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Monografía de la Neurogénesis...

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UNIVERSIDAD DE SONORA DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS

NEUROGÉNESIS

GRUPO: 13

Hermosillo, Sonora al 28 de noviembre 2019

ÍNDICE INTRODUCCIÓN...........................................................................................................3 CAPÍTULO I..................................................................................................................4 1

SISTEMA NERVIOSO.....................................................................................................4 1.

Sistema nervioso.................................................................................................4

1.1 Neuronas y su composición..................................................................................5 1.2 Clasificación de las neuronas................................................................................5 1.3 Problemas neuronales..........................................................................................7 1.4 Celulas madre......................................................................................................8 CAPÍTULO II.................................................................................................................9 2.1 Definición y características....................................................................................9 2.2 Células madre o troncales.....................................................................................9 2.3 Células progenitoras neuronales..........................................................................11 CAPÍTULO III..............................................................................................................12 3.1 Factores internos..............................................................................................12 3.2 Factores externos..............................................................................................14 3.3 ¿Cómo potenciar la neurogénesis?......................................................................15 CAPÍTULO IV..............................................................................................................18 4.1 La plasticidad sináptica......................................................................................18 4.2 Plasticidad funcional compensatoria....................................................................18 4.3 Funcionamiento y comportamiento: el aprendizaje, la experiencia y el entorno......19 4.4 Comprendiendo las condiciones que inducen la plasticidad...................................20 CONCLUSIÓN..............................................................................................................22 BIBLIOGRAFIAS..........................................................................................................23

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INTRODUCCIÓN La neurogenesis es un tema muy actual del cual no se sabía mucho, sin embargo consideramos que es importante saber que significa este término. Década tras década la sociedad ha tenido la idea de que las neuronas se mueren y no hay remedio; pero gracias a nuestra investigación descubrimos que no es así y que este proceso de la regeneración de las neuronas es posible. La finalidad de este proyecto es informar y ampliar el conocimiento a la población sobre las cosas increíbles que puede hacer nuestro cuerpo; así como, las condiciones para que suceda sin descuidar que existen riesgos si el proceso no es ayudado por una buena implementación de los factores para favorecer el proceso. La información que se utilizó para este proyecto es extraída de libros especiales. Ha sido difícil encontrar herramientas para apoyar nuestra investigación; porque como ya se mencionó anteriormente es un tema muy novedoso pero del cual se pueden realizar muchos estudios. Esta investigación la hemos dividido en cuatro capítulos. En el primer capítulo podrás encontrar información básica sobre el sistema nervioso para facilitar así la comprensión de los siguientes temas presentes. En nuestro segundo capítulo se entra de lleno al tema principal, el cual es la neurogenesis; allí se explica la definición y sus principales características. En nuestro tercer capítulo decidimos hablar sobre la regulación de la Neurogenesis, así como los factores internos y externos que pueden estar implicados para su desarrollo. Finalmente en el capítulo 4 podemos encontrar información sobre la plasticidad y el desarrollo del aprendizaje cognitivo y espacial. Este proceso está muy relacionado con la neurogenesis y facilitan la comprensión de los temas antes mostrados. Como autoras de esta recopilación nos gustaría recomendar a nuestro lector investigar un poco más sobre las células troncales, ya que es un tema muy amplio e interesante. La ciencia permanece en una transformación totalmente continua y no dudamos que algunos años este tema se pueda encontrar en cualquier lugar y las fuentes de información sean mejores. 3

CAPÍTULO I SISTEMA NERVIOSO

1. Sistema nervioso “El sistema nervioso es el encargado de dirigir, supervisar y controlar todas las funciones y actividades de nuestros órganos y organismo en general. Gran parte de los seres vivos, así como los seres humanos, poseen sistemas nerviosos. Sin embargo, hay organismos que no lo poseen, como por ejemplo los protozoos y los poríferos.” (1, PÁG. 246)

1.1. Partes de sistema nervioso. 1.1.1.

Sistema nervioso central

El sistema nervioso central (SNC) está compuesto del encéfalo y la médula espinal. El encéfalo, a su vez se compone de: El cerebro: órgano que controla las acciones voluntarias. Se relaciona con el aprendizaje, la memoria y las emociones. El cerebelo:

coordina

los

movimientos,

reflejos y equilibrio del cuerpo. El bulbo raquídeo: dirige las actividades de los órganos internos como, por ejemplo, la respiración, los latidos del corazón y la temperatura corporal. La médula espinal se conecta al encéfalo y se extiende a lo largo del cuerpo por el interior de la columna vertebral. 1.1.2.

