|
|
|
การระดมพลเซลล์ต้นกำเนิดประสาทด้วยตัวเราเอง
เรื่องการรักษาด้วยเซลล์ต้นกำเนิดยังคงเป็นที่สนใจของประชาชนทั่วโลก เมืองไทยเองก็ให้ความสนใจ และในปัจจุบันหน่วยงานของรัฐบาลก็กำลังควบคุมให้ถูกทิศทาง เพราะบางครั้งประชาชนอาจคาดหวังกับการรักษาด้วยวิธีนี้มากจนลืมไปถึงค่าใช้จ่ายที่ต้องเสียไปและความเสี่ยงที่ไม่ได้สูญหายไปด้วย แต่วันนี้ผมไม่ได้มาบอกสถานที่รักษานะครับ ผมเพียงต้องการเสนอว่าต่อไปภายหน้าซึ่งไม่รู้นานเท่าไหร่เราในฐานะคนธรรมดาอาจจะได้รักษาโรคทางสมองด้วยเซลล์ต้นกำเนิดสมองของเราเองและด้วยตัวเราเอง
โดยทั่วไปแล้ววิธีการใช้ประโยชน์จากเซลล์ต้นกำเนิดประสาทในทางคลินิกอาจแบ่งได้เป็น 2 กลยุทธ์หลัก คือ
1. การเสริมเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากภายนอก (neural stem cell replacement therapy) เช่น ฉีดเซลล์จากภายนอกเข้าไปในร่างกาย ในสมองบริเวณที่ต้องการ เป็นต้น
2. การระดมเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากภายในร่างกายของเราเอง (neural stem cell recruitment therapy)
ผมมีความเชื่อว่าสักวันวิธีที่สองจะเป็นแนวทางที่น่าสนใจ เลยขอเกริ่นคร่าวๆ ว่าแนวทางนี้เป็นอย่างไร เนื่องจากว่าเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่มีอยู่แล้วในสมองของคนเรา ใครๆ ก็มีจะยากดีมีจนทุกคนมีเหมือนกัน แต่ละวันเซลล์ต้นกำเนิดประสาทเหล่านี้ก็แบ่งตัวให้เซลล์ประสาทใหม่ แต่ว่าสมองบางบริเวณเท่านั้นที่มีเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้อาศัยอยู่ (ปัจจุบันยอมรับกันว่าคือ SVZ และ SGZ แต่มีอีกหลายบริเวณที่เป็นที่ถกเถียงในแวดวงวิชาการว่าอาจจะมีเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้) เมื่อเกิดการบาดเจ็บของสมองขึ้น เช่น stroke และ traumatic brain injury เป็นต้น เซลล์เหล่านี้เช่นใน SVZ ก็จะแบ่งตัว พัฒนาตัวเองไปเป็นเซลล์ประสาท และเคลื่อนตัวไปยังบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บนั้นๆ
แต่ศักยภาพที่สมองจะเยียวยาตัวเองนั้นมันน้อยมากเพราะมีสารต่างๆมากมายที่อยู่ในโครงสร้างสมอง ที่ควบคุม ปรับแต่งกระบวนการเยียวยาดังกล่าว นอกจากนี้ปัจจัยภายนอกร่างกายก็มีผลอย่างมาก ตอนนี้นักวิจัยและบริษัทยาต่างก็รีบศึกษากลไกการเเบ่งตัว เจริญพัฒนา และการเดินทางของเซลล์ประสาท (neuronal migration) สักวันอาจจะมียากลุ่ม A ช่วยกระตุ้นให้เซลล์ต้นกำเนิดประสาทแบ่งตัวมากขึ้น ยากลุ่ม B ช่วยพัฒนาและยืดอายุเซลล์ประสาทให้อยู่นานขึ้น ยากลุ่ม C ช่วยเป็นไกด์พาเซลล์ประสาทเดินทางไปยังบริเวณที่ต้องการแบบสั่งได้ หรือแนวทางเสริมที่อาจจะไม่ต้องอาศัยยา เช่น การเพิ่มพูนสิ่งแวดล้อมที่เป็นประโยชน์ (environmental enrichment) การออกกำลังกาย การฝึกด้านการรู้คิด เป็นต้น
ปัจจุบันสิ่งเหล่านี้ยังไม่ได้ใช้จริง แต่ในอนาคตความก้าวหน้าที่กล่าวมาข้างต้นเป็นสิ่งที่มีโอกาสเกิดขึ้น การเยียวยาตนเองด้วยเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของตัวเราเองโดยอาศัยปัจจัยภายนอกมาปรับเสริมจึงเป็นอีกหัวข้อการศึกษาที่น่าสนใจมากครับ...โปรดติดตามตอนต่อไปครับ
| Create Date : 03 กันยายน 2550 | | |
| Last Update : 3 กันยายน 2550 16:30:26 น. |
| Counter : 683 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
บทบาทของฟีโรโมนต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองส่วนออลแฟกตอรีบัลบ์และฮิปโปแคมปัส
บทบาทของฟีโรโมนต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองส่วนออลแฟกตอรีบัลบ์และฮิปโปแคมปัส
เภสัชกรวีระพงษ์ ประสงค์จีน
การรับสัมผัสทางเคมี (chemosensation) เป็นกระบวนการตรวจจับโมเลกุลเคมีจากสิ่งแวดล้อมภายนอกร่างกายซึ่งมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย ระบบการรับสัมผัสทางเคมี ได้แก่ การรับสัมผัสกลิ่น (smell) และการรับสัมผัสรส (taste) ซึ่งต้องทำหน้าที่รับข้อมูลจากโมเลกุลเคมีมากมายที่มนุษย์เราสัมผัสในชีวิตประจำวัน ระบบการรับสัมผัสกลิ่นอาจแบ่งออกเป็น 2 ระบบหลัก คือ main olfactory system ซึ่งรับผิดชอบการตรวจจับกลิ่นทั่วไป และ vomeronasal system หรืออาจเรียกว่า accessory olfactory system ซึ่งหน้าที่หลักส่วนหนึ่งเชื่อว่าใช้สำหรับตรวจจับ ฟีโรโมน ความสนใจเรื่องการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองมนุษย์ (adult neurogenesis) เป็นหนทางหนึ่งที่ช่วยไขความลับการทำงานของระบบการรับสัมผัสกลิ่นซึ่งสัมพันธ์กับความจำที่เกี่ยวข้องกับกลิ่น (olfactory memory) นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าบริเวณที่มีคุณสมบัติในการผลิตเซลล์ประสาทใหม่ (neurogenic regions) ได้แก่ subventricular zone ของโพรงสมองด้านข้างส่วนหน้าซึ่งผลิตเซลล์ประสาทให้กับออลแฟกตอรีบัลบ์ในระบบประสาทรับกลิ่น และบริเวณ subgranular zone ในส่วนเดนเตตไจรัสของสมองส่วนฮิปโปแคมปัสซึ่งเป็นศูนย์กลางด้านความจำและการเรียนรู้ของสมอง ในบทความนี้ให้จึงความสนใจเฉพาะฟีโรโมนและผลต่อกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองบริเวณดังกล่าว
ฟีโรโมนคืออะไร?
