O neurotrofinach:
Podczas rozwoju nerwów neurotrofiny pomagają komórkom nerwowym zdecydować, czy będą żyć, czy umrą. Neurotrofiny są małymi białkami wydzielanymi w układzie nerwowym w bardzo niskich stężeniach. Niskie poziomy neurotrofin są potrzebne do utrzymania komórek nerwowych przy życiu. Jednak w niektórych przypadkach obecność neurotrofin może mieć odwrotny skutek, inicjując śmierć komórek. Podczas rozwoju układu nerwowego, poziom neurotrofin kontroluje niepożądane komórki nerwowe. Później neurotrofiny stymulują wzrost nowych dendrytów i powodują obumieranie niechcianych dendrytów z zatłoczonych obszarów.
Neurotrofiny są białkami o ściśle powiązanych strukturach, o których wiadomo, że wspierają przeżycie różnych klas neuronów embrionalnych. Neurotrofiny to termin ogólny, który opisuje szereg czynników neurotroficznych zwiększających różnicowanie neuronów, indukujących proliferację, wpływających na funkcje synaptyczne i promujących przeżycie neuronów, które normalnie są przeznaczone do śmierci podczas różnych faz rozwoju ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego.
Neurotrofiny (czynniki neurotroficzne) są białkami, które indukują przeżycie neuronów i występują w strumieniu krwi. Neurotrofiny są zdolne do sygnalizacji poszczególnych komórek do przeżycia, różnicowania się lub wzrostu. Neurotrofiny są wydzielane przez tkanki docelowe i zapobiegają inicjowaniu przez neurony programowanej śmierci komórkowej – umożliwiając w ten sposób przeżycie neuronów. Neurotrofiny indukują różnicowanie komórek progenitorowych w celu utworzenia neuronów.
Faktory wzrostu, takie jak podstawowe-FGF lub LIF, ze względu na ich działanie troficzne na szereg neuronów, są często również zaliczane do grupy neurotrofin.
BDNF, NGF i NT-3 są określane jako rodzina białek NGF, ponieważ NGF jest członkiem założycielem tej rodziny białek. Wielofunkcyjne białko Pan-Neurotrophin-1 (PNT-1) wydajnie aktywuje wszystkie receptory trk i wykazuje wiele specyficzności neurotroficznych.
Innym czynnikiem przeżycia neuronów jest NSE (neuron-specific enolase). Inne czynniki o aktywności neurotroficznej zwykle nieklasyfikowane jako neurotrofiny i często posiadające szersze spektrum funkcji to EGF, HBNF (heparin binding neurite-promoting factor), IGF-2, acidic-FGF i FGF-basic, PDGF, NSE (neuron-specific enolase) i Activin-A.
Ekstogenne dostarczanie czynników neurotroficznych, czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (BDNF) lub neurotrofiny-3 (NT-3), promuje funkcję, kiełkowanie i ponowny wzrost neuronów zawierających 5-HT w mózgach dorosłych szczurów. Infuzje BDNF do jądra grzbietowego wywołują efekt przeciwdepresyjny. Stresory środowiskowe, takie jak unieruchomienie, wywołują depresję i obniżają BDNF mRNA. Leki przeciwdepresyjne zwiększają BDNF mRNA w mózgu, poprzez podtypy 5-HT2A i beta-adrenoreceptorów i zapobiegają indukowanym przez stres spadkom BDNF mRNA. Leczenie depresji może działać poprzez zwiększenie endogennego mózgowego poziomu BDNF lub NT-3, co z kolei może promować wzrost i funkcjonowanie neuronów zawierających monoaminy. Leki, które selektywnie stymulują produkcję neurotrofin, mogłyby stanowić nową generację leków przeciwdepresyjnych.
Rozróżnia się czynnik promujący neuryty (NPF) &czynnik różnicowania neuronów w zależności od ich bioaktywności. Czynnik promujący neuryt (NPF) nie promuje przeżycia neuronu lub ogólnego wzrostu, ale jest wymagany do indukowania wyrastania procesów aksonalnych lub dendrytycznych. Aktywność NPF obejmuje NGF, S100, GMF-beta (glial maturation factor), proteoglikany, merozynę, fibronektynę, kolageny, cząsteczki adhezji komórkowej, & lamininę.
Czynniki różnicowania neuronów wpływają na fenotypy przekaźników bez wpływu na przeżycie neuronów. Członkowie rodziny genów neurotroficznych są zaangażowani podczas rozwoju w dorosłym układzie nerwowym, jak wskazują testy in vitro z użyciem rekombinowanych czynników neurotroficznych i dystrybucje ich mRNA i białek.
80% neuronów w układzie nerwowym ulega śmierci komórkowej podczas normalnego rozwoju kręgów w celu zapewnienia odpowiednich #s neuronów, które ustanawiają odpowiednie gęstości unerwienia z narządami efektorowymi lub innymi populacjami neuronów.
Oszczędzanie neuronów przed zaprogramowaną śmiercią wpływa na rozwój. Neurotrofiny wspierają przeżycie neuronów aż do czasu naturalnie występującej śmierci komórki, a następnie stają się nieskuteczne. Mechanizm ten polega na zmianie typu receptora neurotrofiny wyrażanego przez neuron. Inne neurotrofiny mają głęboki wpływ na komórki progenitorowe neuronów i mogą zwiększać liczbę neuronów w populacji przeznaczonej do określonego fenotypu. Neurotrofiny wpływają na aktywność synaps elektrycznych, co zwiększa ekspresję genów neurotrofin.
Myszy transgeniczne niosące mutacje null różnych genów kodujących neurotrofiny lub ich receptory ujawniły szerokie spektrum aktywności neurotrofin w układzie nerwowym. Studia i badania receptorów neurotrofin pomogą w określeniu roli neurotrofin w dojrzałym ośrodkowym układzie nerwowym. Jest już jasne, że rozwój, utrzymanie i plastyczność układu nerwowego wymaga starannej przestrzennej i czasowej kontroli ekspresji wielu neurotrofin, ich receptorów i innych czynników.
Neurotrofiny mają potencjalne znaczenie kliniczne, ponieważ wpływają na czynności funkcjonalne i przeżywalność odrębnych populacji neuronów w obwodowym i ośrodkowym układzie nerwowym. Neurotrofiny są obecnie badane jako czynniki terapeutyczne w leczeniu zaburzeń neurodegeneracyjnych i uszkodzeń nerwów, indywidualnie lub w połączeniu z innymi czynnikami troficznymi.