Sistema nervioso periférico

El sistema nervioso periférico (SNP) engloba todos los nervios que salen del sistema nervioso central hacia todo el cuerpo, al igual que los nervios craneales y raquídeos. Aunque los nervios están rodeados por vainas

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fibrosas que se dirigen hacia las diferentes partes del cuerpo, se encuentran desprotegidos y se dañan con frecuencia por traumatismos. 1.1.3.

Sistema nervioso autónomo

El sistema nervioso autónomo es la parte del sistema nervioso central implicado en la producción de impulsos eléctricos en las estructuras involuntarias, como el corazón, músculo liso y glándulas del cuerpo. Este se divide para los sistemas nervioso central y periférico, por lo tanto podemos encontrar el: Sistema nervioso somático (SNS): comprende tres tipos de nervios que son los nervios sensitivos, los nervios motores y los nervios mixtos. Sistema nervioso vegetativo o autónomo (SNA): incluye el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático.

1.2 Neuronas y su composición 1.2.1 Definición de neurona El autor define a las neuronas como “células especializadas para la recepción de estímulos y la conducción del impulso nervioso. tamaño y forma pueden variar”

(2.

Su

Pág.

34)

dependiendo de la persona, pero todas ellas contienen un cuerpo celular y, a partir de su superficie,

se

proyectan

una

o

más

Las neuritas son las responsables de recibir la información y conducir hacia el cuerpo celular.

Clasificación de las neuronas

 Clasificación según su morfología Hay cuatro tipos principales de neuronas en función de su forma: unipolares, bipolares, pseudounipolares y multipolares. 5



Unipolares

Las neuronas unipolares son las más comunes en los invertebrados. Estas neuronas se caracterizan por una proyección primaria que sirve como el axón y las dendritas. 

Bipolares

Cada una con un axón que transmite señales desde el cuerpo celular que va al cerebro y la médula espinal, y con dendritas que envían señales desde los órganos del cuerpo al cuerpo celular. Estas neuronas bipolares se encuentran generalmente en los órganos sensoriales, como los ojos, la nariz y las orejas. 

Pseudounipolares

Las neuronas pseudounipolares se parecen a las neuronas unipolares porque cada una de ellas tiene un axón, pero no dendritas verdaderas. Sin embargo, las neuronas pseudounipolares son en realidad variantes de las neuronas bipolares. 

Multipolares

Las neuronas multipolares son las neuronas dominantes en los vertebrados en cuanto a número. Cada uno de ellos tiene un cuerpo celular, un axón largo y dendritas cortas.

 “Según la longitud del axón, las podemos dividir en multipolares, tipo Golgi I y tipo Golgi II.  Tipo Golgi I: son neuronas multipolares de axón largo.  Tipo Golgi II: son neuronas multipolares de axón corto y, por tanto, establecen contactos con neuronas cercanas.” (3, PÁG.1)  Según su función Las neuronas también se pueden clasificar en función de su función específica. Podemos distinguir entre neuronas sensoriales, motoras e interneuronas. 

Neuronas sensoriales

Las neuronas sensoriales son las que recogen la información de los diferentes órganos sensoriales, como los ojos, la nariz, los oídos, la lengua y la piel.



Neuronas motoras 6

Las neuronas motoras transmiten señales desde el cerebro a la médula espinal a los músculos para iniciar la acción o respuesta a los estímulos. 

Interneuronas

Es el tipo de neuronas más abundante; son todas las otras neuronas que no son ni sensoriales ni motoras. Las interneuronas conectan una neurona con otra: los axones largos de los interconectores de proyección conectan regiones distantes del cerebro; los axones más cortos de las interneuronas locales forman circuitos más pequeños entre las células vecinas.

