BDNF פירושו גורם נוירוטרופי מוחי (Brain Derived Neurotrophic Factor).
הוא שייך למשפחת חלבונים הידועה כ'נוירוטרופינים'. אחד התפקידים המרכזיים של נוירוטרופינים הוא לאפשר למוח ולמערכת העצבים להסתגל ולארגן מחדש את המבנה שלהם בתגובה לחוויות וגירויים חדשים בסביבה.
ייתכן שנתקלת במושג הזה בעבר תחת המונח "נוירופלסטיות" או "גמישות מוחית" והוא עומד בבסיס היכולת שלנו ללמוד ולזכור דברים חדשים.
BDNF הוא מרכזי לנוירופלסטיות, כאשר חלק מתפקידיו העיקריים כוללים:
- התפתחות נוירונים חדשים (תאי עצב במוח) – נוירוגנזה
- יצירת חיבורים חדשים בין נוירונים (סינפסות) – סינפטוגנזה
- שינויים בעוצמת החיבורים בין נוירונים בהתאם לדפוסי פעילות עצבית – פלסטיות סינפטית
- הגנה והישרדות של נוירונים מנזק והתנוונות – נוירופרוטקציה
בהתחשב בתפקידיו בתהליכים עצביים אלה, BDNF חשוב מאוד לקוגניציה – פונקציות כמו למידה, זיכרון, חשיבה, הנמקה, ויסות רגשות ועיבוד מידע.
בהקשר זה, BDNF נמצא ברמות גבוהות במיוחד בקורטקס ובהיפוקמפוס – אזורים במוח המתווכים למידה, זיכרון ופונקציות קוגניטיביות גבוהות.
נקודות מפתח:
BDNF פירושו גורם נוירוטרופי שמקורו במוח
BDNF תומך בגדילה, התפתחות והישרדות של עצבים (נוירונים) במוח
BDNF חשוב ללמידה, זיכרון וקוגניציה
למה BDNF חשוב?
מספר מחקרים מציעים ש-BDNF הוא חיוני ללמידה, זיכרון, עיבוד רגשות ותפקודים קוגניטיביים אחרים.
לדוגמה, מחקרים מציעים שרמות מופחתות של BDNF (כפי שנמדדו בסרום דם) קשורות לביצועים נמוכים יותר במשימות קוגניטיביות שונות (למשל זיכרון מילולי, יכולת ויזואלית-מרחבית, זיכרון מושהה). רמות BDNF נמוכות מודגמות גם באנשים עם דיכאון.
- לעומת זאת, פעילויות הידועות כמשפרות למידה וזיכרון, כמו פעילות גופנית, קשורות לעליות ב-BDNF. באופן דומה, באנשים עם דיכאון, שיפורים במצב הרוח ותסמיני דיכאון קשורים לעליות ברמות BDNF בסרום.
נקודות מפתח:
BDNF חשוב להתפתחות ותחזוקה של רשתות מוח העומדות בבסיס למידה, זיכרון, עיבוד רגשות וקוגניציה.
רמות BDNF מופחתות קשורות לביצועים קוגניטיביים ירודים יותר.
עליות ברמות BDNF קשורות לביצועים קוגניטיביים משופרים.
איך BDNF מיוצר ומופרש?
BDNF מיוצר (מסונתז) ומופרש 'על פי דרישה' בתגובה לפעילות עצבית (נוירונלית).
נוירונים מייצרים BDNF מחלבון הנקרא pre-proBDNF. בהתאם לפעילות העצבית, pre-proBDNF מומר על ידי אנזימים לשתי מולקולות נוספות: pro-BDNF ו-BDNF בוגר (m-BDNF).
שתי מולקולות אלה נארזות בתאים מיוחדים הנקראים וסיקולות (או 'וסיקולות תוך-תאיות' כפי שמוצג בתרשים למטה).
וסיקולות המכילות pro-BDNF ו-BDNF בוגר (m-) מועברות לאחר מכן לאורך העצבים לקצותיהם ולעבר סינפסות – הצמתים בין עצבים שונים. כאשר עצב מגורה, סידן נכנס לעצב, גורם לוסיקולות לשחרר את ה-pro-BDNF וה-BDNF הבוגר לתוך הסינפסה.
לאחר השחרור, Pro-BDNF ו-BDNF בוגר יכולים להיקשר לקולטנים שונים, מה שמפעיל שינויים ארוכי טווח בצמיחה והתפתחות העצב.
