Neurogénesis del SN Inicia con el incremento de células nerviosas tanto neuronas como glías Los cambios del neurotubo durante la fase embrionaria requiere de un número creciente de células nerviosas, ya que la 8ª semana de gestación la cabeza constituye el 50% del embrión La mitad de neuronas irá al cerebro y el resto al cerebelo y otras estructuras del SN central y periférico Cuatro mecanismos permiten su modelamiento: Proliferación-migración-diferenciación- muerte celular

Proliferación Las células del SN (neuronas y glías) se forman a partir de células precursoras llamadas neuroblastos, que en un inicio no presentan diferenciación morfológica Se originan en los ventrículos cerebrales y se trasladan a la corteza cerebral entre las 15-25 semanas de gestación y se pueden transformar en neuronas o glías. Pueden crece hasta 500.000 por minuto en las fases más álgidas A partir del nacimiento disminuye su producción Crecimiento inadecuado de neuronas puede desencadenar por ej. Microcefalia o macrocefalia

Dificultades en la proliferación CABEZA

Migración Mediante programación genética se establecen las conexiones adecuadas dentro del cerebro Las glías se encargan de dirigir a los neuroblastos a sus lugares de destino hasta el 6to mes La migración se da en oleadas, formando en un inicio un estrato llamado placa cortical (capa VI)que es más profunda, hasta llegar a la capa I, situada bajo la piamadre Alteraciones de la migración, produce formaciones heterotópicas de neuronas que se sitúan en áreas inadecuadas de la corteza cerebral, provocando posibles trastornos en el funcionamiento del SN

Diferenciación Modificación de la forma de las neuronas (indiferenciado) de acuerdo al lugar de ubicación que les corresponde y función a desarrollar. Se dan dos procesos simultáneos: Ubicación definitiva dentro del SN Desarrollo de conexiones interneuronales mediante sinapsis

Sinapsis (comunicación funcional entre 2 o más neuronas) Desarrollo del axón y las dendritas (indiferenciado). Para que se den las sinapsis primigenias intervienen diferentes tipos de moléculas. Se han identificado: agrina, cadherinas, integrinas y netrinas Alteraciones moleculares producen graves alteraciones en la morfogénesis neuronal El mecanismo de enlace mediante el cual las neuronas realizan nuevas conexiones sinápticas estables se llama proceso quimiotrópico. Se actúa por repulsión y atracción

Muerte celular programada o apoptosis En el desarrollo embrionario, existen más células nerviosas y sinapsis que las necesarias. Sólo los neuroblastos que alcancen más rápido los objetivos, se transforma en neuronas y sobreviven. El resto mueren. Este hecho se denomina factor de supervivencia, (origen genético) se sugiere que la muerte celular permite eliminar conexiones incorrectas dentro del cerebro. Alteraciones se relacionan por ejm. con Alzheimer, algunos tipos de cáncer. Se ha encontrado que ciertas moléculas péptidas llamados Factores de crecimiento nervioso interviene en la muerte cerebral (Montalcini y Cohen, 1982).

Sistema nervioso a partir del nacimiento

Características evolutivas del cerebro El cerebro humano es el de mayor tamaño en la especie, en proporción tamaño peso corporal (cociente de encefalización CE) Resto de animales mayor desarrollo áreas primarias sensitivo-motores, pero no asociativas Se basa en principio de la masa apropiada; es decir, el tejido neural de cada función equivale a la cantidad de procesamiento que requiere cada función Mayor parte de cerebro son áreas asociativas, el 92% corresponde a neocórtex , 8% más antigua. Otros animales (<neocórtex) Peso del bebé al nacer 3,3Kg. cerebro al nacer 335 gr./ adulto 1.350gr. CE HUMANO 7,6 ELEFANTE 1,75

Metabolismo cerebral infantil El bebé RN utiliza el 60% del aporte del oxígeno. Adulto 18-20% energía El cerebro requiere de alto consumo de glucosa a lo largo del ciclo vital. No almacena energía por lo que necesita aporte continuado Por el gran aumento (exclusivo) de tamaño cerebral en el primer año, se comprende la plasticidad neuronal. El cerebro perfunde alrededor de 800 mililitros de sangre por minuto, si es inferior a 400 puede producir isquemia cerebral y si ésta es mayor a 10 min. Daños cerebrales irreparables en niños y adultos Al nacimiento el metabolismo es más activo en el subcórtex, tálamo y cerebelo, paulatinamente se incrementa en la corteza cerebral, especialmente zona prefrontal (sobretodo 2do año). Se estabiliza en el inicio de la adolescencia.

Factores que determinan la maduración cerebral Mielinización Sinaptogénesis. Incremento del número de sinapsis Aumento del volumen del citoplasma neuronal Gliogénesis (Incremento del número de glías)

Sustancia blanca y transparente (colesterol y fosfolípidos) Mielinización Formación de vaina de mielina alrededor de axones inicia a 14 sem. de gestación y continúa después del nacimiento y a lo largo de la vida. Hay 2 tipos de células que aportan mielina oligodendrocitos (SNC) y células Schwann (SN periférico) Se mielinizan primero nervios de la parte superior de la médula y luego la inferior y a continuación los nervios sensitivos, luego los motores. Se inicia por los nervios raquídeos de forma ascendente al cerebro posterior- medio y anterior sucesivamente. En el cerebro primero las áreas sensoriales, luego las motoras La corteza secundaria inicia mielinización a los 4m.

