Molekularnymi podstawami procesów uczenia się i powstawania oraz utrwalania pamięci są tzw. długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (wzmacnianie połączenia pomiędzy neuronami w mózgu - tzw. LTP) oraz długotrwała depresja synaptyczna (LTD).

Neurony, które biorą udział w LTP odpowiadają silniejszą reakcją na taki sam bodziec, te które przechodzą LTD reagują na bodziec słabiej. Zjawiska te nazywane ogólniej plastycznością synaptyczną są skutkiem modyfikacji połączeń pomiędzy neuronami, między innymi zmian w gęstości receptorów neuroprzekaźników i innych ścieżek sygnałowych w komórkach nerwowych.

Wydzielanie tzw. neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (z ang. BDNF) jest jednym z procesów zaangażowanych w przebieg długotrwałej plastyczności synaptycznej. Wpływ BDNF na siłę połączeń synaptycznych zależy od formy tego czynnika - tzw. forma pro-BDNF aktywuje LTD (osłabianie siły połączeń synaptycznych, a dojrzała forma BDNF promuje LTP (czyli wzmacnia siłę połączeń).

Dotychczas przyjmowano, że neurony wydzielają pro-BDNF, który dojrzewa do swojej ostatecznej formy w przestrzeni szczeliny synaptycznej. Niemniej jednak wyniki ostatnich prac sugerują, że neurony wydzielają tylko dojrzały BDNF, a forma pro-BDNF występuje jedynie wewnątrzkomórkowo.

Grupa doktora Bergami badała obydwie formy tego czynnika po zainicjowaniu zjawiska LTP w warunkach laboratoryjnych - w skrawkach kory mózgu szczura. Dzięki użyciu przeciwciał znakowanych fluoresceinami, na zdjęciach mikroskopowych wykazali, że neurony wydzielają obydwie formy BDNF, ale większość pro-BDNF jest od razu wychwytywana przez astrocyty (komórki towarzyszące w mózgu neuronom).

Jeszcze do niedawna uważano, że astrocyty pełnią tylko funkcję podporową i odżywczą w stosunku do neuronów i nie mają znaczenia dla procesów przekazywania sygnałów w układzie nerwowym. Ostatnio dowiedziono, że są jednak zaangażowane w modyfikacje połączeń synaptycznych. A nawet mogą wydzielać neuroprzekaźnik biorący udział w LTP - glutaminian. Dzięki najnowszej pracy Amerykańskich naukowców dowiedzieliśmy się, że astrocyty uczestniczą w procesach poznawczych dzięki wychwytywaniu pro-BDNF, promowaniu LTP a w rezultacie zwiększaniu siły połączeń synaptycznych.

Autorzy badań podkreślają jednak, że pomimo iż większość pro- BDNF jest w astrocytach rozkładana, część jest wydzielania ponownie. A zatem wydaje się, że rola astrocytów polega na kontroli, właściwym "dostrajaniu" siły połączeń synaptycznych. KDO

PAP - Nauka w Polsce

kap