คำว่า ฟีโรโมน (pheromone) นั้นเกิดจากการรวมกันขอคำในภาษากรีก pherein ที่แปลว่า to carry และ hormon ที่แปลว่า to excite โดยกลุ่มนักวิจัยยุคแรก คือ Karlson และ Luscher ได้คิดค้นคำนี้ในปี ค.ศ. 1959 และอาจเรียกฟีโรโมนว่า ecto-hormones กล่าวคือ เป็นสารเคมีที่หลั่งออกจากร่างกายแล้วไปมีผลต่อพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิด (สปีชีส์) เดียวกัน เช่น ฟีโรโมนที่มดหลั่งออกมาไม่ได้มีผลต่อพฤติกรรมของมนุษย์ และฟีโรโมนที่มนุษย์เราผลิตขึ้นก็มีผลต่อมนุษย์เราด้วยกันเองเท่านั้น เป็นต้น เมื่อโมเลกุลของฟีโรโมนถูกหลั่งออกจากร่างกายทั้งจากระบวนการของร่างกายเราเองและปฏิกิริยาชีวเคมีของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่บริเวณนั้น เช่น จากบริเวณรักแร้ สารคัดหลั่งที่อวัยวะเพศ น้ำปัสสาวะ และผิวหนังทั่วไป เป็นต้น เดินทางผ่านตัวกลางในอากาศ เมื่อจับกับตัวรับซึ่งคาดว่าเป็นตัวรับชนิดที่เรียกว่า vemeronasal receptors ที่จมูกแล้วจึงส่งสัญญานข้อมูลไปยัง olfactory bulb และประมวลผลขั้นสูงยังสมองส่วนต่างๆ ต่อไป
ความจำที่เกี่ยวข้องกับกลิ่น
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สารที่ให้กลิ่น (odorant) ที่ถูกสูดดมผ่านเข้าไปยังจมูกซึ่งไปจับกับตัวรับที่จำเพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ประสาทรับกลิ่น (olfactory receptor neuron) ที่อยู่บนเยื่อ olfactory epithelium เมื่อเซลล์ประสาทดังกล่าวถูกกระตุ้นจึงส่งสัญญาณประสาทออกไปทางแอกซอนที่มัดเป็นเส้นประสาท olfactory nerve เข้าสู่ออลแฟกตอรีบัลบ์ โดยแอกซอนดังกล่าวเกิดการขดกันไปมาเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า glomulerus ซึ่งจะเกิดไซแนปส์กับเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทที่ชื่อว่า เซลล์ไมทรัล (mitral cell) และเซลล์อื่นๆ ต่อจากนั้นเซลล์ไมทรัลจะส่งข้อมูลผ่านแอกซอนไปเกิดไซแนปส์กับเซลล์ประสาทในส่วน piriform cortex ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระบุกลิ่น amygdale ซึ่งเกี่ยวข้องกับอารมณ์ การประทะสังสรรค์ทางสังคมและการตระหนักรู้ถึงสัตว์ใรสปีชีส์เดียวกัน และ entorhinal cortex ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เชื่อมต่อกับสมองส่วนฮิปโปแคมปัสที่ทำหน้าที่เกี่ยวข้องความจำและการเรียนรู้ การรับสัมผัสกลิ่นมีความเกี่ยวข้องกับความจำประเภทที่เรียกว่า olfactory memory มนุษย์เราต้องสัมผัสโมเลกุลจากกลิ่นจำนวนมาก เซลล์ประสาทที่โพรงจมูกมีอัตราการทำลายและเกิดการสร้างใหม่อยู่ตลอดเวลา เซลล์ต้นกำเนิดในโพรงจมูกที่ชื่อ globose basal cell (GBCs) ก็มีการแบ่งตัวทดแทนในภาวะปกติและในภาวะที่เกิดการบาดเจ็บเล็กน้อย และเมื่อเกิดภาวะบาดเจ็บขั้นรุนแรงเซลล์ต้นกำเนิดที่ชื่อ horizontal basal cell (HBCs) ก็จะทำหน้าที่แบ่งตัวให้เซลล์ที่หลากหลายชนิดกว่าเซลล์ต้นกำเนิดประเภทแรก เซลล์ต้นกำเนิดประสาทเมื่อแบ่งตัวที่บริเวณ subventricular zone ในส่วนหน้าของโพรงสมองด้านข้างแล้วจะต้องเดินทางไปยัง olfactory bulb และพัฒนาเป็นเซลล์ประสาทที่โตเต็มที่เพื่อทำหน้าจำเพาะในระบบประสาทรับกลิ่น
การเกิดใหม่ของเซลล์ประสาท
การเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองมนุษย์เกิดได้ตลอดชีวิตแต่มีอัตราการสร้างที่ลดลงเมื่ออายุมากขึ้น การเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทหลังการเกิด (adult neurogenesis) หมายถึงกระบวนการแบ่งตัว (cell proliferation) ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) มีการพัฒนาเป็นเซลล์ประสาทที่สมบูรณ์ รวมทั้งมีการเดินทาง (neuronal migration) ไปยังตำแหน่งที่ถูกต้อง สามารถเกิดไซแนปส์และทำงานเชื่อมต่อกับกลุ่มเซลล์ประสาทเดิมได้ แต่วิธีการวัดการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทที่นิยมแต่ไม่ครอบคลุมนิยามดังกล่าว คือ การวัดการแบ่งตัวของเซลล์ประสาทโดยใช้ bromodeoxyuridine (BrdU) ซึ่งเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวแบบไมโตซิสจะดึงสารดังกล่าวไปใช้ไปในเซลล์เพื่อสร้างสารพันธุกรรม แล้วนักวิจัยใช้แอนติบอดีต่อ BrdU ในการตรวจจับ ถึงแม้ว่าการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองส่วนต่างๆ เป็นที่โต้แย้งในเชิงวิชาการและยังไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัด แต่นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าบริเวณที่มีคุณสมบัติในการผลิตเซลล์ประสาทใหม่ (neurogenic regions) ได้แก่ subventricular zone ของโพรงสมองด้านข้างส่วนหน้า (anterior lateral ventricles ) และบริเวณ subgranular zone ในส่วนเดนเตตไจรัสของสมองส่วนฮิปโปแคมปัสซึ่งเป็นศูนย์กลางด้านความจำและการเรียนรู้ของสมอง
