Нейротрофический фактор головного мозга¶

Нейротрофический фактор головного мозга (НФГМ, англ. brain-derived neurotrophic factor, BDNF) — белок из семейства нейротрофинов, регулирующий рост, выживание и пластичность нейронов центральной и периферической нервной системы. Впервые выделен в 1982 году из мозга свиньи немецко-швейцарским биохимиком Ивом-Аленом Бардом и его коллегами. Кодируется геном BDNF, расположенным у человека на коротком плече 11-й хромосомы (11p14.1).

¶Структура и механизм действия

НФГМ синтезируется как предшественник — препроНФГМ, который последовательно расщепляется до про-НФГМ и зрелого белка из 119 аминокислотных остатков. Зрелая форма образует нековалентный димер, стабилизированный дисульфидными связями. Белок связывается преимущественно с рецептором TrkB (тропомиозин-связанная киназа B) и, с меньшим сродством, с рецептором p75NTR.

Активация TrkB запускает внутриклеточные каскады — MAPK/ERK, PI3K/Akt и PLCγ, — которые обеспечивают выживание нейронов, рост дендритов и аксонов, а также модулируют синаптическую передачу. Про-НФГМ, напротив, через p75NTR может индуцировать апоптоз и подавлять рост нейритов, то есть действует противоположно зрелой форме.

¶Функции

• Поддержка выживания и дифференцировки нейронов в эмбриогенезе и у взрослых организмов.
• Регуляция долговременной потенциации — клеточного механизма обучения и памяти.
• Участие в нейропластичности: изменении числа и силы синапсов под влиянием опыта.
• Модуляция роста и выживания серотонинергических и дофаминергических нейронов.
• Влияние на энергетический обмен и аппетит через гипоталамические цепи.

¶Роль в патологии

Снижение уровня НФГМ в гиппокампе и коре связывают с депрессией, тревожными расстройствами, болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и шизофренией. «Нейротрофическая гипотеза депрессии» предполагает, что хронический стресс уменьшает экспрессию BDNF, а антидепрессанты и физическая активность её повышают. Мутации и полиморфизмы гена BDNF, в частности замена Val66Met, влияют на секрецию белка и ассоциированы с изменениями памяти и предрасположенностью к психическим расстройствам.

¶Факторы, влияющие на уровень

Концентрация НФГМ в крови и мозге меняется под действием:

Физическая активность считается одним из наиболее воспроизводимых стимулов роста уровня BDNF в гиппокампе.

¶Методы исследования

Уровень белка определяют иммуноферментным анализом (ИФА) в сыворотке, плазме и тканях. Экспрессию гена оценивают методами ПЦР и секвенирования РНК. В экспериментах применяют нокаутные и трансгенные животные модели, а также антагонисты TrkB.

¶Терапевтические перспективы

Сам белок плохо проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому прямого применения в клинике не имеет. Исследуются малые молекулы — агонисты TrkB, миметики НФГМ и модуляторы его экспрессии. Одобренных лекарственных средств, непосредственно нацеленных на BDNF, по состоянию на середину 2020-х годов нет.