Neurogénesis. ¿Cómo podemos influir en la neurogénesis?

Para adentrarnos en el tema del post, la NEUROGÉNESIS partiremos de la base, la neuroplasticidad como concepto global.

  • ¿Qué es la neuroplasticidad?La neuroplasticidad es el potencial dinámico del cerebro y de la médula espinal (SNC) para reorganizarse a sí mismo durante el desarrollo, el aprendizaje o tras una lesión. Es un proceso continuo que permite a corto, medio y largo plazo, remodelar el mapa sináptico y optimizar el funcionamiento de las redes neuronales. Tiene lugar en todo el sistema nervioso, no sólo en el encéfalo, sino también a nivel de la médula espinal”.

En caso de querer profundizar más en este tema, puedes consultar el siguiente enlace que se publicó con anterioridad   post neuroplasticidad.

NEUROGÉNESIS en humanos:

  • ¿Qué es la neurogénesis?

Proceso de diferenciación celular que, a partir de células neuroepiteliales, genera NEURONAS muy activamente durante el desarrollo embrionario, y de forma restringida durante la vida adulta.

En este post, nos centraremos en la ETAPA ADULTA.

El siguiente vídeo nos permite realizar una pequeña introducción del tema:

  • ¿En qué etapa de la vida se produce la neurogénesis?

Hasta el siglo pasado las neurociencias, sostenían que la regeneración del sistema nervioso, se daba exclusivamente en el desarrollo del sistema nervioso y por tanto, no podía ocurrir en etapas de la vida adulta.

Sin embargo, investigaciones posteriores han demostrado que la neurogénesis persiste en la edad adulta en mamíferos superiores como primates y humanos.Tanto las neuronas como las células gliales se siguen produciendo por la diferenciación de células madre durante toda la vida.

  • ¿Cuando hay lesión del sistema nervioso, sigue dándose el proceso de neurogénesis? Sí, es un proceso continuo.
  • ¿En qué zonas cerebrales tiene lugar la neurogénesis?

En el BULBO OLFATORIO, en el giro dentado de la formación del HIPOCAMPO y posiblemente en algunas áreas corticales y en la sustancia negra (estas dos últimas áreas en controversia).

  • Las áreas con mayor actividad neurogénica son la zona subventricular (ZSV) –delimitando los ventrículos– y la zona sugranular (ZSG) del giro dentado en el hipocampo.

En estas dos zonas del cerebro adulto de mamíferos existen células con actividad mitótica, las cuales pueden clasificarse en dos grupos: las células troncales (células madre) y  las células progenitoras neuronales (CPN).

  • Las células troncales o células madre tienen la capacidad de generar continuamente dos tipos de células: nuevas células troncales (capacidad de autorrenovación) y CPN. Las células madre, son células con capacidad de autorrenovarse indefinidamente (aunque en sentido absoluto no pueda ser probado) y multipotentes, con el potencial de diferenciarse a fenotipos celulares maduros, neuronas y dos tipos de células gliales, astrocitos y oligodendrocitos.
  • Las células progenitoras neuronales son células neurales con capacidad más limitada de autorrenovación y expansión, y con potencialidad para diferenciarse a pocos tipos neurales, a veces unipotentes. Pierden su capacidad mitogénica en etapas tempranas del desarrollo, dado origen a neuronas, mientras que en etapas tardías del desarrollo originan astrocitos y oligodendrocitos.

Los progenitores neuronales determinados a un tipo de neurona concreto, serían la herramienta de sustitución ideal para tratar el SNC lesionado.

Por tanto, existen células madre neurales a lo largo de la vida en el cerebro adulto que pueden renovar y dar lugar a nuevas neuronas, astrocitos y oligodendrocitos, al igual que ocurre en el cerebro en desarrollo.

 

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En dichas regiones, las nuevas neuronas generadas migran a través de la vía rostral migratoria (VRM) hacia el bulbo olfatorio, donde se diferencian en dos tipos de interneuronas: las células granulares y las células periglomerulares.