การรับสัมผัสกลิ่นมีความเกี่ยวข้องกับความจำที่เรียกว่า olfactory memory มนุษย์เราต้องสัมผัสโมเลกุลจากกลิ่นจำนวนมาก เซลล์ประสาทที่โพรงจมูกมีอัตราการทำลายและเกิดการสร้างใหม่อยู่ตลอดเวลา และที่สำคัญคือเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่แบ่งตัวที่บริเวณ subventricular zone พัฒนาเป็นเซลล์ประสาทแล้วต้องเดินทางผ่านช่องทาง rostral migratory stream เป็นขบวนในรูปแบบที่เรียกว่า neuronal chains ไปยัง olfactory bulb เพื่อทำหน้าในระบบประสาทรับกลิ่น พบว่าการตั้งครรภ์และพฤติกรรมการหาคู่ครองเพิ่มการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในออลแฟกตอรีบัลบ์
ในขณะเดียวกันเซลล์ต้นกำเนิดในส่วนเดนเตตไจรัสก็แบ่งตัวและพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทชนิด granule cells ยื่นเดนไดรต์ไปเกิดไซแนปส์กับเซลล์ประสาทในชั้น molecular layer และยื่นแอกซอนไปเกิดไซแนปส์กับเซลล์ประสาทบริเวณ CA3 เซลล์ประสาทที่เกิดใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสนี้เชื่อว่าทำหน้าที่สร้างรหัสความจำสำหรับเหตุการณ์ที่เกิดใหม่ซึ่งเชื่อมโยงในบริบทเดียวกัน (contextual learning and memory) การศึกษาก่อนหน้าระบุว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่เพิ่มการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในส่วนเดนเตตไจรัส เช่น การวิ่ง การจำกัดอาหาร สภาพแวดล้อมที่เสริมการเรียนรู้ การเรียนรู้ และยารักษาโรคซึมเศร้า เป็นต้น
ฟีโรโมนเพศกระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทใหม่
คณะนักวิจัยจากแคนาดา อังกฤษและสหรัฐอเมริกา ได้ศึกษาบทบาทของฟีโรโมนต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาท โดยเลี้ยงหนูถีบจักรเพศผู้ซึ่งปล่อยให้ปัสสาวะลงพื้นดินได้ตามปกติ จากนั้นนำดินที่พื้นซึ่งมีปัสสาวะปนอยู่ด้วยให้หนูเพศเมียสูดดม โดยในน้ำปัสสาวะของหนูถีบจักรเพศผู้มีฟีโรโมนเป็นองค์ประกอบส่วนหนึ่ง พบว่าในหนู่หกลุ่มนี้มีระดับการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาททั้งในส่วนเดนเตตไจรัสและในบริเวณ subventricular zone เพิ่มขึ้น ส่วนหนูเพศเมียที่ดมกลิ่นมะพร้าวหรือกลิ่นอัลมอนด์กลับไม่พบการเพิ่มขึ้นของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในทั้งสองบริเวณดังกล่าว การกำจัดเทสโทสเตอโรน (testosterone) ทำให้ไม่สามารถตรวจพบฟีโรโมนในน้ำปัสสาวะเนื่องจากฮอร์โมนดังกล่าวเป็นสารตั้งต้นในการสร้างฟีโรโมน คณะนักวิจัยจึงตัดอัณฑะของหนูถีบจักรเพศผู้เพื่อไม่ให้มีสารตั้งต้นในการสร้างฟีโรโมน จากนั้นนำเอาดินที่พื้นของหนูกลุ่มนี้ไปให้หนูถีบจักรเพศเมียสูดดม จากการทดลองไม่พบการเพิ่มขึ้นของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ทั้งในส่วน subventricular zone และในออลแฟกตอรีบัลบ์
จากความรู้ที่ว่าหนูถีบจักรเพศเมียมีความพึงพอใจต่อกลิ่นของหนูถีบจักรเพศผู้ที่ไม่เป็นหมันและกลิ่นของหนูที่เป็นผู้นำกลุ่ม (dominant-male mice) นักวิจัยจึงเปรียบเทียบผลของฟีโรโมนในปัสสาวะระหว่างหนูผู้นำกับหนูผู้ตามต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ทั้งในส่วนเดนเตตไจรัสและในออลแฟกตอรีบัลบ์ จากการทดลองพบว่าหนูถีบจักรเพศเมียที่ได้รับฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้ที่เป็นผู้นำมีการเพิ่มการแบ่งตัวสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในส่วนเดนเตตไจรัสร้อยละ 29และในบริเวณ subventricular zone ร้อยละ 23 โดยเปรียบเทียบกับหนูถีบจักรเพศเมียที่ได้รับฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้ที่เป็นผู้ตาม
เนื่องจากมีข้อมูลหลายส่วนสนับสนุนว่าฟีโรโมนออกฤทธิ์ผ่าน vomeronasal system แต่จากการศึกษาก่อนหน้าพบว่าเมื่อให้สารหลั่งล้างในจมูก (intranasal irrigation) คือ ZnSO4 ซึ่งมีผลทำลายเซลล์ประสาทรับกลิ่นหลักใน main olfactory epithelium แต่ไม่ได้มีผลต่อ vomeronasal system พบว่าสามารถทำลายความพึงพอใจของหนูเพศเมียต่อกลิ่นปัสสาวะจากหนูเพศผู้ที่เป็นผู้นำและจากหนูที่ไม่ถูกตัดอัณฑะ นักวิจัยกลุ่มนี้จึงทดลองหลั่งล้างช่องจมูกของหนูถีบจักรเพศเมียโดยเปรียบเทียบกับการใช้น้ำเกลือเป็นสารหลั่งล้าง จากการทดลองไม่พบว่ามีการเพิ่มการแบ่งตัวสร้างเซลล์ประสาทใหม่ทั้งในส่วนเดนเตตไจรัสและในบริเวณ subventricular zone ดังนั้น ผลของฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้ออกฤทธิ์ผ่านระบบประสาทรับกลิ่นหลัก (main olfactory system) ของหนูถีบจักรเพศเมียในการเพิ่มการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาททั้งในส่วนเดนเตตไจรัสและในบริเวณ subventricular zone
