Morfogénesis del SNC Humano

Etapas de la Morfogénesis Externa del SNC Humano

• Tras la fecundación en la trompa de Falopio, el embrión incrementa su número de células hasta la fase de mórula.
• En la fase de mórula se implanta en el útero materno.
• Las células se diferencian según un patrón de expresión genética, formando tres capas celulares: endodermo, mesodermo y ectodermo.
• El ectodermo da origen al sistema nervioso (SN) y a la piel.

Formación y Diferenciación del Tubo Neural

• En un embrión humano de 2 semanas, el ectodermo se engrosa formando la placa neural.
• Alrededor del día 18, la placa neural se invagina, formando el canal neural.
• Alrededor del día 21, los bordes del canal neural se fusionan, formando el tubo neural (notocorda).
• Las paredes del tubo neural darán lugar al encéfalo y la médula espinal.
• La luz del tubo neural dará lugar al sistema ventricular y al canal medular.
• En la 4ª semana de gestación, se forman las vesículas cerebrales primarias en la parte anterior del tubo neural.
• Las cavidades de las vesículas se convierten en los ventrículos y el acueducto cerebral.
• Las paredes de las vesículas se transforman en las divisiones fundamentales del cerebro: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo.
• El prosencéfalo se convierte en las vesículas telencefálicas en la 5ª semana.
• Las cavidades del prosencéfalo dan lugar a los ventrículos laterales y las paredes dan lugar a los hemisferios cerebrales.
• La luz del mesencéfalo se transforma en el acueducto cerebral y las paredes en los colículos, tegmento mesencefálico y sustancia negra.
• La luz del prosencefalo primitivo da lugar al III ventrículo y las paredes de la cavidad prosencefálica primitiva dan lugar al diencefalo.
• El rombencéfalo da lugar al metencéfalo (protuberancia y cerebelo) y mielencéfalo (bulbo raquídeo).
• La luz primitiva del rombencéfalo es el origen del IV ventrículo.

Aspectos Celulares del Desarrollo del SNC

• Los procesos de proliferación, migración y maduración celular dan origen al tejido nervioso del SN.
• En el tubo neural, el lugar de formación de las neuronas es diferente de su posición final, por lo que deben migrar.
• El epitelio del tubo neural, llamado neuroepitelio, está compuesto por varias capas: ventricular, subventricular, intermedia, placa cortical y marginal.
• Las neuronas se originan por división mitótica en la capa ventricular.
• La glía y tipos neuronales especiales se originan en la capa subventricular.
• Las células hijas de la capa ventricular migran a la placa cortical a través de la capa intermedia.
• La corteza cerebral y cerebelosa derivan de la placa cortical.
• Las porciones periféricas de las células nerviosas se localizan en la capa marginal.
• Las células nerviosas inmaduras en migración se denominan neuroblastos.
• La migración de los neuroblastos puede ser neurofílica (junto con otras neuronas) o gliofílica (guiada por la glía transitoria).
• Los neuroblastos avanzan hacia la placa cortical en contacto con la glía radial, deslizándose por las prolongaciones llamadas guías gliales.
• Una vez en su destino, los neuroblastos se denominan neuritas, que son neuronas en desarrollo.
• Las neuritas tienen conos de crecimiento que se desarrollan para formar dendritas y axones.
• El factor de crecimiento neural (FCN) es una sustancia química importante que induce o aumenta el crecimiento de los conos.
• Si la migración neural se altera, el neuroblasto puede alojarse en una capa cortical errónea y establecer conexiones sinápticas incorrectas.
• Los procesos disontogénicos se han observado en el tejido cerebral post-mortem en patologías como la dislexia o la esquizofrenia.
• La apoptosis es la muerte celular programada y sirve para obtener un número óptimo de neuronas y eliminar conexiones incorrectas.
• La apoptosis es diferente de la necrosis, que es la muerte neuronal por causas externas.
• Los oligodendrocitos son las células gliales encargadas de la mielinización de los axones.
• La mielinización es más intensa poco después del nacimiento y termina pasada la adolescencia.
• El orden de mielinización es: médula, encéfalo posterior, medio y anterior, siendo el lóbulo frontal el último en mielinizar.
• La mielina está directamente relacionada con la velocidad de transmisión del impulso nervioso.
• La Esclerosis Múltiple y posiblemente el Autismo están relacionadas con la deficiencia de mielina en el SNC.

Plasticidad del SN

• Las conexiones neurales no son estáticas, sino cambiantes y adaptativas.
• La muerte neuronal apoptótica es un aspecto conocido de la plasticidad que sucede durante el envejecimiento.
• En el Núcleo basal de Meynert hay más muerte neuronal relacionada con la vejez, por ejemplo la memoria se ve resentida.
• Las neuronas que quedan tienden a extender más sus ramificaciones y a hacer más complejo su árbol dendrítico, como compensación.
• La poda natural de conexiones ocurre alrededor de los 6 años de vida.
• Sirve para estabilizar las conexiones y dotarlas de una organización propia del sistema adulto.
• Las conexiones que se forman durante el desarrollo están especificadas por mecanismos innatos, pero se modifican por la experiencia y el ambiente.
• Existe competencia interneuronal para formar conexiones.
• Los determinantes del desarrollo del encéfalo pueden ser directos (genes, FCN) o modulatorios (nutrición, experiencias).
• La regeneración axonal después de una lesión es otro concepto dentro de la plasticidad.
• La lesión del axón puede dar lugar a una degeneración retrógrada o anterógrada y la neurona morirá entera, por tanto la existencia de mecanismos regeneradores es importante.
• En el SNP, las células de Schwann ayudan a redirigir el axón lesionado.
• En el SNC, la regeneración es más limitada debido a que los oligodendrocitos no son tan colaboradores.
• La neurogénesis es la creación de nuevas neuronas más allá del período de crecimiento normal, en el organismo adulto.
• En el cerebro adulto, se han encontrado nuevas neuronas en el hipocampo, implicado en el aprendizaje y la memoria.
• A partir de las células madre neurales presentes en el hipocampo solo un 25% se diferencia en neuronas aprox.
• Durante su primera semana de vida las neuronas recién diferenciadas, migran desde los bordes del giro dentado hacia una región más profunda.
• El aprendizaje cuando esas células tienen ente 1 y 2 semanas incrementa su tasa de supervivencia.
• El esfuerzo intelectual continuado a lo largo de la vida podría favorecer el aumento del reservorio neural.
• Las personas que más han entrenado su cerebro intelectualmente a lo largo de su vida tienen menos probabilidad de contraer la Enfermedad de Alzheimer.