Nghiên cứu đã xác định một cơ chế qua đó các yếu tố tăng trưởng giống như insulin tạo điều kiện cho sự mềm dẻo của não. Họ nội tiết tố insulin, bao gồm insulin, yếu tố tăng trưởng giống insulin 1 (IGF1) và yếu tố tăng trưởng giống insulin 2 (IGF2), đóng một vai trò quan trọng không chỉ trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu, chuyển hóa và tăng trưởng, mà còn trong sự phát triển và chức năng não khỏe mạnh, bao gồm học tập và trí nhớ.
Nghiên cứu từ Viện Khoa học thần kinh Max Planck Florida đã xác định một cơ chế mà qua đó các yếu tố tăng trưởng giống như insulin tạo điều kiện cho tính linh hoạt của não.
Họ nội tiết tố insulin, bao gồm insulin, yếu tố tăng trưởng giống insulin 1 (IGF1) và yếu tố tăng trưởng giống insulin 2 (IGF2), đóng một vai trò quan trọng không chỉ trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu, chuyển hóa và tăng trưởng, mà còn trong sự phát triển và chức năng não khỏe mạnh, bao gồm học tập và trí nhớ. Những kích thích tố này có thể đi vào não thông qua dòng máu từ gan hoặc có thể được tổng hợp trực tiếp trong tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm trong não. Chúng liên kết với các thụ thể, bao gồm cả IGF1-Receptor, kích hoạt các tín hiệu điều chỉnh sự phát triển và hoạt động của tế bào thần kinh. Sự gián đoạn của con đường truyền tín hiệu này có liên quan đến sự suy giảm nhận thức và các bệnh như Alzheimer.
Để hiểu cách IGF1 và IGF2 thúc đẩy sức khỏe não bộ, các nhà khoa học đã điều tra quá trình kích hoạt đường truyền tín hiệu này ở vùng hải mã, một vùng não quan trọng đối với việc học và trí nhớ. Cụ thể, họ muốn khám phá liệu tín hiệu IGF có hoạt động trong quá trình dẻo của khớp thần kinh hay không, quá trình tế bào tăng cường kết nối giữa các tế bào thần kinh trong quá trình hình thành trí nhớ và bảo vệ chống lại sự suy giảm nhận thức.
Để làm điều này, các nhà khoa học Max Planck đã phát triển một bộ cảm biến sinh học phát hiện khi nào Thụ thể IGF1 hoạt động, cho phép họ hình dung hoạt động của đường truyền tín hiệu liên quan đến tính dẻo. Khi một khớp thần kinh đang trải qua quá trình dẻo, các nhà khoa học đã quan sát thấy rằng Thụ thể IGF1 được kích hoạt mạnh mẽ trong khớp thần kinh tăng cường và các khớp thần kinh lân cận. Sự kích hoạt thụ thể này rất quan trọng đối với sự tăng trưởng và tăng cường khớp thần kinh trong quá trình dẻo. Tuy nhiên, IGF kích hoạt thụ thể đến từ đâu vẫn chưa được biết.
Tuy nhiên, trưởng nhóm nghiên cứu và là tác giả đầu tiên của ấn phẩm khoa học, Tiến sĩ Xun Tu, đã mô tả cách có thể hình dung quá trình kích hoạt thụ thể trong quá trình dẻo đã cho họ manh mối. Bà giải thích: “Thực tế là việc kích hoạt IGF-Receptor được định vị gần khớp thần kinh trải qua quá trình dẻo cho thấy rằng IGF1 hoặc IGF2 có thể được tạo ra trong các tế bào thần kinh hồi hải mã và được giải phóng cục bộ trong quá trình dẻo”.
Để khám phá giả thuyết này, các nhà khoa học đã kiểm tra xem liệu IGF1 và IGF2 có được sản xuất và có thể được giải phóng từ các tế bào thần kinh hồi hải mã hay không. Thật thú vị, họ đã tìm thấy sự khác biệt cụ thể theo vùng trong quá trình sản xuất IGF1 và IGF2. Một nhóm tế bào thần kinh ở vùng hải mã, tế bào thần kinh CA1, sản xuất IGF1; một nhóm khác, tế bào thần kinh CA3, sản xuất IGF2. Khi tế bào thần kinh CA1 hoặc CA3 được kích hoạt theo cách bắt chước tính dẻo của khớp thần kinh, IGF được giải phóng. Điều quan trọng là, khi các nhà khoa học phá vỡ khả năng tạo ra IGF của tế bào thần kinh, thì việc kích hoạt Thụ thể IGF1 trong quá trình tăng trưởng và tăng cường độ dẻo và khớp thần kinh đã bị chặn.
(adv)
Tác giả cao cấp của ấn phẩm và Giám đốc Khoa học Max Planck, Tiến sĩ Ryohei Yasuda, đã tóm tắt các phát hiện. "Công trình này tiết lộ một cơ chế tự tiết cục bộ trong tế bào thần kinh rất quan trọng đối với tính dẻo của não. Khi một khớp thần kinh trải qua quá trình dẻo, IGF được giải phóng cục bộ để kích hoạt Thụ thể IGF1 trên cùng tế bào thần kinh. Việc phá vỡ cơ chế này sẽ làm suy yếu tính dẻo, làm nổi bật vai trò quan trọng của nó trong việc duy trì sức khỏe nhận thức."
Khám phá về cơ chế mới này đã làm sáng tỏ cách thức ký ức được mã hóa trong não và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu sâu hơn về siêu họ hormone insulin trong não. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc hiểu được cơ chế mà các hormone IGF tạo điều kiện cho tính linh hoạt của não sẽ dẫn đến nghiên cứu xem liệu việc nhắm mục tiêu vào con đường truyền tín hiệu này có thể ngăn ngừa sự suy giảm nhận thức và chống lại các bệnh như Alzheimer hay không.
Nguồn Viện khoa học thần kinh Max Planck Florida