สารบ่งชี้ (marker) ที่นักวิจัยใช้ตรวจวัดเซลล์ประสาทตั้นต้น (neuronal progenitor) คือ doublecortin โดยพบว่าฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้เพิ่มเซลล์ประสาทตั้นต้นในสมองของหนูถีบจักรเพศเมียส่วน subventricular zone ร้อยละ 55 และในเดนเตตไจรัสร้อยละ 38 และเมื่อตรวจวัดเซลล์ประสาทที่เจริญเต็มที่ (mature neurone) หลังจากฉีด bromodeoxyuridine (BrdU) ได้ 4 สัปดาห์ โดยใช้สารบ่งชี้เซลล์ประสาทที่เจริญเต็มที่ คือ NeuN พบเซลล์ที่มีทั้ง BrdU และ NeuN ในออลแฟกตอรีบัลบ์ร้อยละ 38 และในส่วนเดนเตตไจรัสร้อยละ 47
ดังนั้นฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้ออกฤทธิ์ผ่านระบบประสาทรับกลิ่นหลักโดยเพิ่มทั้งการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนออลแฟกตอรีบัลบ์และเดนเตตไจรัสของหนูถีบจักรเพศเมีย
ภาพแสดงการเจริญพัฒนาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่จำเพาะในระบบประสาท
คณะผู้วิจัยจึงได้ศึกษาเพิ่มเติมโดยนำส่งฮอร์โมน Luteinizing hormone (LH) ใต้ผิวหนัง (subcutaneous) พบการแบ่งตัวของเซลล์ในส่วนเดนเตตไจรัสเพิ่มขึ้นร้อยละ 53 และในบริเวณ subventricular zone เพิ่มขึ้นร้อยละ 29 นอกจากนี้เมื่อให้ LH แก่หนูเพศเมียที่ถูกตัดรังไข่ ยังพบการแบ่งตัวของเซลล์ในส่วนเดนเตตไจรัสและ subventricular zone ซึ่งแสดงว่าผลที่เกิดขึ้น เกิดจาก LH โดยตรงไม่ได้เป็นผลจากฮอร์โมนเอสโตรเจน เมื่อตรวจวัดเซลล์ประสาทที่โตเต็มที่ในสมองส่วนออลแฟกตอรีบัลบ์และเดนเตตไจรัสของหนูถีบจักรเพศเมีย พบว่ามีอัตราเพิ่มขึ้นร้อยละ 41 และร้อยละ 33 ตามลำดับ
อย่างไรก็ตามเมื่อคณะนักวิจัยได้ตัดแต่งพันธุกรรมหนูถีบจักรเพศเมียโดยยับยั้งการทำงานของยีนสำหรับตัวรับ LH (Luteinizing hormone receptor) พบว่าหนูถีบจักรเพศเมียทั้งกลุ่มที่ปกติและกลุ่มที่ถูกยับยั้งการทำงานของยีนสำหรับตัวรับ LH มีการแบ่งตัวของเซลล์ในบริเวณ subventricular zone ร้อยละ 22 เฉพาะหนูถีบจักรเพศเมียกลุ่มที่ปกติที่มีตัวรับ LH เท่านั้นที่พบการแบ่งตัวของเซลล์ในส่วนเดนเตตไจรัสเพิ่มขึ้นร้อยละ 30 และเนื่องจากฟีโรโมนเพศชายมีผลเพิ่มทั้งฮอร์โมน LH และโปรแลกติน นักวิจัยจึงทดลองอีกขึ้นโดยให้โปรแลกตินใต้ผิวหนัง พบว่ามีการแบ่งตัวของเซลล์ในส่วน subventricular zone เท่านั้น และเมื่อยับยั้งการทำงานของยีนสำหรับตัวรับโปรแลกตินไม่พบว่ามีการแบ่งตัวของเซลล์ในส่วน subventricular zone ดังนั้นผลของฟีโรโมนจากหนูถีบจักรเพศผู้เกิดจากฮอร์โมนโปรแลกติน (prolactin) ไปมีผลต่อออลแฟกตอรีบัลบ์และฮอร์โมน Luteinizing hormone ไปมีผลส่วนเดนเตตไจรัส
เมื่อคณะนักวิจัยยับยั้งกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ทั้งในส่วนเดนเตตไจรัสและในออลแฟกตอรีบัลบ์ โดยใช้สารยับยั้งการแบ่งตัวแบบไมโตซิสของเซลล์ตั้งต้นประสาท คือ cytosine arabinoside (AraC) พบว่าสามารถยับยั้งพฤติกรรมของหนูถีบจักรเพศเมียในการเลือกหนูถีบจักรเพศผู้ที่เป็นใหญ่ในกลุ่ม นักวิจัยจึงสรุปว่าการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทอาจมีบทบาทในพฤติกรรมความพึงพอใจในการเลือกคู่ครอง
ความสำคัญของระบบฟีโรโมนต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองมนุษย์อาจคล้ายคลึงกับกลไกที่เกิดขึ้นในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ และจากการศึกษาภาพถ่ายสมองโดยใช้เทคนิค functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) พบว่าบริเวณสมองส่วนไฮโปธารามัสของเพศหญิงถูกกระตุ้นเมื่อได้รับกลิ่นจากสารเคมีที่เป็นอนุพันธุ์ของสารที่หลั่งจากรักแร้ของเพศชาย นอกจากนี้ยังมีรายงานว่าสารสกัดจากสารคัดหลั่ดของรักแร้มีผลต่ออารมณ์และระดับการหลั่งฮอร์โมน LH จึงเป็นไปได้ว่าฟีโรโมนอาจจะเกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่นของสมองในระดับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองของมนุษย์
เอกสารอ้างอิง
1. Gloria et al, Male pheromone-stimulated neurogenesis in the adult female brain: possible role in mating behavior, Nature Neuroscience, Published online 1 July, 2007
2. Cynthia D Duggan and John Ngai, Scent of a stem cell, Nature Neuroscience, volume 10, June 2007, 673-674
3. James V. Kohl et al, Human Pheromones: Integrating Neuroendocrinology and Ethology, Neuroendocrinology Letters, volume 22, 2001, 309321
4. Jason G Emsley et al, Adult neurogenesis and repair of the adult CNS with neural progenitors, precursors, and stem cells, Progress in Neurobiology, volume 75, April 2005, 321-341
5. Peter Mombaerts, Genes and ligands for odorant, vomeronasal and taste receptors, Nature Review Neuroscience, Volume 5, April 2004, 263-278
| Create Date : 10 กรกฎาคม 2550 | | |
| Last Update : 10 กรกฎาคม 2550 19:48:54 น. |