1.3 Problemas neuronales “Cuando algo funciona mal en una parte del sistema nervioso, es posible que tenga dificultad para moverse, hablar, tragar, respirar o aprender. También puede haber problemas con la memoria, los sentidos o el estado de ánimo.” (4, PÁG.202)

Existen más de 600 enfermedades neurológicas. Los tipos más reconocidos incluyen:  Enfermedades causadas por genes defectuosos, tales como la enfermedad de Huntington y la distrofia muscular 

Problemas con el desarrollo del sistema nervioso, tales como la espina bífida



Enfermedades degenerativas, en las cuales las células nerviosas están dañadas o mueren, tales como las enfermedades de Parkinson y el mal de Alzheimer



Enfermedades de los vasos sanguíneos que abastecen el cerebro, tales como los derrames cerebrales



Lesiones en la médula espinal y el cerebro



Trastornos convulsivos, tales como la epilepsia



Cáncer, tales como los tumores cerebrales



Infecciones como la meningitis

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1.4 Células madre Como su propio nombre indica, son células que pueden dar lugar a otras células. Las células madre son células inmaduras o indiferenciadas que se caracterizan fundamentalmente por su capacidad o potencialidad para diferenciarse de otros tipos de células También pueden autor renovarse, es decir, dividirse y hacer copias de sí mismas. Finalmente, pueden colonizar, integrarse y originar nuevos tejidos. Todas las células madre no son iguales. Según la investigación del autor esta “se diferencia por el origen de su obtención, pero sobre todo por su capacidad de diferenciarse en otras. Así, se clasifican de mayor a menor capacidad en totipotenciales, pluripotenciales, multipotenciales y unipotenciales.” (3. Pág. 1)

CAPÍTULO II NEUROGENESIS 2.1 Definición y características El concepto de neurogénesis puede explicarse en pocas palabras: el nacimiento de células nuevas. “Este fenómeno representa un aspecto clave en la plasticidad

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neuronal y en procesos tan importantes como el aprendizaje y la memoria.”

(5, PÁG.

546)

Este fenómeno tiene lugar en la zona subventricular, pero sobre todo en la zona subgranular del giro dentado del hipocampo Esta estructura está situada en el lóbulo temporal y forma parte del sistema límbico. Entre las principales funciones del hipocampo encontramos aquellas relacionadas con la memoria, el aprendizaje, la orientación espacial y la regulación emocional. Las nuevas células pueden clasificarse en dos grupos. Por un lado, encontramos las células madre o troncales con capacidad de dividirse indefinidamente y que se diferencian en distintos tipos de células especializadas. Por otro lado, encontramos las células progenitoras neuronales, cuya capacidad de expansión y autorrenovación es más limitada que las primeras.

2.2 Células madre o troncales Células madre de individuos adultos. Este tipo de células madre pertenecen a individuos ya adultos. Se encuentran en dos áreas del cerebro y pueden dividirse para formas nuevas neuronas y células gliales a lo largo de la vida. Estas células madre adultas no son capaces de diferenciarse en neuronas al ser trasplantadas a otros lugares. Pero, sí pueden transformarse en glias, y se encuentran en un estado inmaduro. Por tanto, esa célula madre se transforme en una nueva neurona especializada, se desarrollará como una glia o morirá. A menos que el cerebro huésped no emita las señales bioquímicas. 2.2.1 Células madre de embriones humanos. Son células separadas durante el desarrollo embrionario cuando apenas se consta de 100 células. La ventaja de estas células frente a la de individuos adultos es que pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula. En investigaciones llevadas a cabo con animales, las células se marcan genéticamente. Después, se multiplican 9

para posteriormente trasplantadas. Estas células sobreviven y se diferenciarse en neuronas adultas al llegar al hipocampo o a los bulbos olfatorios. “Diversas investigaciones han permitido determinar la presencia y el fenotipo de las células troncales en la ZSV del cerebro adulto de roedores. Estudios cuantitativos indican que la tasa de neurogénesis en la ZSV del cerebro adulto de rata es de aproximadamente 80.000 nuevas neuronas granular espor bulbo olfatorio, lo que representa el 1% de la población de células granulares olfatorias por día” (6, PÁG. 5). A partir de los estudios realizados se ha determinado que en la ZSV existen al menos cuatro tipos diferentes de células de acuerdo con su morfología,

ultra estructura,

propiedades

electrofisiológicas y marcadores

específicos que permiten su identificación. Estos tipos celulares son: 

