Neurogeneza u dorosłych – gdzie i kiedy zachodzi?

Neurogeneza to proces powstawania nowych komórek nerwowych, który obejmuje zarówno neurogenezę wieku embrionalnego (prenatalnego), jak i neurogenezę wieku dorosłego (postnatalnego). Nazwa pochodzi od angielskiego słowa neurogenesis, które oznacza dosłownie „narodziny neuronów”.

Neurony, czyli komórki nerwowe, to główny komponent tkanki nerwowej i podstawowy element układu nerwowego. Wywodzą się z komórek płytki nerwowej formowanej z ektodermy we wczesnych fazach rozwoju organizmu.

Każdy neuron jest elektrycznie pobudliwą komórką zdolną do przetwarzania i przewodzenia informacji w postaci sygnału elektrycznego. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym, w skład którego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy.

Typowy neuron jest zbudowany z ciała komórki (perikarion) oraz odchodzących od niego wypustek: aksonu i dendrytów. Komórki nerwowe kontaktują się między sobą poprzez synapsy, tworząc sieci neuronowe. Jak działają? Informacje od innych neuronów są odbierane przez położone na dendrytach synapsy, następnie przewodzone wzdłuż neuronu i przekazywane dalej, to jest do synaps na zakończeniach aksonu.

Do niedawna panowało przekonanie, że powstawanie neuronów nie zachodzi u osób dorosłych. Sądzono, że podziały komórkowe w układzie nerwowym ustają w wieku prenatalnym.

Założono tym samym, że ilość komórek nerwowych w organizmie jest określona i z wiekiem spada, co jest związane z patologiami i starzeniem się organizmu. Wykluczano także możliwość, że ośrodkowy układ nerwowy ma zdolności regeneracyjne.

Obecnie wiadomo, że neurogeneza (regeneracja mózgu) zachodzi także w dorosłym mózgu, choć na zdecydowanie niższym poziomie niż w okresie rozwoju zarodkowego.

Neurogeneza okresu prenatalnego w większości przypadków zachodzi w obrębie przestrzeni okołokomorowej, w której powstają neurony formujące korę nową, móżdżek i inne struktury układu nerwowego.

W dorosłym mózgu wyróżniono dwa obszary mózgu, w których obserwuje się ciągły i aktywny proces neurogenezy. To zakręt zębaty hipokampa (ang. dentate gyrus, DG) oraz opuszki węchowe (ang. olfactory bulb, OB). Populacje tych komórek podlegają nieustannej wymianie.

W obszarze pierwszym podział komórek ma miejsce w warstwie podziarnistej hipokampa (ang. subgranular zone, SGZ), a powstałe komórki trafiają do warstwy ziarnistej hipokampa (ang. granular zone, GZ).

Do drugiego obszaru objętego neurogenezą, nowe komórki przechodzą z warstwy podkomorowej komory bocznej (agn. subventricular zone, SVZ), w której nerwowe komórki macierzyste podlegają podziałom.

Istnieją przypuszczenia, że do neurogenezy dochodzi również w innych obszarach dojrzałego mózgu, takich jak podwzgórze, ciało migdałowate, kora czołowa i skroniowa, nerw wzrokowy. Tej tezy jednak jeszcze nie obroniono.

Proces neurogenezy obejmuje cztery etapy. To:

• Podział komórek macierzystych. Nerwowe komórki macierzyste (NSCs – neural stem cells) są komórkami, które posiadają nieograniczoną zdolność do samoregeneracji, podziałów i różnicowania się. Dzięki temu mogą powstawać trzy nowe rodzaje komórek: neurony, astrocyty oraz oligodendrocyty.
• Różnicowanie komórek.
• Przeżycie niektórych komórek potomnych.
• Migracja i integracja nowych neuronów.

Neurogeneza jest zatem procesem powstawania, dojrzewania, migracji i integracji nowych neuronów w mózgu człowieka.

Co wpływa na proces neurogenezy? Stymulują ją różne bodźce, które mają wpływ zarówno pobudzający, jak i hamujący. Mowa o bodźcach wzrokowych, hormonach, neurotransmiterach, substancjach farmakologicznych czy bodźcach środowiskowych.

Mówiąc o neurogenezie, trzeba wspomnieć o okresach krytycznych. To przedziały czasu, w których komórki są szczególnie narażone na działanie czynników zaburzających. Oznacza to, co oczywiste, że więcej nieodwracalnych szkód zostaje wyrządzonych w okresie intensywnego rozwoju organów płodu niż u osoby dorosłej. Podwyższona podatność na uszkodzenia w dużej mierze zależy od okresu i stopnia rozwoju tkanki. Ponadto powaga i rozległość uszkodzeń zależą od rodzaju oraz intensywności działającej siły.

Zaburzenia neurogenezy mogą mieć wpływ na budowę i funkcjonowanie centralnego układu nerwowego. Może dojść do niewłaściwego uformowania się kory mózgowej lub struktur podkorowych, ale i innych obszarów mózgu, takich jak kora nowa, móżdżek czy wzgórze. Ma to różne, zwykle poważne konsekwencje. Konsekwencją może być autyzm, schizofrenia, epilepsja czy dysleksja, to jest nieprawidłowości i choroby, które upośledzają funkcje organizmu.