| Counter : 2017 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
ผลของการออกกำลังกายต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส
ผลของการออกกำลังกายต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส
Effect of exercise on adult neurogenesis in Hippocampus
ภก.วีระพงษ์ ประสงค์จีน
บทนำ
ในสมัยก่อนบทเรียนวิชาชีววิทยาเขียนไว้ว่าสมองจะหยุดการเจริญเติบโตเมื่อคนเราโตขึ้น เซลล์ประสาทจะไม่มีการสร้างขึ้นมาทดแทน และช่วงชีวิตตอนเด็กทารกจึงเป็นช่วงเวลาที่เราต้องบำรุงและส่งเสริมการพัฒนาสมองให้มากที่สุด อย่างไรก็ตามปัจจุบันนี้วิทยาศาสตร์ให้คำตอบที่แน่ชัดแล้วว่าโครงสร้างและการทำงานของสมองคนเราไม่ได้คงที่หากแต่มีความสามารถในการปรับเปลี่ยนตลอดเวลาตามการเรียนรู้และพฤติกรรมที่เราสร้างขึ้นจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อมที่เราเรียกว่า ความยืดหยุ่นของสมอง (brain plasticity) เซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) ซึ่งถูกค้นพบได้ไม่นานนักมีบทบาทเป็นผู้ผลิตเซลล์ในระบบประสาท (neural cells) คือ เซลล์ประสาท (neurones) และเซลล์เกลีย (glial cells) เซลล์ประสาทใหม่ที่เกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดจะต้องเคลื่อนตัวไปยังตำแหน่งสมองที่จำเพาะและเจริญพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทที่สามารถทำงานเชื่อมต่อกับกลุ่มเซลล์ประสาทที่มีอยู่เดิม ในที่นี้เรียกว่าการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาท (neurogenesis) ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวนี้ทำให้เซลล์ประสาทหลายพันเซลล์เกิดขึ้นใหม่ในบริเวณสมองบางส่วนเป็นประจำทุกวัน มีปัจจัยหลายอย่างที่มีผลต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ เช่น การออกกำลังกาย การเรียนรู้ที่อาศัยสมองส่วนฮิปโปแคมปัส การจำกัดอาหาร เป็นต้น นอกจากนี้ยังพบว่าความเครียด อาการซึมเศร้า พยาธิสภาพในสมอง และอายุที่เพิ่มขึ้น มีตัวการสำคัญที่ยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาทใหม่
ในบทความนี้ขอเน้นผลของการออกกำลังกายต่อการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส ซึ่งอาจเป็นแนวทางป้องกันกลุ่มโรคสมองเสื่อมจากการตายของเซลล์ประสาท และถึงแม้ว่าคนเราจะแก่เฒ่าก็จะช่วยเพิ่มจำนวนเซลล์ประสาทเพื่อเพิ่มการเรียนรู้ นอกจากนี้ยังเป็นผลดีต่อระบบต่างๆของร่างกายโดยรวม และที่สำคัญคือการอกกำลังกายเป็นวิธีที่ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายแต่อย่างใด
เซลล์ต้นกำเนิดประสาท
เซลล์ต้นกำเนิด (stem cells) เป็นเซลล์ที่ยังไม่ได้พัฒนาไปทำหน้าที่จำเพาะและมีความสามารถในการแบ่งตัวให้เกิดเซลล์ที่มีหน้าที่เฉพาะอย่างได้ เซลล์ต้นกำเนิดพบได้ในหลายระยะของชีวิตคนเรา เซลล์ต้นกำเนิดที่เกิดตั้งแต่เรายังเป็นตัวอ่อนเรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน (embryonic stem cells) กล่าวคือ หลังจากอสุจิของพ่อผสมกับไข่ของแม่ เกิดการปฏิสนธิก็จะได้เป็นไซโกต หลักจากนั้นประมาณวันที่ 3-5 ก็จะได้ตัวอ่อนในระยะบลาสโตซิสต์ ซึ่งภายในก้อนกลมที่มีลักษณะกลวงนี้ก็จะมีกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า inner cell mass กลุ่มเซลล์นี้เองที่นักวิทยาศาสตร์นำมาเพาะเลี้ยงและเหนี่ยวนำให้เกิดเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อต่างๆ ทั่วร่างกายซึ่งเรียกคุณสมบัตินี้ว่า pluripotency
นอกจากเซลล์ต้นกำเนิดจะพบได้ตอนที่เราเป็นตัวอ่อนแล้วเมื่อเราโตขึ้นก็ยังพบได้ในหลายอวัยวะซึ่งมีบทบาทแตกต่างกันไป เช่น เซลล์ต้นกำเนิดในระบบเลือด เซลล์ต้นกำเนิดที่ผิวหนัง เซลล์ต้นกำเนิดที่ทางเดินอาหาร และเซลล์ต้นกำเนิดประสาท เป็นต้น เซลล์ต้นกำเนิดประเภทหลังได้รับความสนใจมากเป็นพิเศษเนื่องจากเป็นการค้นพบที่หักล้างความเชื่อเดิมๆ ที่กล่าวว่าโครงสร้างและการทำงานของสมองจะคงเดิม ไม่มีการเปลี่ยนแปลง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ามีเซลล์ต้นกำเนิดประสาทอย่างน้อยสองกลุ่มที่มีบทบาทสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมอง ซึ่งบริเวณที่พบเซลล์ต้นกำเนิดประสาทนี้ คือ
1. บริเวณส่วนเดนเตตไจรัส (Dentate gyrus) ของสมองส่วนฮิปโปแคมปัส (Hippocampus) ที่เป็นศูนย์กลางการเรียนรู้และจดจำของสมองมนุษย์รวมทั้งสัตว์ชนิดอื่นๆ
2. บริเวณ subventricular zone ของโพรงสมองส่วน anterior lateral ventricles ที่ให้กำเนิดเซลล์ประสาทของออลแฟกตอรีบัลบ์ (olfactory bulb) ที่มีบทบาทหลัก คือ ระบบประสาทสัมผัสกลิ่น