Células ependimales ciliadas,

Células

astrocíticas

de

o células tipo E, ubicadas

proliferación lenta, o células

hacia el lumen del ventrículo y

tipo B.

que participan en la circulación







Células

transitorias

del líquido cefalorraquídeo.

amplificadoras, o células tipo

Neuroblastos proliferativos, o

C, con proliferación activa y

células tipo A, que presentan

que

migración en cadena hacia el

espaciados entre las cadenas

bulbo olfatorio.

constituidas por las células tipo

forman

cúmulos

A en toda la ZSV.

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2.3 Células progenitoras neuronales De acuerdo al autor usaremos la palabra precursores neurales, haciendo referencia a este término de manera equivalente con el de Progenitores; son células neurales con capacidad más limitada de autorrenovación y expansión, y con potencialidad para diferenciarse a pocos tipos neurales, a veces unipotentes. Serían Progenitores neuronales y progenitores gliales las células comprometidas a diferenciarse sólo a neuronas o a glía, respectivamente. Los progenitores neuronales determinados a un tipo de neurona concreto, serían la herramienta de sustitución ideal para tratar el SNC lesionado.

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CAPÍTULO III REGULACIÓN DE LA NEUROGENESIS EN EL CEREBRO ADULTO La neurogénesis en el cerebro adulto está regulada de manera positiva o negativa por diversos mecanismos. Además, existen factores internos y externos que participan en dicha regulación. Entre los factores internos se encuentra la expresión

de

genes,

moléculas,

factores

de

crecimiento,

hormonas

y

neurotransmisores; la edad es otro factor interno involucrado en la neurogénesis. Entre los factores externos pueden mencionarse los estímulos ambientales y los farmacológicos.

3.1 Factores internos 

Genéticos y moleculares

Entre los factores genéticos que inducen neurogénesis y morfogénesis embrionaria puede mencionarse la expresión de genes. Estos genes participan también regulando la proliferación y la diferenciación celular en zonas neurogénicas del cerebro adulto.



Factores de crecimiento

“La expresión de diversos factores de crecimiento, como el Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (BDNF) implicados en la regulación del destino celular, pueden determinar el tamaño de la población neuronal o glial, tanto en cerebros en desarrollo como en el cerebro adulto”. (3, PÁG. 546) Estos

factores

se

sobreexpresan

en

distintos

modelos

neurodegenerativos como en la enfermedad de Alzhéimer o la enfermedad de Parkinson, en donde participan como factores protectores del daño neuronal o como factores inductores durante la generación y diferenciación de nuevas células que reemplacen a las células lesionadas.

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

Neurotransmisores

Actualmente se sabe que diversos neurotransmisores participan como factores que regulan la neurogénesis en el cerebro adulto. Entre los más estudiados se hallan el glutamato, la serotonina, la noradrenalina y la dopamina. El glutamato se considera el neurotransmisor más importante para la función del encéfalo. Se sabe que regula la neurogénesis en el hipocampo de animales adultos. “La participación de la 5-HT en la neurogénesis se ha demostrado en varios estudios, de modo que la inhibición de su síntesis ha permitido ver una disminución en la tasa de proliferación tanto en el hipocampo como en la zona subventricular (ZSV) de ratas.” (3, PÁG. 547) Por último, la dopamina es otro neurotransmisor importante implicado en la regulación de la neurogénesis tanto en la zona subventricular como en el hipocampo del cerebro adulto. Se ha demostrado experimentalmente que la disminución de dopamina disminuye la generación de nuevas neuronas, tanto en la zona subventricular como en el giro dentado del hipocampo.



Hormonas

Algunos estudios indican que los esteroides ováricos, así como los estrógenos endógenos, tienen un efecto estimulante en la proliferación celular. Sin embargo,

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los esteroides adrenales como los corticoides reprimen la proliferación celular en zonas como el giro dentado del hipocampo. “Un estudio en ratas demuestra que la tasa de neurogénesis se incrementa un 65% durante el embarazo y alcanza su pico máximo justo antes del parto, el cual coincide con los niveles de prolactina.” (1, PÁG. 96)



Edad

Se sabe que...