (Ip ve diğ.,1992). Hipokampal kültürlerde sinaptik aktiviteyi arttırır. In vitro glutamat toksisitesinde de NGF ve BDNF ile birlikte NT-4/5 aktivitesinin de arttığı gösterilmiştir.

Kaynakça:

Uzbay, T. (2019). Nöropsikofarmakoloji: akılcı nöropsikiyatrik ilaç kullanımı. İstanbul: İstanbul Tıp Kitabevleri. Syf:43-48

Taybaş, Ç. (2016). Nörotrofik faktörler. Sinirbilim. https://sinirbilim.org/norotrofik-faktorler/ (24.01.2021 tarihinde erişildi.)

İpek Nalça
İstanbul Üniversitesi Eczacılık Fakültesi 2. sınıf öğrencisidir. IUPSAint öğrenci birliğinde proje koordinatörüdür. Sinirbilim ve psikoloji alanında araştırmalar, okumalar yapmaktan ve yazılar yazmaktan keyif alır. Eskrim sporuyla ilgilenir.