ปัจจุบันนี้เป็นที่แน่ชัดแล้วว่าโครงสร้างของสมองเปลี่ยนแปลงได้ เซลล์ประสาทก็ปรับเปลี่ยนโครงสร้างและหน้าที่ให้สัมพันธ์กับการเรียนรู้ตามกฏที่เรียกว่า Hebbs rule โดยสร้างเดนไดรติกสไปน์ (dendritic spine) มากขึ้นทำให้ไซแนปส์แข็งแรงยิ่งขึ้น เกิดวงจรประสาทที่ขยายกว้างและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ดังนั้นการศึกษาผลของปัจจัยต่างๆ ที่มีต่อเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจึงมีประโยชน์เพื่อเป็นแนวทางการปฏิบัติตัวแบบที่ค่อนข้างปลอดภัย (non-invasive) เมื่อเทียบกับการที่ต้องฉีดเซลล์ต้นกำเนิดเข้าไปในสมอง หรือ การกินยาเพื่อกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดแบ่งตัวให้เซลล์ประสาท เป็นต้น
สมองส่วนฮิปโปแคมปัส
การเรียนรู้และการจำเป็นหน้าที่หลักที่สำคัญของสมองส่วนฮิปโปแคมปัสซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีรูปร่างคล้ายม้าน้ำ โดยความจำที่ดังกล่าวนี้เป็นความจำประเภทที่สามารถใช้สติในการรับรู้ได้ (declarative memory) ซึ่งเป็นชนิดแยกย่อยอีกคือความจำที่เรียกว่า episodic memory ซึ่งได้แก่เหตุการณ์ในชีวิตที่เกิดในช่วงเวลาต่างๆ เช่น ภาพความทรงจำในงานเลี้ยง ชีวิตสมัยเป็นนักเรียน การเดินทางจากบ้านมาทำงาน เป็นต้น ความจำอีกประเภท คือ semantic memory เป็นความรู้ในเรื่องทั่วไป เช่น วิชาการต่างๆ การจำชื่อคน การรู้ความเป็นไปของข่าวสารโลกภายนอก เป็นต้น
สำหรับความจำที่เกี่ยวกับทักษะการเดิน การวิ่ง การเล่นกีฬา การเอื้อมมือ ซึ่งพฤติกรรมเหล่านี้เกิดขึ้นโดยที่เราแทบไม่ต้องใส่ใจในแต่ละขั้นตอนของร่างกายที่เคลื่อนไหว กล่าวคือเป็นความจำที่เรียกว่า non-declarative memory นั้นเกิดจากการทำหน้าที่ของสมองส่วนอื่น เช่น striatum และ cerebellum
การกระตุ้นวิถีประสาทแบบกระตุ้น (excitatory pathways) ในบริเวณ CA1 ของสมองส่วนฮิปโปแคมปัสด้วยตัวกระตุ้นไฟฟ้าความถี่สูงๆ เกิดปรากฏการณที่เรียกว่า Long-term potentiation (LPT) ทำให้ไซแนปส์แข็งแรงขึ้น มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ซึ่งทำให้ศักยภาพในการเรียนรู้สูงขึ้น สารสื่อประสาทหลักที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ในระดับโมเลกุล คือ กลูตาเมท (glutamate) ซึ่งในกระบวนการ LTP พบว่าตัวรับกลูตาเมท (glutamate receptors) ชนิด NMDA และ AMPA ที่เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณไปยังสารชีวภาพอื่นๆ เพื่อปรับเปลี่ยนโครงสร้างไซแนปส์ เช่น ทำให้เกิดสร้างเดนไดรติกสไปน์มากขึ้น ออกฤทธิ์ต่อ transcription factors ให้กระตุ้นการสร้างโปรตีนที่จำเป็นต่อการสร้างไซแนปส์เพิ่มขึ้น เป็นต้น
หลักฐานงานวิจัย
งานวิจัยล่าสุดตีพิมพิ์เมื่อปลายเดือนมีนาคมนี้แสดงหลักฐานว่าการออกกำลังกายทำให้เกิดการสร้างเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นและมีความสัมพันธ์กับการสร้างเส้นเลือดไปเลี้ยงเพิ่มขึ้นที่บริเวณเดนเตทไจรัส (dentate gyrus) ของสมองส่วนฮิปโปแคมปัส โดยคณะวิจัยได้ศึกษาในหนูถีบจักรและมนุษย์ สำหรับในหนูได้ทดสอบวัดปริมาตรเลือดที่เรียกว่า cerebral blood volume (CBV) ซึ่งไปเลี้ยงสมองบริเวณต่างๆ โดยใช้เครื่องสแกนสมองด้วยเทคนิค magnetic resonance imaging (MRI) คณะวิจัยพบว่าการออกกำลังกายมีผลจำเพาะในการเพิ่มปริมาณเลือดไปเลี้ยงเนื้อสมองบริเวณเดนเตทไจรัสของหนูถีบจักร นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับระบบหัวใจและปอด รวมทั้งการทำงานของสมองด้านปริชาน (cognitive function) และเมื่อทำให้หนูถีบจักรตายแล้วนำมาผ่าตัดก็พบว่ามีการสร้างเซลล์ประสาทเพิ่มมากขึ้นซึ่งสอดคล้องกับผลจากภาพถ่าย MRI เมื่อใช้เครื่องสแกนสมอง MRI ในอาสาสมัครก็พบผลเช่นเดียวกับในหนูถีบจักร
คณะวิจัยจึงสรุบว่าการจับภาพของ cerebral blood volume ในเนื้อสมองส่วนเดนเตทไจรัสสัมพันธ์กับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่การออกกำลังกายเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้น และการออกกำลังกายมีผลเจาะจงต่อเฉพาะบริเวณเดนเตทไจรัสสมองส่วนฮิปโปแคมปัส ซึ่งสมองส่วนเดนเตทไจรัสนี้มีความสำคัญต่อการเรียนรู้และความจำของคนเราและที่สำคัญคือ เป็นบริเวณที่อยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) ที่แบ่งตัวและพัฒนาไปเป็นเซลล์ในระบบประสาทอยู่ทุกวัน
โดยในภาวะปกติพบว่าในเนื้อสมองบริเวณเดนเตทไจรัสของสัตว์ทดลองมีเซลล์เกิดขึ้นใหม่ประมาณ 9,000 เซลล์ต่อวันหรือคิดเป็น 270,000 เซลล์ต่อเดือน นั่นหมายถึงว่า ถ้าสัตว์ออกกำลังกายก็จะมีปริมาณการสร้างเซลล์ประสาทสูงกว่าเดิมเป็นอย่างมาก