בעוד שעצבים מייצרים ומשחררים תערובת של שני הסוגים – pro ו-BDNF בוגר, היחס של מולקולות אלה משתנה בהתאם לשלב ההתפתחות. באופן כללי, נוירונים במוחות בוגרים נוטים לשחרר BDNF בוגר. כתוצאה מכך, כשאנחנו מדברים על BDNF, אנחנו בדרך כלל מתייחסים ל-BDNF בוגר .
הפרשה תלוית-פעילות כפי שהוזכר קודם, BDNF עוזר לארגן מחדש את מבנה המוח על ידי קידום הצמיחה של נוירונים וסינפסות חדשות, ועל ידי שינוי חוזק החיבורים בין נוירונים שונים.
כדי להבטיח ששינויים מבניים אלה מותאמים לדפוסי הפעילות העצבית בתוך המוח, שחרור ה-BDNF תלוי בשאלה האם העצב מגורה או לא. אנחנו קוראים לתהליך הזה הפרשה תלוית-פעילות.
היופי של תהליך זה הוא שהוא מקדם באופן מועדף את הצמיחה וההתפתחות של אותם מסלולים עצביים שהם פעילים או מגורים. באופן דומה, ההפרשה תלוית-הפעילות של BDNF מאפשרת גם לנוירונים פעילים לחזק וליצור חיבורים חדשים זה עם זה. עיקרון זה (הנקרא חוק הב) מתומצת באמרה, "תאים שיורים יחד, מתחברים יחד".
על ידי שינוי מבנה רשתות המוח בתגובה לגירוי, הפרשה תלוית-פעילות של BDNF מקלה על הלמידה.
נקודות מפתח:
BDNF מיוצר ומופרש בתגובה לפעילות נוירונלית
שחרור BDNF מקצות העצבים תלוי בגירוי של עצבים – זה ידוע כהפרשה תלוית-פעילות
BDNF מקדם את הצמיחה וההתפתחות של רשתות מוח בתגובה לגירוי – זה עומד בבסיס הלמידה, הזיכרון ותהליכים קוגניטיביים אחרים
איך וריאנטים של גן BDNF משפיעים על הפרשת BDNF?
החלבון BDNF מקודד על ידי גן ה-BDNF שלך. וריאנטים של גן זה יכולים להשפיע על הפרשת BDNF בתגובה לגירוי של נוירון (כלומר, הפרשה תלוית-פעילות).
באופן ספציפי יותר, SNP (פולימורפיזם של נוקלאוטיד בודד) בתוך גן ה-BDNF גורם לשינוי ברצף ה-DNA מהאות 'G' לאות 'A'.
כפי שהוסבר בפוסטים קודמים, הרצף המדויק של אותיות בקוד ה-DNA שלנו קובע את סוג ורצף חומצות האמינו המשמשות לבניית חלבונים. בתורו, רצף חומצות האמינו של חלבון משפיע על המבנה והתפקוד שלו.
במקרה של גן ה-BDNF, ה-SNP G–>A (שאנו מייחסים לו את המספר rs6265), גורם לשינוי בחומצת אמינו מואלין (Val) למתיונין (Met) בנקודה ספציפית בחלבון BDNF.
שינוי זה בחומצת אמינו מואלין למתיונין גורם לחלבון BDNF להתקפל בצורה לא נכונה. כתוצאה מקיפול לא תקין זה, תהליך אריזת BDNF בוסיקולות נפגע. כתוצאה מכך, כאשר עצב (נוירון) מגורה, הוסיקולות בקצות העצבים משחררות פחות BDNF לסינפסות.
במילים אחרות, ה-SNP בגן BDNF מפחית את ההפרשה תלוית-הפעילות של חלבון BDNF על ידי נוירונים.
גנוטיפים של BDNF והפרשת BDNF ה-SNP G–>A (rs6265) יוצר שני וריאנטים שונים של גן BDNF (או 'אללים') – 'אלל G' ו-'אלל A'.
אלל 'G' מקודד לואלין בנקודה ספציפית בחלבון BDNF, שקשור לקיפול חלבון נורמלי ובהמשך, להפרשה נורמלית של חלבון BDNF מקצות העצבים.
