Proliferacja komórek nerwowych

- zachowanie sekwencyjności;

- kolejne podziały prowadzą do specjalizacji i utraty uniwersalności;

- większość podziałów komórkowych ma miejsce w okolicach komór mózgowych.

Migracja i agregacja

Migracja

- migracja z okolic przykomorowych do lokalizacji docelowych;

- rola komórek gleju promienistego - szlak dla komórek;

- stopniowa utrata możliwości migracji - specjalizacja lokalna.

Migracja i agregacja - grzebień nerwowy

- grzebienie nerwowe - peryferyczne elementy układu nerwowego

- neurony czuciowe i ruchowe

- kom. Schwanna

- kom. nadnerczy

- kom. pigmentowe

- oraz: chrząstki, kości itd.

Agregacja

- komórki nerwowe łączą się w grupy - tworzenie właściwych struktur układu nerwowego;

- cząsteczki adhezji komórkowej (znajdują się na powierzchni komórek) - komórki wiedzą, gdzie się zatrzymać i połączyć.

Wzrost aksonu i tworzenie się synaps

Projekcje - aksony i dendryty

- tworzenie się stożków wzrostu, które aktywnie szukają drogi.

trzy mechanizmy:

powinowactwo chemiczne - wietrzenie zapachu, orientacja na odległe punkty

matryca chemiczno-mechaniczna

gradient topograficznego - zostaje tam, gdzie mu dobrze.

Hipoteza powinowactwa chemicznego

- każda powierzchnia postsynaptyczna w układzie nerwowym wytwarza specyficzny znacznik chemiczny;

- ...

- przecięty nerw wzrokowy żaby odrasta dokładnie do tego samego miejsca;

- neurony in vitro znajdują drogę;

- odkryto wiele substancji sygnałowych.

Nierozwiązane pytania

- w niektórych przypadkach narząd przeszczepowy do nowego miejsca zostaje nieprawidłowo unerwiony;

- niektóre aksony są w stanie pokonywać dokładnie tę samą skomplikowaną drogę do swoich miejsc docelowych w każdym osobniku danego gatunku, zamiast podążać do ...

-

Hipoteza matrycy chemiczno-mechanicznej

Rozwijający się układ nerwowy zawiera specyficzne szlaki chemiczne lub mechaniczne, po których wędrują rosnące aksony w drodze do swoich miejsc docelowych

- pierwotne stożki wzrostu przecierają szlak - odnajdują właściwą drogę wchodząc w interakcje z komórkami na ich drodze

- kolejne stożki wzrostu poruszają się po śladach stożków pierwotnych

- nowe aksony wykazują tendencje do wędrowania wzdłuż aksonów idących wcześniej tym samym szlakiem.

Nierozwiązane pytania

- nie odpowiada dlaczego aksony in vitro (brak szlaków) znajdują drogę);

- nie wyjaśnia przypadków złego unerwienia.

Wskazówki odległe Wskazówki bliskie

powinowactwo odpychanie powinowactwo odpychanie

chemiczne chemiczne kontaktowe kontaktowe

Mechanizm gradientu topograficznego

Aksony, które wyrastają z jednego zgrupowania neuronów do innego organizują swoje zakończenia synaptyczne zgodnie ze względnym położeniem swoich ciał komórek na powierzchni wyjściowej - definiowanym przez gradienty.

Śmierć neuronu i reorganizacja synaps

Tworzenie synaps

- chemiczny dialog pomiędzy zakończeniem aksonu a komórką docelową;

- synapsa jest budowana przez obie strony;

- aktywne synapsy są wzmacniane (tworzą się kolaterale).

DARWINIZM NEURONALNY

- neuronów jest za dużo - przeżywają jedynie potrzebne, te które utworzyły funkcjonalne połączenia;

- jedynie aktywne i silne połączenia synaptyczne są zachowywane - selektywność neurotransmisji;

- wynikiem utratu neuronów jest reorganizacja synaps - na miejsce synaps obumarłych neuronów wchodzą neurony "zwycięzcy".

Neurotrtofiny - subsytancja, która chroni neuron przed apoplozą - np. czynnik wzrostu nerwów (NGF, BDNF);

- nie przyciągają neuronów - działają po połączeniu i zapewniają przeżycie;

<----informacja<-----

-------->NGF------->

(potrzebne przy udarze, by zapobiec wtórnemu umieraniu komórek!)

APOPTOZA - zaprogramowana śmierć komórki;

- śmierć komórek w okresie rozwoju układu nerwowego jest najczęściej procesem aktywnym - apoptozą;

- zbędna komórka popełnia eleganckie samobójstwo:

- pocięcie DNA,

- samotrawienie,

- przyciąganie komórek fagocytujących.

Postnatalny rozwój ludzkiego mózgu

- wzrost rozmiaru mózgu (4x) 350g-1200g;

- synaptogeneza;

- mielinizacja aksonów;

- rozgałęzianie się dendrytów.

- W korze wzrokowej i słuchowej następuje rozwój połączeń synaptycznych w 4 m.ż., a maks. gęstość w 7 m-cu (150% w stosunku do dorosłości);

- Synaptogeneza w korze przedczołowej - maks. w 2 r.ż.

- W wieku 4 lat mózg ma podobną ilość połączeń nerwowych, co dorosły człowiek.