  • ¿Qué factores regulan la neurogénesis?

Diversas investigaciones indican que las nuevas neuronas generadas en la (zona subventricular) ZSG del giro dentado en el hipocampo participan en el procesamiento de la memoria mientras que las nuevas interneuronas que se incorporan al bulbo olfatorio participan integrando la información olfatoria.

La neurogénesis en el cerebro adulto se puede dividir en tres fases de acuerdo con la secuencia de neurogénesis durante el desarrollo del SNC: (a) proliferación, cuando se generan nuevas células; (b) migración hacia áreas objetivo; y (c) diferenciación terminal en fenotipos distintos. Todavía no se sabe completamente si estas fases en la neurogénesis adulta están reguladas por los mismos mecanismos que regulan el desarrollo, o incluso si los mismos mecanismos regulan la neurogénesis en los dos centros germinales adultos.

El siguiente enlace profundiza en los mecanismos y funcionalidad de la neurogénesis en el adulto:  http://dev.biologists.org/content/develop/141/10/1983.full.pdf

Existen factores internos y externos que participan en dicha regulación de la neurogénesis positiva o negativamente.

Entre los factores internos que incrementan la neurogenésis se encuentran: 

Factores INTERNOS :

  • Factores genéticos y moleculares (Notch, BMP, Eph/ephrins, Noggin y Shh).
  • Factores de crecimiento (BDNF,IGF-I, FGF-2, EGF, HB-EGF, VEGF) implicados en la regulación del destino celular puede determinar el tamaño de la población neuronal o glial, tanto en cerebros en desarrollo como en el cerebro adulto.
    • Estos factores se sobreexpresan en distintos modelos neurodegenerativos como en el 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 (Arias-Carrión, 2007).
  • Neurotransmisores(glutamato y monoaminas como la serotonina (5-HT), la noradrenalina y la dopamina).
    • Se ha demostrado experimentalmente que la disminución de dopamina disminuye la generación de nuevas neuronas, tanto en la ZSV como en el giro dentado del hipocampo.
  • Hormonas
    • Los esteroides ováricos y estrógenos endógenos , aumentan la proliferación celular.
    • Sin embargo, los esteroides adrenales como los corticoides reprimen la proliferación celular en zonas como el giro dentado del hipocampo.
  • Edad. La tasa de neurogénesis en el cerebro adulto disminuye conforme se incrementa la edad. Sin embargo, no cesa durante TODA la VIDA.

Factores EXTERNOS. La neurogénesis no constituye un proceso biológico estático, su velocidad puede fluctuar en respuesta a cambios ambientales (incluso a cambios sutiles).

Por tanto conociendo que factores externos influyen positivamente en la neurogénesis, podemos aumentarla de forma consciente:

  •  Estímulos ambientales
    •  El enriquecimiento ambiental: aprendizaje.
  •  Actividad física.En concreto se demostró que correr, aumenta la proliferación celular en el giro dentado.
  •  El sexo.
  •  La dieta modula la memoria y el estado de ánimo, en la misma dirección que modula la neurogénesis. Por tanto la neurogénesis tiene un efecto positivo en la salud mental. Se recomienda:
    • Dieta hipocalórica.
    • Los alimentos:
      • Pescado azul rico en Omega 3
      • Arándanos
    • Reducir la cantidad de alimentos.
    • La forma en la que los tomas. Alimentos “que crujan”.
  • Descanso nocturno de calidad.
  • ¿Qué factores influyen negativamente en la neurogénesis?
    • Dieta hipercalórica 
    • Alcohol 
    • Depresión
    • Estrés crónico.Los niveles altos de glucocorticoides producidos por la corteza suprarrenal del sujeto estresado reducen la neurogénesis, lo que contribuye al desarrollo de la depresión y al aumento de los niveles de glucocorticoides.
    • Insomnio.
    • Bloqueo de la neurogénesis de forma artificial, bloquea la función de fármacos antidepresivos. Si bloqueamos la capacidad de neurogénesis, esto repercutirá directamente en la memoria, calidad memoria (en el hipocampo en condiciones normales se crean 700 neuronas /día).
    • Fármacos que inhiben la neurogénesis (ejemplo: tratamientos en oncología).