לעומת זאת, אלל 'A' מקודד למתיונין, שגורם לקיפול לא תקין של חלבון ה-BDNF. אלל 'A' מוביל לכן להפרשה מופחתת של חלבון BDNF בכל פעם שנוירון מגורה.
גנוטיפים שונים מכיוון שאנחנו יורשים שני עותקים (או אללים) של כל גן, ה-SNP G–>A (rs6265) יוצר שלושה צירופי גנים שונים (או 'גנוטיפים'). בתורו, כל גנוטיפ קשור לדרגה שונה של הפרשת BDNF תלוית-פעילות:
- GG – אנשים עם גנוטיפ זה יש להם שני עותקים של אלל 'G' ולכן הפרשה נורמלית של BDNF.
- GA (או AG) – אנשים עם גנוטיפ זה יש להם עותק אחד של אלל 'A' הקשור להפרשה מופחתת של BDNF. מחקרים מציעים שהפרשת BDNF מופחתת בכ-18% בקבוצה זו.
- AA – אנשים עם גנוטיפ זה יש להם שני עותקים של אלל 'A' הקשור להפרשה מופחתת של BDNF. מחקרים מציעים שהפרשת BDNF מופחתת משמעותית יותר (בכ-30%) בקבוצה זו.
בהתחשב בכך שההפרשה תלוית-הפעילות של BDNF עומדת בבסיס למידה, זיכרון, עיבוד רגשות ותפקודים קוגניטיביים אחרים, הגנוטיפ BDNF שלך יכול להשפיע על ביצועים קוגניטיביים.
לדוגמה, מחקר אחד מצא שמבוגרים מבוגרים עם הגנוטיפים GA ו-AA (ולכן הפרשת BDNF מופחתת) קיבלו ציונים נמוכים משמעותית מאלה עם הגנוטיפ GG במבחני זיכרון מילולי מסוימים.
מחקרים אחרים מציעים שאלל 'A' עשוי להגביר את הסיכון לתסמיני דיכאון, במיוחד בתגובה לאירועי חיים מלחיצים.
נקודות מפתח:
וריאנטים של גן BDNF משפיעים על הפרשת BDNF מקצות עצבים
ה-SNP rs6265 יוצר שני וריאנטים/אללים של גן BDNF – אללים 'G' ו-'A'
אלל 'A' קשור להפרשה מופחתת של BDNF כאשר עצב מגורה
וריאנטי גן BDNF שלך יכולים להשפיע על הקוגניציה והסיכון לפתח תסמיני דיכאון
אילו דברים מגבירים הפרשת BDNF?
אורח חיים, כולל פעילות גופנית, תזונה ושינה, יכולים כולם להוביל לעליות בהפרשת BDNF, אשר בתורן קשורות לשיפורים בתפקוד הקוגניטיבי.
פעילות גופנית בפרט הוכחה באופן נרחב כגורמת לעליות קצרות טווח ברמות BDNF, הנעות בין פי 2 ל-3.
יתר על כן, מחקרים מציעים שפעילות גופנית אינטנסיבית יותר נוטה להוביל לעליות גדולות יותר ב-BDNF. בהתאם לכך, פרוטוקולי HIIT (אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה) סביר שיפיקו עליות משמעותיות יותר ב-BDNF בהשוואה לאימון רציף במצב יציב.
אולי לא מפתיע, איך רמות ה-BDNF שלך מגיבות לפעילות גופנית תלוי באילו וריאנטים של גן BDNF אתה יורש. לדוגמה, מחקר אחד של מבוגרים מבוגרים מצא שבהשוואה לאנשים עם הגנוטיפ GG, אלה עם אלל 'A' (כלומר גנוטיפים AA ו-GA) חוו עליות משמעותיות יותר ברמות BDNF אחרי ביצוע פעילות גופנית למשך 16 שבועות.
תוספים מסוימים ומשטרי תזונה יכולים גם הם לשפר הפרשת BDNF. למידע נוסף על איך לשפר פעילות BDNF, הקפד לבדוק את הפעולות המומלצות בתכונה שלך.
נקודות מפתח:
פעילות גופנית גורמת לעליות קצרות טווח ברמות BDNF
פעילות גופנית אינטנסיבית יותר גורמת לעליות גדולות יותר ברמות BDNF
בדוק את הפעולות המומלצות שלך לטיפים מותאמים גנטית נוספים על איך לשפר BDNF