มีผู้ศึกษาในหนูขาว (rat) ที่ออกกำลังกายพบว่ามีการสร้างเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเซลล์ประสาทมีเดนไดรต์ที่ยาวขึ้น มีความซับซ้อนของโครงสร้างมากยิ่งขึ้น ซึ่งปัจจุบันเราทราบว่าบนเดนไดรต์มีโครงสร้างที่เป็นปุ่มคล้ายเห็ดบ้างคล้ายหนามบ้างที่เรียกว่าเดนไดรติกสไปน์ (dendritic spine) ซึ่งเป็นที่เกิดไซแนปส์กับแอกซอนของเซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้กันเพื่อสื่อสารระหว่างกัน หากมีการเรียนรู้เพิ่มมากขึ้นก็จะเกิดเดนไดรติกสไปน์มากขึ้นเกิดจุดเชื่อมต่อวงจรประสาทมากขึ้นก็จะทำให้ไซแนปส์แข็งแรงขึ้นตามลำดับ โดยมีการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าหากหนูทดลองได้รับการเลี้ยงดูในสภาวะแวดล้อมที่สมบูรณ์เหมาะแก่การเรียนรู้ก็จะทำให้ความหนาแน่นของเดนไดรติกสไปน์เพิ่มขึ้นในบริเวณ CA1 ของสมองส่วนฮิปโปแคมปัส และส่วน dorsolateral stritum แต่ในเด็กที่จัดอยู่ในกลุ่มอาการดาวน์ (Downs syndrome) พบว่าความหนาแน่นของเดนไดรติกสไปน์ของสมองส่วนฮิปโปแคมปัสและในสมองใหญ่ (cerebral cortex) มีปริมาณลดลงเป็นอย่างมาก
จากภาพ จุดสีขาวเล็กๆ คือ เดนไดรติกสไปน์ที่อยู่บนเดนไดรต์
เมื่อคนเราแก่ตัวลงก็จะมีปัญหาด้านความจำ การเรียนรู้ การรู้คิด หรือมีบางท่านเรียกว่า พุทธิปัญญา (cognitive functions) ในสัตว์ทดลองที่อายุไม่มากพบว่าการออกกำลังกายนอกจากจะเพิ่มการสร้างเซลล์ประสาทแล้วยังเพิ่มประสิทธิภาพการเรียนรู้ นักวิทยาศาสตร์จึงทดลองนำหนูถีบจักรที่มีอายุมากมาออกกำลังกายโดยการวิ่งแล้วเปรียบเทียบกับหนูที่อายุมากกลุ่มควบคุมและเทียบกับหนูที่อายุรุ่นหนุ่มสาว พบว่าเมื่อนำหนูอายุมากที่ออกกำลังกายมาทดสอบการเรียนรู้จดจำตำแหน่งที่เรียกว่า Spatial learning โดยใช้โมเดลศึกษา คือ Morris water maze พบว่ามีความจำที่ดีและการเรียนรู้ตำแหน่งได้เร็วกว่าหนูอายุมากที่ไม่ได้ออกกำลังกาย และการออกกำลังกายทำให้หนูอายุมากที่ออกกำลังกายเพิ่มการสร้างเซลล์ประสาทได้เป็นครึ่งหนึ่งของหนูที่ไม่แก่กลุ่มควบคุม นอกจากนี้โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติของเซลล์ประสาทของหนูอายุมากที่ออกกำลังกายก็ไม่ได้แตกต่างจากหนูวัยหนุ่มสาว
มีอีกการศึกษาหนึ่งที่น่าสนใจมากโดยนักวิจัยได้ทดลองให้หนูขาวที่ตั้งท้องว่ายน้ำ แล้ววัดค่าปัจจัยต่างๆ ของลูกหนูขาวซึ่งได้แก่ ความจำระยะสั้น (short-term memory) การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส (hippocampal neurogenesis) และวัดปริมาณสารที่จำเป็นต่อการทำหน้าที่และการอยู่รอดของเซลล์ประสาทที่ชื่อว่า brain-derived neurotrophic factor (BDNF) ในรูปแบบของ mRNA expression โดยหลังจากวันที่ 15 ของการตั้งท้อง แม่หนูต้องว่ายน้ำวันละ 10 นาทีจนกระทั่งถึงวันที่ตกลูก เมื่อลูกหนูมีอายุได้ 21 วันก็นำมาฝึกในโมเดล step-down avoidance test และในวันที่ 28 ก็นำมาทดสอบเพื่อหาประสิทธิภาพของความจำระยะสั้น จากนั้นวันต่อมาเมื่อทำให้หนูตายแล้วก็ผ่าตัดนำสมองลูกหนูมาตรวจวัดการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส และวัดการสร้าง BDNF ที่เพิ่มขึ้น
คณะผู้วิจัยสรุปผลการศึกษาว่าลูกหนูที่เกิดจากแม่หนูที่ว่ายน้ำในช่วงตั้งท้องมีการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสมากกว่า ประสิทธิภาพความจำระยะสั้นดีกว่า และ ปริมาณ BDNF มากกว่าลูกหนูที่เกิดจากแม่หนูที่ไม่ได้ว่ายน้ำในช่วงตั้งท้อง ซึ่งประสิทธิภาพความจำที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการสร้างเซลล์ประสาทที่เพิ่มขึ้น จึงเป็นไปได้ว่าการออกกำลังกายในช่วงตั้งครรภ์อาจเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสมองในลูกได้ ซึ่งคงต้องศึกษาเพิ่มเติมอีกว่าในคนเราต้องการช่วงเวลาการออกกำลังกายมากน้อยเพียงใดเพื่อให้ปลอดภัยทั้งแม่และลูกในครรภ์
บทสรุป
การออกกำลังกายเป็นวิธีสร้างเสริมสุขภาพที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งซึ่งนอกจากไม่ได้มีขั้นตอนที่ยุ่งยากแล้วยังไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายที่มากโดยไม่จำเป็น ปัจจุบันเราคงต้องเน้นการแพทย์เชิงรุกกล่าวคือ สร้างสุขภาวะและป้องกันปัญหาไว้ก่อน โดยเฉพาะในปัจจุบันมีโรคต่างๆ มากมาย และโดยเฉพาะโรคด้านสมองที่พบได้มากในผู้สูงอายุ เช่น โรคอัลไซเมอร์ เป็นต้น การลดปัจจัยเสี่ยงโดยการออกกำลังกายจึงน่าจะเป็นส่วนหนึ่งที่อาจช่วยให้สมองมีการสร้างเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นในระดับที่เหมาะสม เกิดการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทผ่านไซแนปส์ที่แข็งแรงขึ้น และทำงานสอดประสานกันเกิดเป็นวงจรประสาทที่มีประสิทธิภาพ
เอกสารอ้างอิง
1. Ana C. Pereira และคณะ, An in vivo correlate of exercise-induced neurogenesis in the adult dentate gyrus, PNAS, published online Mar 20, 2007
2. V. A. REDILA และ B. R. CHRISTIE, EXERCISE-INDUCED CHANGES IN DENDRITIC STRUCTURE AND COMPLEXITY IN THE ADULT HIPPOCAMPAL DENTATE GYRUS, Neuroscience, 137 (2006) 12991307
