Tema 2: Fases de la histogènesi

Inducció

Proliferació

Migració i agregació

Diferenciació

Formació de connexions

Mort neuronal programada i refinament de les sinapsis

Mielogènesi

Histogènesi (formació del teixit nerviós). (Possible pregunta d’examen: relació entre

morfogènesi i histogènesi)

Inducció de la placa i el tub neurals

Factors químics segregats pel mesoderm (per exemple, àcid retinòic) fan possible que una part

de l’ectoderm es transformi en la placa neural i posteriorment doni lloc al SN.

Proliferació

Les cèl·lules mare (poden donar lloc a qualsevol cèl·lula) del tub neural proliferen donant lloc a

altres cèl·lules mare i a cèl·lules progenitores (poden donar lloc a molts tipus de cèl·lules). Les

cèl·lules progenitores donen lloc a una enorme quantitat de futures neurones no diferenciades

(neuroblastos) i futures cèl·lules glials (espongioblastos o gliobastos).

Migració

Les futures neurones es desplacen fins a la seva localització definitiva.

A l’escorça cerebral i del cerebel, aquest procés té lloc amb l’ajut de les cèl·lules de glia radial.

Agregació

Les neurones s’agrupen formant nuclis i capes corticals. Importància de les molècules

d’adhesió cel·lular (NCAMs: Neural cell adhesion molecules).

Grup A Grup B

Les neurones del grup A expressen NCAMs diferents a les del grup B i formen grups neuronals

diferents.

Diferenciació

Les neurones adquireixen les seves propietats característiques:

Morfologia

Maquinària bioquímica (neurotransmissors, receptors, canals iònics, etc.)

Característiques electrofisiològiques

* Influència de substàncies químiques alliberades per neurones properes

Formació de connexions sinàptiques

Els axons creixen buscant el lloc on aniran a fer sinapsi. L’extrem de l’axó en creixement (“con

de creixement”) conté estructures especialitzades que “busquen” el camí: lamel.lipodis i

filopodis.

- Factors químics que guien el creixement dels axons:

Senyals no difusibles (es troben a la membrana de determinades cèl·lules)

Molècules d’adhesió cel·lular entre neurones (NCAMs): Faciliten l’agrupació

dels axons

Senyals difusibles (són alliberats per algunes cèl·lules per tal d’atraure o repel·lir els

axons en creixement

Per atracció cap al lloc de destí: Factors quimiotròpics (per ex., netrines)

Senyals inhibidors (semaforines, etc)

Mort neuronal programada

Les neurones per sobreviure necessiten factors tròfics, p.e.

Factor de Creixement Nerviós (NGF)

Cèl·lula diana productora de factor neurotròfic (quantitat

limitada)

Competència pels factors neurotròfics.

Només sobreviuen les neurones que obtenen quantitats suficients de factors neurotròfics.

Tenen més probabilitats d’obtenir una quantitat suficient de factors neurotròfics les neurones

que estableixen sinapsis funcionals

Refinament de sinapsis

- Durant la fase de formació de connexions (sinaptogènesi) es

formen moltes sinapsis de manera relativament

indiscriminada

- A la fase de refinament sinàptic moltes d’aquestes sinapsis

seran eliminades, però també se’n formaran de noves sinapsis

(de l’experiència

- Aquesta reorganització depèn en bona part de l’ús de les sinapsis (de l¡experiència).

La reducció de sinapsis en un lloc determinat es un procés de formació medul·lar molt

important. El refinament de sinapsis es tant prenatal com postnatal i al llarg de tota la vida.

Evolució del número de sinapsis durant els dos primers anys de vida

La sinaptogènesi (formació de connexions sinàptiques) té lloc tant a nivell prenatal com post

natal. Durant els dos primers anys de vida augmenta molt el número de sinapsis, però en anys

posteriors, a conseqüència de la reorganització sinàptica, aquest número es reduirà. El

refinament sinàptic permet assolir un número òptim de sinapsis altament

eficients.

En algunes alteracions es produeixen massa poques sinapsis durant la fase de

formació de connexions, de manera que no hi ha prou “matèria prima”

perquè pugui tenir lloc un bon refinament sinàptic.

Relació entre mort cel·lular programada, formació de connexions i

refinament sinàptic

Si una neurona no forma suficients sinapsis durant la fase de formació de

connexions, o bé les perd durant la fase de refinament sinàptic

No obtindrà suficient quantitat de factors neurotròfics

Tindrà més probabilitats que s’activin els gens que donen lloc a

l’apoptosi (té lloc abans del naixement i uns dies després, el refinament té lloc al llarg

de tota la vida).

Per tant, les probabilitats que una neurona sobrevisqui depenen en gran mesura de la

quantitat final de sinapsis funcionals que estableixi la neurona.

La última fase de la histogènesi és la mielogènesi (formació de mielina)

- Des del 5è-6è mes prenatal fins la tercera dècada de vida.

- Les últimes àrees que completen la mielinització són les regions anteriors de l’encèfal,

especialment el lòbul prefrontal i àrees subcorticals relacionades.

El procés de mielinització és principalment neonatal però també és important en l’etapa de

l’adolescència. De totes formes continua fins l’edat adulta.

Tema B3: Maduració del SN al llarg de la vida

Experiment de Roger Sperry

Objectiu: determinar si la formació de

connexions sinàptiques està

predeterminada genèticament.

Va seccionar els axons pertanyents a l’ull i

va girar l’ull. Va esperar a que es formessin

unions sinàptiques de nou, i va observar que

quan tornaven a poder veure ho feien de

manera inversa.

Amb aquest experiment va elaborar la teoria de la quimioafinitat: L’establiment de connexions

sinàptiques està predeterminat genèticament per l’existència de substàncies químiques que

guien el creixement de l’axó cap a una neurona diana específica. (Invariància).

- Els axons van regenerar cap a les dianes inicials independentment de l’entorn i la

funcionalitat.

- El destí dels axons té un important component genètic.