La corteza asociativa terciaria a partir de 6 m La corteza asociativa terciaria a partir de 6 m. y dura toda la vida (mayor intensidad 1. nacimiento y 2. adolescencia) Incremento de mielina depende de estimulación ambiental Anomalías en la mielinización tanto pre/luego del nacimiento, traen efectos devastadores (cognitivos-sensitivos- motores) Con frecuencia afecta a neuronas de motricidad voluntaria (axones de neuronas piramidales) Se asocia a diversas patologías: ej. Mielodisplasia, hidrocefalia, desnutrición Mientras más temprano el déficit, mayor gravedad de secuela. Es uno de los factores que más interviene en el desarrollo cognitivo del niño.

Elaborar estrategias de comportamiento Secundarias Terciarias Reconocimiento sensorial del estímulo (gnosis o toma de conciencia) Elaborar estrategias de comportamiento

Células de Purkinje en la edad adulta Sinaptogénesis Se definen como períodos intensos de conexión sináptica Cada neurona establece centenares o miles de conexiones. Dependen del grado de estimulación (Deprivación cultural- desarrollo hipotrófico) El árbol dendrítico se incrementa para formar nuevas sinapsis (estim. Sensorial y cognitiva posibilita su desarrollo) El desarrollo axodendrítico y sinaptogénesis son los factores cualitativos más importantes para en desarrollo cerebral a partir del nacimiento. Células de Purkinje en la edad adulta Hasta 100.000 conexiones

Incremento del tamaño celular El incremento del volumen del soma o cuerpo celular de las neuronas Inicia en la gestación y continúa luego de nacimiento El aumento de sinapsis requiere mayor cantidad de energía , lo que produce un enorme aumento de volumen y peso del citoplasma Paralelamente se incrementan otros orgánulos internos: mitocondrias, ribosomas, liposomas, etc. No adecuado crecimiento del soma por diversos trastornos (genéticos, metabólicos, nutricionales), reduce procesos cognitivos: atención, memoria, aprendizaje

Gliogénesis Qué es? Tipos de Glías

Se proliferan a lo largo de toda la vida y ayudan al crecimiento y funcionamiento del cerebro Existen entre 10 y 50 veces más que las neuronas En general se forman en la fase proliferativa y migratoria. Se originan en el ectodermo a excepción de microglías (mesodermo/médula-sangre) Sus trastornos pueden ocasionar alteraciones perceptivas-motoras y cognitivas. Una proliferación excesiva se relaciona con tumores cerebrales. Número reducido no favorece crecimiento y reparación de SN.

Efectos de Estimulación temprana Incrementa conexiones y optimiza función cerebral en todos los niños La falta de estimulación altera el proceso de sinaptogénesis Falta de estimulación en etapas críticas, degrada la actividad neural Deprivación ambiental precoz extrema/profundas alteraciones sensitivas, cognitivas y motoras

Proliferación celular a partir del nacimiento Células madre totipotenciales y pluripotenciales: células con capacidad de autorrenovación y producción de nuevas células, generar un ser vivo o crear tejidos u órganos. Incremento de células a partir del nacimiento: Antes se creía que el número de neuronas era estable. En la actualidad se conoce que las neuronas aumentan gracias a la presencia de células madres ubicadas en diferentes zonas del SN.

Células madres Totipotenciales o embrionarias Pluripotenciales o multipotenciales Se encuentran en la masa interna del embrión en estadio blastocito de forma natural en gemelos monicigóticos La producción de células madres durante la fase de mórula permite reparación de tejidos y órganos. Se pueden llevar a cabo 2 tipos de clonación: reproductiva (dificultades de desarrollo y éticas) y terapéutico (autotrasplantes) Son de órgano específico Se las obtiene luego de varias fases de discriminación del embrión Células autorrenovables que no pueden formar un organismo completo, pero pueden formar cualquier otro tipo de células provenientes del embrión (ectodermo mesodermo o endodermo), así como del saco vitelino. También se pueden extraer de adultos, pero con escasa capacidad de autorregeneración (investigación)

Clonación terapéutica Se extrae tejidos de la piel Se extrae el núcleo Se introduce en un óvulo, al que se le desprovista del suyo

Hipótesis de Transdiferenciación

Proceso activo en lesiones traumáticas o tumorales Eriksson, en 1998 confirmó por primera vez la proliferación de neuronas en el cerebro humano (HIPOCAMPO). Se ha demostrado que bajo ciertas circunstancias (entrenamiento y ejercicio), se aumenta la producción de neuronas Diariamente se producen entre 10.000 y 40.000 en hipocampo y áreas frontales Proceso activo en lesiones traumáticas o tumorales