3. Munehiro Uda และคณะ, Effects of chronic treadmill running on neurogenesis in the dentate gyrus of the hippocampus of adult rat, B R A I N R E S E A R C H, 1 1 0 4 ( 2 0 0 6 ) 6 4 7 2
4. Henriette van Praag และคณะ, Exercise Enhances Learning and Hippocampal Neurogenesis in Aged Mice, The Journal of Neuroscience, September 21, 2005, 25(38):86808685
5. Golo Kronenberg และคณะ, Physical exercise prevents age-related decline in precursor cell activity in the mouse dentate gyrus, Neurobiology of Aging, 27 (2006) 15051513
ข่าวฝากครับ
งานสัมมนาวิศวกรรมชีวเวชครั้งที่ 4 (4th BME forum seminar) เรื่อง
"Gene-modified bone marrow-derived stem cell as tools to treat inherited and acquired CNS disorder"
โดย
Dr.ChotimaDr.ChotimaBoettcherBoettcher
Researcher at Researcher at CharitCharitéé(Campus (Campus MitteMitte), Germany), Germany
วันอังคารที่ 3 เมษายน 2550 เวลา 14.30-16.00 น.ห้อง 502 อาคาร 80 ปี คณะเภสัชศาสตร์ จุฬาฯ
| Create Date : 30 มีนาคม 2550 | | |
| Last Update : 30 มีนาคม 2550 7:48:19 น. |
| Counter : 3036 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
เซลล์ต้นกำเนิด กับ neurogenesis
เซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ที่สามารถเจริญพัฒนาไปเป็นเซลล์ที่จำเพาะชนิดต่างๆ สมัยก่อนตอนที่ผมเรียน ม.ปลาย เราถูกสอนว่าสมองจะเจริญเติบโตในช่วงที่เป็นเด็กทารกและหลังจากที่คนเราโตขึ้นแล้ว สมองก็จะหยุดพัฒนา เซลล์ประสาทก็จะไม่แบ่งตัวอีกต่อไป
ปัจจุบันนี้เราทราบแน่ชัดแล้วว่าเซลล์ต้นกำเนิดในสมอง (neural stem cell) สามารถแบ่งตัวใหเซลล์ประเภทต่างๆในสมอง เช่น เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เป็นต้น การแบ่งตัวที่ว่านี้เกิดขึ้นทุกวัน บริเวณสมองที่พบว่ามีเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้อยู่ ได้แก่ บริเวณ subventricular zone (SVZ) ของโพรงสมองที่บรรจุน้ำเลี้ยงสมองและไขสันหลัง (CSF) ส่วน anterior lateral ventricles ที่เป็นแหล่งให้กำเนิดเซลล์ประสาทของ Olfactory bulb ที่เกี่ยวข้องกับการรับกลิ่น และบริเวณ Dentate gyrus ของสมองส่วนฮิบโปแคมปัส (Hippocampus) ที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความจำ
มีการทดลองหลายปีมาแล้วได้นำหนูมาเลี้ยงในสิ่งแวดล้อมที่มีของเล่น และบรรยาการเหมาะสมต่อการเรียนรู้ที่เรียกว่า enriched environment และทดลองให้ออกกำลังกาย พบว่าทั้งสองปัจจัยทำให้เซลล์ต้อนกำเนิดในสมองส่วนฮิบโปแคมปัสแบ่งตัวสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้มากกว่ากลุ่มควบคุม การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่ว่านี้เกิดขึ้นทุกวันและมีวามสัมพันธ์กับกิจกรรมดังกล่าว นอกจากนี้ยังพบว่าพันธุกรรม การจำกัดอาหาร การเรียนรู้ที่อาศัยฮิบโปแคมปัสก็มีส่วนกระตุ้นกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทขึ้นใหม่ (neurogenesis) แต่อย่างไรก็ตามมีปัจจัยอื่นที่อาจทำให้เซลล์สมองตายมากขึ้น ก็ได้แก่ อายุมากขึ้น ความเครียด หลอดเลือดสมองตีบหรือแตก (stroke) และลมชัก (epilepsy) เป็นต้น
การศีกษาเซลล์ต้นกำเนิดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน (human embryonic stem cell) จึงมีบทบาทสำคัญ ดังต่อไปนี้
- ศึกษาการเจริญพัฒนาของมนุษย์
ใช้ในการพัฒนาการักษาโดยใช้เซลล์ (transplantation-cell replacement)
- สร้างโมเดลศึกษาการเกิดโรคในมนุษย์
พัฒนายาใหม่ เช่น ค้นหาเป้าหมายการออกฤทธิ์ของยา ศึกษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยา
- ศึกษาการพัฒนาเป็นอวัยวะที่สมบูรณ์
ถึงแม้ตอนนี้กำลังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยในห้องปฏิบัติการทั่วโลก อีกสิบปีร้อยปีข้างหน้าการใช้เซลล์ต้นกำเนิดในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์การแพทย์และในการรักษาทางคลินิกคงเป็นสิ่งที่ผมเชื่อมั่นว่าต้องเกิดขึ้นแน่นอน
วิดีโอที่ผมนำมานี้เป็นการบรรยายโดย Professor Fred Gage ผู้ที่ค้นพบเซลล์ต้นกำเนิดในสมองส่วน Hippocampus และอธิบายการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นตลอดอายุขัยของคนเรา (adult neurogenesis) ในวิดีโอนี้บรรยายถึงบทบาทของเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน เทคโนโลยีการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดแบบใหม่ที่เรียกว่า somatic cell nuclear transfer (จริงๆ เกิดนานแล้วละ) และงานวิจัยของเขาที่เน้นถึงการสร้างเซลล์ประสาทในสมองส่วนฮิบโปแคมปัส
| Create Date : 24 มีนาคม 2550 | | |
| Last Update : 25 มีนาคม 2550 0:51:30 น. |
| Counter : 1841 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 10 คน [
