img014

Ponadto, w wielu strukturach układu nerwowego występują okresy, w których przejściowo są produkowane różne białka wiążące wapń, takie jak na przykład kalmodulina, kalcyneuryna czy białko S-100. Często ich ekspresja zachodzi jedynie w pewnej puli komórek danej struktury. Białka te zmieniają wrażliwość komórek na działanie czynników zewnętrznych, przede wszystkim jonów wapnia, a tym samym wpływają na wynik procesów rozwojowych w danej strukturze.

6.2.5. Namnażanie komórek nerwowych

6.2.5.1. Komórki macierzyste układu nerwowego i regulacja podziałów komórkowych

W okresie, gdy zawiązek układu nerwowego ma strukturę jednowarstwową, a jego'

ma ścian i

komórki nie różnią się kształtem od komórek ektodermy, wszystkie te komórki są komórkami macierzystymi i dzieląc się wytwarzają dwie położone obok siebie takie: same komórki potomne. W ten sposób, po każdym podziale komórkowym powierzch-j i ośrodkowego układu nerwowego podwaja się, a więc przyrasta wykładniczo,!

przy niewielkiej tylko zmianie jej grubości, gdyż neuroektoderma jest w zasadzie' strukturą jednowarstwową. Tak więc, ośmiokrotna różnica wielkości powierzchna kory nowej między szympansem a człowiekiem może być rezultatem tego, żtj u człowieka przejście od podziałów symetrycznych do asymetrycznych następuje o trzy cykle komórkowe później niż u szympansa.

W pewnym momencie zmienia się typ podziałów komórkowych: odtąd p< podziale powstają dwie różne komórki, potomna komórka macierzysta i neuron, któij zaprzestaje dalszych podziałów, umiejscawiając się ponad warstwą rozrodczą, c zwiększa grubość ścian układu nerwowego (patrz niżej). Mówimy, że komórk macierzysta (a być może już tylko progenitorowa, o ograniczonych możliwością! generacji różnych typów komórkowych) przeszła do podziałów asymetrycznyc Oczywiście, nie wszystkie komórki macierzyste zmieniają typ podziałów jednocześni proces ten zachodzi w pewnym odcinku czasu, ale wydaje się, że jeśli raz zasz zmiana charakteru podziałów, to jest ona nieodwracalna, a średnia liczba podziało zarówno symetrycznych, jak i niesymetrycznych (w danej strukturze, u dane gatunku) jest dość ściśle regulowana genetycznie. To właśnie podziały asymetryczn których skutkiem jest namnożenie (proliferacja) neuronów, dominują w środków fazie rozwoju układu nerwowego. Obecnie wiadomo, że w tym okresie to głów; komórki gleju radialnego (patrz niżej) są komórkami progeni torowy mi u klat nerwowego, generującymi zarówno neurony, jak i glej.

Dokładne omówienie złożonej regulacji cyklu komórkowego nie jest możli’ w tym rozdziale, Czytelników odsyłamy do podręczników biologii komórki. W mit upływu czasu cykl komórkowy wydłuża się znacznie, a w końcu podziały w stre rozrodczej ustają. W sumie, u ssaków od zapłodnienia do zakończenia genera komórek układu nerwowego występuje od 70 do 100 cykli komórkowych. Po tj okresie komórki gleju radialnego przekształcają się w komórki ependymy (wyściół

komór mózgu i kanału rdzenia kręgowego oraz w astrocyty. Jednak w dwóch Strukturach mózgu ssaków część komórek progenitorowych przemieszcza się tuż nad ependymę, do tak zwanej strefy okołokomorowej, gdzie kontynuuje podziały także L-u osobników dorosłych. Dzieje się tak wokół przedniej części komór bocznych i '■ • . mózgu, skąd nowopowstałe neurony wędrują do opuszki węchowej, oraz w zakręcie {• •_: Zębatym hipokampa.

,._v;; Utrata zdolności do podziałów przez komórki układu nerwowego dorosłych kręgowców, dawniej uważana za powszechną cechę układu nerwowego, jest najbardziej *; ^widoczna u ssaków, choć i tu jak widzieliśmy, są wyjątki. Strefy neurogenne, często j i”.aktywowane sezonowo, występują też u dorosłych ptaków. Natomiast u niższych -^kręgowców układ nerwowy zachowuje znacznie większą zdolność do podziałów -^komórkowych, włącznie z pewną zdolnością do regeneracji uszkodzonych struktur.

ro.2.5.2. Neurogeneza i gliogeneza

Sposób generacji wyspecjalizowanych komórek nerwowych jest podobny we wszystkich ciach ośrodkowego układu nerwowego. Pierwszymi wyspecjalizowanymi komórkami du nerwowego są komórki gleju radialnego (patrz niżej). Jak już powiedziano, komórki feju radialnego są również komórkami progenitorowymi. Dzielą się one pod wpływem uika troficznego (białka) FGF2 i w pierwszym okresie, pod wpływem jeszcze innego i troficznego, NT3, produkują głównie neurony. W późniejszym okresie zachodzi lich ekspresja białka receptorowego EGF oraz jego liganda, białka TGF-a, a także lika CNTF. Pod wpływem tych czynników progenitory nerwowe przestawiają się na Elukcję astrocytów. Jeszcze późniejsza ekspresja białka PDGF przestawia kierunek wiju młodych komórek glejowych w kierunku oligodendrocytów. Powstają one óźniej ze wszystkich typów komórek ośrodkowego układu nerwowego, w okresie, gdy tly komórek nerwowych już dotarły do swoich struktur docelowych (por. też rozdz. 4). jeszcze inne, stopniowo poznawane, systemy sygnalizacji określają typy neuronów, i neurotransmiter, jaki jest produkowany w danej komórce. Z tej samej komórki genitorowej mogą powstawać komórki potomne (neurony) produkujące dwa ęściej spotykane neurotransmitery: pobudzający — glutaminian, bądź hamują-r GABA. Jednak w korze mózgu większość komórek GABAergicznych przywę-uje z innej, podstawnej struktury zawiązka mózgu. Definiowanie molekularne ów komórek produkujących inne neurotransmitery, jak acetylocholinę czy seroto-dbywa się w niewielkich populacjach komórkowych i prowadzi do wytworzenia i określonych puli neuronów o takich właściwościach. Neurotransmitery zaczynają produkowane bardzo krótko po powstaniu neuronu, jeszcze przed jego migracją statecznego miejsca usadowienia.

.3. Tworzenie się ściany układu nerwowego

[Już powiedziano, pierwotnie ściana wszystkich części ośrodkowego układu owego składa się z jednolitej warstwy komórek nabłonka rozrodczego. Jako jjfsze, pod wpływem ekspresji białka GGF (ang. glial growth factor), różnicują się