Şimdi geldik beslenme ve egzersiz için büyük ama yeteri kadar konuşulmayan bir arkadaşa! Nörotrofik faktörlerin bir tanesi, enerji metabolizmasının vazgeçilmezi: beyin türevli nörotrofik faktör, BDNF!
Nörotrofik faktörler nöronları hayatta tutar, farklılaştırır ve büyütür. Nöroplastisiteyi destekleyen moleküllerdir. Metabolik olaylarda önemlidirler. BDNF, NGF, NT-3, NT-4 birkaç nörotrofik faktör örneğidir.
BDNF’nin Görevleri
Nörotransmitter sentezi, salınımında görevli olan BDNF kan beyin bariyerini geçebilen protein ailesinin bir üyesidir. Sinir hücrelerinin hayatta kalmalarına yardımcı olur, onların korunmasını sağlar. Farklılaşmış sinir hücrelerini uyarır. Daha da ileriye gidip, sinaptik iletişimin kolaylaşmasına yardımcı olur. Sinir hücrelerinin ve sinapsların plastisitesini (beynin çevreye, hareketlere ve bunların sonucuna göre fiziksel olarak değişiklik göstermesi) sağlar.
Besin alımını etkiler, serum BDNF eksikliği ağırlık kazanımı sağlar. Enerji metabolizmasında rol oynar. Serumda yeterli miktarda ise daha düşük kan glikozu seviyesi ve daha fazla insülin duyarlılığı sağlar. Bu etkisi, gençlerde yaşlılara göre daha güçlüdür. Eksikliği aynı zamanda anksiyete, Alzheimer hastalığı ile ilişkilidir. Eğer bir çocuk obez ise ileride daha düşük beyin türevli nörotrofik faktör seviyesi gösteriyor ve kilo almaya daha yatkın oluyor.
IGF-1 (insülin benzeri büyüme faktörü) ile metabolizmayı ve sinaptik plastisiteyi artırır. Egzersizin bilişsel fonksiyona iyi geldiği bu ikisinin beraber çalışmasından dolayıdır. Egzersiz beyin türevli nörotrofik faktör ve IGF-1’i artırır. Bu da diyabet hastalarında akut ve kronik glisemik kontrol sağlar. Aynı zamanda egzersiz IGF-1’i artırarak, hipokampuste yeni nöron oluşumu sağlıyor.
BDNF Bilişsel İşlevlerle Yakından İlişkilidir
Bulunduğu yere göre iki şekilde yazılabilir;
- Hipokampal BDNF: Daha çok öğrenme ve hafızada etkilidir. Nöronların plastisitesinde ve yeni nöron oluşumunda rol oynar.
- Hipotalamik BDNF: Besin alımını inhibe eder. Enerji harcamasını artırır. Negatif enerji dengesi sağlar.
Tıpta, davranışların değiştirebilmesi öğrenme, öğrenme ile edinilen bilgilerin depolanması işlevine ise hafıza (bellek) denilmektedir. Öğrenme işlevleri, bilginin işlenmesi ve analizini içerir. Öğrenme ve belleğin gelişiminde sinaptik plastisite çok kritik bir rol oynar. Sinir sisteminde nöronlar arası sinaptik bağlantıların sayıca artırılması plastisite sürecinin başında yer alır. Bunun yanında nöronlar arası salgılanan nörotransmitterlerin miktarının artması gerekir. Beyinde gelişim hem sinaps sayısının hem de nörotransmitter ve protein sayısının artmasıyla gelişir.
BDNF Hafıza ve Öğrenmeyi Güçlendiriyor
Son dönem yapılan çalışmalarda egzersizin sinaptik plastisiteyi artırdığı görüldü. Bilgilerin kalıcı hafızaya geçmesi olarak bilinen uzun süreli potansiyasyonun artışında da rol oynadığı gösterilmiştir. Egzersiz bunu BDNF yapımını artırarak ve reaktif oksijen parçacıklarının birikimini azaltarak gerçekleştiriyor. BDNF, nörotrofik faktörler ailesinin bir üyesi olup, nöronların büyüme ve gelişimini destekler.
Sıçanlarda yapılan egzersiz çalışmalarında hipokampus bölgesinde BDNF’nin egzersiz başlangıcından bir hafta sonra artmaya başladığı görüldü. Egzersizin kesilmesinden sonraki 2 hafta boyunca da yüksek seviyede kalıyordu. Daha sonra devam eden üçüncü haftada eski taban seviyesine döndüğü gösterilmiştir. Yapılan bu çalışmalar düzenli egzersizin, hafıza ve öğrenme bozuklukları üzerinde etkili olabileceğini gösteriyor. Ayrıca Alzheimer hastalarının tedavilerini de destekler nitelikte olduğuna işaret ediyor.
Hazırlayan: İrem Yakışıklı
Geliştiren: Asuman Mermerci
Kaynaklar
- Neurotrophic Factors and Depression: Pathophysiology and Beyond. Gümrü S, Arıcıoğlu F.
- Diet-Induced Cognitive Deficits: The Role of Fat and Sugar, Potential Mechanisms and Nutritional Interventions, Jessica E. Beilharz, Jayanthi Maniam and Margaret J. Morris
- http://www.nature.com/nrn/journal/v4/n4/full/nrn1078.html
- Pınar Lamia. Sinir ve Kas Fizyolojisi Temel Bilgiler Kitabı; Akademisyen Kitabevi 2. Baskı 2014,
- Alvarez, P. & Squire, L. R. 1994 Memory consolidation and the medial temporal lobe: a simple network model. Proc. Natn. Acad. Sci. USA 91, 7041^7045. in vivo. Neuroscience 124: 71–79.
- . Farmer, J., X. Zhao, H. van Praag, et al. 2004. Effects of voluntary exercise on synaptic plasticity and gene expression in the dentate gyrus of adult male Sprague-Dawley rats in vivo. Neuroscience 124: 71–79.