Neurotrofíny (alebo neurotrofické faktory) sú skupinou molekúl, ktoré podporujú prežívanie nervového tkaniva. Neurotrofické faktory sú vylučované bunkami v cieľovom poli neurónu a pôsobia tak, že zabraňujú apoptóze neurónu. Týmto spôsobom nedochádza k odstráneniu cieľových neurónov.
Do rodiny neurotrofínov patria rastové faktory nervový rastový faktor (NGF), neurotrofický faktor odvodený od mozgu (BDNF), neurotrofín 3 (NT-3) a neurotrofín 4 (NT-4). Existujú dve triedy receptorov, p75 a receptory rodiny „Trk“ tyrozínkináz. p75 je neurotrofínový receptor s nízkou afinitou, na ktorý sa viažu všetky neurotrofíny. Rodina Trk zahŕňa TrkA, TrkB a TrkC a viaže sa len so špecifickými neurotrofínmi, ale s oveľa vyššou afinitou. Trk sprostredkúvajú funkčné signály neurotrofínov.
V súčasnosti sa intenzívne skúmajú neurotrofické faktory na použitie v bioumelých nervových kanáloch, pretože sú potrebné in vivo na riadenie rastu a regenerácie axónov. V štúdiách sa neurotrofické faktory zvyčajne používajú v spojení s inými technikami, ako sú biologické a fyzikálne podnety vytvorené pridaním buniek a špecifických topografií. Neurotrofické faktory môžu alebo nemusia byť imobilizované na štruktúru lešenia, hoci sa uprednostňuje imobilizácia, pretože umožňuje vytvárať trvalé, kontrolovateľné gradienty. V niektorých prípadoch, ako sú systémy na dodávanie nervových liečiv, sú voľne imobilizované tak, aby sa mohli selektívne uvoľňovať v určenom čase a v určenom množstve.
Nervový rastový faktor (NGF), prototypický rastový faktor, je proteín vylučovaný cieľovým neurónom. NGF je rozhodujúci pre prežitie a udržanie sympatických a senzorických neurónov. NGF sa uvoľňuje z cieľových buniek, viaže sa na svoj vysoko afinitný receptor (TrkA) a aktivuje ho a internalizuje sa do reagujúceho neurónu. Komplex NGF/TrkA sa následne vracia späť do bunkového tela. Predpokladá sa, že tento pohyb NGF z vrcholu axónu do soma sa podieľa na diaľkovej signalizácii neurónov.
Neurotrofický faktor odvodený od mozgu, BDNF
Neurotrofický faktor odvodený od mozgu (BDNF) je neurotrofický faktor, ktorý sa pôvodne nachádza v mozgu, ale aj na periférii. Konkrétne ide o proteín, ktorý pôsobí na niektoré neuróny centrálneho nervového systému a periférneho nervového systému; pomáha podporovať prežívanie existujúcich neurónov a podporuje rast a diferenciáciu nových neurónov a synapsií prostredníctvom axonálneho a dendritického klíčenia. V mozgu je aktívny v hipokampe, mozgovej kôre, mozočku a bazálnom prednom mozgu – v oblastiach dôležitých pre učenie, pamäť a vyššie myslenie. BDNF bol druhým neurotrofickým faktorom, ktorý bol charakterizovaný, po nervovom rastovom faktore (NGF) a pred neurotrofínom tri (NT-3).
Hoci prevažná väčšina neurónov v mozgu cicavcov vzniká prenatálne, časti dospelého mozgu si zachovávajú schopnosť pestovať nové neuróny z neurálnych kmeňových buniek; tento proces sa nazýva neurogenéza. Neurotrofíny sú chemické látky, ktoré pomáhajú stimulovať a riadiť neurogenézu, pričom BDNF je jedným z najaktívnejších. Myši, ktoré sa narodili bez schopnosti tvoriť BDNF, trpia vývojovými chybami mozgu a zmyslového nervového systému a zvyčajne zomierajú krátko po narodení, čo naznačuje, že BDNF zohráva dôležitú úlohu v normálnom vývoji neurónov.
Napriek svojmu názvu sa BDNF v skutočnosti nachádza v rôznych typoch tkanív a buniek, nielen v mozgu. Expresiu možno pozorovať v sietnici, CNS, motorických neurónoch, obličkách, prostate a postkatiemorálnom okruhu.
Neurotrofín-3 alebo NT-3 je neurotrofický faktor z rodiny neurotrofínov NGF (Nerve Growth Factor). Je to proteínový rastový faktor, ktorý pôsobí na niektoré neuróny periférneho a centrálneho nervového systému; pomáha podporovať prežívanie a diferenciáciu existujúcich neurónov a podporuje rast a diferenciáciu nových neurónov a synapsií. NT-3 bol po nervovom rastovom faktore (NGF) a BDNF (Brain Derived Neurotrohic Factor) tretím neurotrofickým faktorom, ktorý bol charakterizovaný.
Hoci prevažná väčšina neurónov v mozgu cicavcov vzniká prenatálne, časti dospelého mozgu si zachovávajú schopnosť pestovať nové neuróny z neurálnych kmeňových buniek; tento proces sa nazýva neurogenéza. Neurotrofíny sú chemické látky, ktoré pomáhajú stimulovať a riadiť neurogenézu. NT-3 je jedinečný v počte neurónov, ktoré môže potenciálne stimulovať, vzhľadom na jeho schopnosť aktivovať dva receptory neurotrofínovej tyrozínkinázy (TrkC a TrkB – pozri nižšie). U myší narodených bez schopnosti tvoriť NT-3 dochádza k strate proprioceptívnych a podskupín mechanoreceptívnych senzorických neurónov.
NT-4 je podobne ako (BDNF) neurotrofický faktor, ktorý signalizuje prevažne prostredníctvom tyrozínkinázy receptora TrkB.
„Neurotrofínová signalizácia: veľa vzrušujúcich prekvapení!“, Cell Mol Life Sci. 2006 May 15; [Epub ahead of print]
„Dissecting the diverse actions of pro- and mature neurotrophins“, Curr Alzheimer Res. 2006 Feb;3(1):19-24.
„Klinický význam neurotrofínov a ich receptorov“, Clin Sci (Lond). 2006 Feb;110(2):175-91.