Funcția neurogenezei, localizarea în creier; cum se mărește neurogeneza
Unde apare neurogeneza?
Deși există dovezi că neuroni noi pot fi adăugați la alte câteva regiuni neuronale în anumite condiții, în creierul adult normal, neurogeneza pare să fie limitată la trei zone, fiecare cu o populație focală de celule progenitoare și un model caracteristic de diferențiere și migrație . de neuroni noi 22) .
Neurogeneza activă a adulților este limitată spațial în condiții normale la două regiuni cerebrale „neurogene” specifice, zona subgranulară (SGZ) din girusul dentat al hipocampului unde sunt generate noi celule granulare dentate și zona subventriculară (SVZ) a ventriculilor laterali unde sunt generați noi neuroni și apoi migrează prin fluxul migrator rostral (RMS) către bulbul olfactiv pentru a deveni interneuroni (Figura 3A) 23) .
Figura 1. Aspectul medial al creierului uman
Notă de subsol: Secțiunea transversală a creierului adult care prezintă regiuni din zona subgranulară (SGZ) și zona subventriculară (SVZ), unde are loc neurogeneza. Schema ilustrează neurogeneza care implică dezvoltarea celulelor stem neuronale (NSC) în neuroni maturi și nișe neurogene ale vaselor de sânge (BV), astrocite și cili, precum și programe de transcriere în SGZ (a) și SVZ (b). Migrația neuronală de la SVZ la bulbul olfactiv (OB) prin fluxul migrator rostral (RMS) este, de asemenea, prezentată în (b)
Figura 3. Regiunile cerebrale ale neurogenezei
Note de subsol:
Modele de celule stem neuronale și relația descendentă în girusul dentat adult și zona subventriculară
(A) O vedere în secțiune sagitală a unui creier de rozătoare adult care evidențiază cele două regiuni restricționate care prezintă neurogeneză activă la adulți: giratul dentat (DG) în formațiunea hipocampală (HP); ventriculul lateral (VS) către fluxul migrator rostral (RMS) către bulbul olfactiv (OB).
(B) O ilustrare schematică a nișei de celule stem neuronale din zona subventriculară (SVZ) și un model al relației potențiale de descendență în condiții bazale (săgeți solide) și leziuni (săgeți albastre). N: neuroni imaturi
(C) O ilustrare schematică a nișei de celule stem neuronale din zona subgranulară (SGZ) din girusul dentat și un model de relație de descendență potențială.
(D) Trei modele de descendenți ai precursorilor neuronali din creierul mamiferului adult. În primul model (stânga), celulele stem neuronale adulte (S1,2,3 ...) generate din celulele stem neuronale primitive (S) sunt intrinsec diverse, prezentând un potențial de dezvoltare foarte diferit în funcție de regiunile lor de distribuție și de originile de dezvoltare. În cel de-al doilea model (mijlociu), celulele stem neuronale adulte (S) sunt relativ omogene și dau naștere la o populație eterogenă de progenitori limitați la descendență (P1,2,3 ...). În cel de-al treilea model (dreapta), în creierul adult sunt prezenți doar progenitori neuronali cu restricție de linie (P1,2,3 ...); auto-reînnoirea și diferențierea multilinie reprezintă o proprietate colectivă a unui amestec de progenitori neuronali diferiți de filiație. N: neuroni; A: oligodendrocite; Ca: astrocite.
1. Neurogeneză în hipocamp
Neurogeneza hipocampului la adulți este un proces care descrie generarea de noi celule funcționale ale granulelor dentate din celulele stem neurale adulte prin amplificarea progenitorilor intermediari și a neuroblastelor, precum și integrarea acestor noi neuroni în circuitele neuronale existente 26). Celulele stem neuronale ale hipocampului adulte (celule asemănătoare gliei radiale, RGL; celule de tip 1) există în zona subgranulară (SGZ) a girusului dentat. Diferite forme de activare a nișei de mediu stimulează celulele radiale în formă de glia în repaus și facilitează proliferarea lor. Celulele radiale active, asemănătoare cu glia, se auto-reînnoiesc și generează, de asemenea, progenitori neuronali intermediari care ulterior se diferențiază în neuroblaste și, în cele din urmă, dau naștere la celule granulare dentate sau, într-o măsură mai mică, la astrocite 27). Aceste procese, inclusiv proliferarea, diferențierea, migrația, extinderea neuritei și integrarea sinaptică, sunt reglementate de o serie de semnale de la nișa de mediu și circuitele neuronale locale, care sunt rezumate în Tabelul 1.
Celulele progenitoare neuronale din hipocampus sunt situate în zona subgranulară (SGZ) la limita dintre stratul celular granular și hilul girusului dentat 28). Unele dintre celulele fiice produse prin divizarea acelor celule precursoare se diferențiază în neuroni și dezvoltă dendrita apicală proeminentă care caracterizează neuronii granulelor dentate pe măsură ce se deplasează în stratul celular granular. Neuronii născuți la adulți proiectează axonii către ținta primară a neuronilor granulați dentati, stratul lucid al zonei CA3, încă din 4 până la 10 zile după mitoza finală 29), sunt integrați în circuitul hipocampic și sunt electrofiziologic comparabili cu cei născuți mai devreme neuroni granulari în câteva săptămâni 30). Dezvoltarea structurală 31) și funcțională 32) a neuronilor granulari născuți la adulți este ușor încetinită, totuși, comparativ cu dezvoltarea celor născuți la vârful de dezvoltare al genezei.
Figura 4. Neurogeneză în girusul dentat al hipocampului
Notă de subsol: Rezumatul a cinci etape de dezvoltare în timpul neurogenezei hipocampice adulte: (1) activarea celulei de tip glia radial în repaus în zona subgranulară (SGZ); (2) proliferarea precursorilor non-radiali și a progenitorilor intermediari; (3) generarea de neuroblasti; (4) integrarea neuronilor imaturi; (5) maturarea celulelor granulare dentate născute la adulți. De asemenea, sunt prezentate expresia markerilor specifici etapelor, procesul secvențial de integrare sinaptică și perioadele critice care reglementează supraviețuirea și plasticitatea.