Por tanto la neurogénesis es el objetivo primordial, si queremos mejorar estados de ánimo, memoria, envejecimiento y estrés. 

  • ¿Cómo podemos controlar la supervivencia y producción de estas nuevas células?, ¿Cómo podemos proteger a las células existentes?

Siendo cada uno de nosotros, responsables de nuestra propia neurogénesis (podremos controlar los factores externos implicados en la neurogénesis).

  • ¿Qué perspectivas terapéuticas hay en la reparación cerebral estructural tras lesión?
    • Será necesario comprender cómo se regula la neurogénesis en el cerebro adulto para desarrollar estrategias que aprovechen las células madre neurales para uso terapéutico.
    • Desarrollar una intervención terapéutica dirigida para la lesión o enfermedad cerebral. Existen distintas líneas como:
      • Reclutamiento de progenitores neuronales presenta una estrategia para reemplazar las neuronas perdidas por lesión o enfermedad. La proliferación de progenitores neurales en centros germinales puede ser inducida por el suministro de factores tróficos mitogénicos, como FGF-2 o BDNF.
      • Estrategias de reemplazo. Generar una población de células progenitoras definidas en un cultivo que se pueda adaptar a un linaje neuronal específico. Estas células luego serían injertadas en la región del cerebro lesionada. Se han utilizado con éxito en modelos experimentales de enfermedades como el Parkinson y Huntington.
      • La terapia reparadora de disfunción celular por lesión, isquemia o degeneración,incluye un doble abordaje: terapia sustitutiva con progenitores meuronales  y terapia antidegenerativa o neurotrófica. El riesgo de la terapia celular depende mucho del tipo de células que se usen y cómo se cultiven antes del trasplante ( siendo el mayor riesgo la proliferación tumoral). Así mismo el modo de administración influirá en la seguridad y eficacia.

       Las investigaciones de un futuro próximo , se centrarán en hallar progenitores más flexibles que las neuronas diferenciadas, así como evidencia de eficacia en modelos animales de enfermedades humanas (incluyendo en algún caso animales grandes o primates).

Existe controversia en:

  • El desconocimiento de si los mecanismos que regulan la neurogénesis, en ambas áreas germinativas del cerebro adulto, son los mismos que se dan en  el desarrollo o incluso si los mismos mecanismos regulan la neurogénesis en los dos centros germinales adultos.
  • En el origen celular de las células troncales en la ZSV (zona subventricular).
  • Si las nuevas neuronas originadas en el adulto provienen del mismo tipo de células neuroepiteliales que producen neuronas durante el desarrollo embrionario.

En resumen: 

  • Existe neurogénesis en el cerebro adulto durante TODA la VIDA.
    • Actualmente, existe controversia en si los centros germinales neurogénicos y los mecanismos de regulación son los mismos en el desarrollo cerebral y en la edad adulta.
    •  Será necesario comprender cómo se regula la neurogénesis en el cerebro adulto para desarrollar nuevas estrategias en el uso de células madre neurales en lesiones del sistema nervioso central y/o periférico.
  • A través de los factores externos, podemos regular la neurogénesis. Por tanto, “somos responsables de nuestra neurogénesis”.
  • Existe una importante relación entre la neurogénesis con memoria y/o depresión (alzheimer, demencias y depresión).
    • A menor neurogénesis, mayores problemas de memoria y depresión. Este descubrimiento, permite establecer nuevos enfoques terapéuticos en estas patologías.

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Estela Diges Montoya. Fisioterapeuta Especialista en Neurología e Inducción Miofascial.

 

 

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