Neurogénesis

La neurogénesis es la producción de las células del sistema nervioso central (SNC), es decir, de neuronas y células gliales. El término neurogénesis se aplica especialmente a los seres humanos, si bien se da lógicamente en cualquier animal que posea sistema nervioso y, por tanto, células nerviosas.

Hay que distinguir entre la neurogénesis en el desarrollo y la neurogénesis en seres adultos, que fue descubierta en el último tercio del siglo XX.

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Neurogénesis en el desarrollo humano

La neurogénesis en el desarrollo es el proceso de formación de las neuronas dentro de un proceso más amplio, el de formación del sistema nervioso (SN) o morfogénesis. En la siguiente descripción nos vamos a centrar en la neurogénesis humana, si bien se da un proceso similar en la mayoría de mamíferos y otros vertebrados.

Fase de proliferación celular

Se denomina fase de proliferación celular a aquella en la que las células que componen el SN (neuronas y células gliales) se originan o nacen. De las diferentes fases de la morfogénesis es esta la que propiamente se puede considerar como la fase de la neurogénesis.

En los seres humanos esta fase del desarrollo se da en la cuarta semana de gestación a partir del neuroepitelio, que está formado por las llamadas células madre del SNC. Esas células madre producen las llamadas células progenitoras, que a su vez darán neuronas inmaduras o glioblastos. Una vez nacen las neuronas, que como ha quedado dicho son todavía inmaduras, pierden su capacidad reproductora. Los glioblastos, sin embargo, conservan su capacidad reproductora toda la vida.

Esta fase abarca hasta aproximadamente el quinto mes de gestación, si bien no cabe olvidar que no ocurre simultáneamente en todo el tubo neural, sino que cada región tiene su propio periodo de neurogénesis. El proceso no acaba ahí, sino que para que propiamente podamos hablar del sistema nervioso las células que lo componen aún deben pasar por diferentes momentos.

Tras esta fase de proliferación celular se produce la migración celular, en las que las células nerviosas migran hasta su ubicación definitiva; la glía radial es el soporte a través del cual las neuronas pueden alcanzar su ubicación definitiva. Las células en estas fases aún son indiferenciadas, por lo que pasana la fase de diferenciación neuronal para adquirir las características morfológicas y fisiológicas de la neurona madura. Asimismo, se establecen las diferentes conexiones (sinapsis), si bien en el desarrollo se establecen muchísimas más sinapsis de las necesarias durante la sinaptogénesis, con lo que muchas de esas conexiones son posteriormente eliminadas. Además, durante el desarrollo fetal el ser humano crea muchas más neuronas de las que necesita, por lo que las que funcionalmente resultan superfluas mueren (esta muerte neuronal se conoce como apoptosis neuronal y puede alcanzar a entre el 25 y el 75% de las neuronas creadas).

Neurogénesis en adultos

Descubrimiento de la neurogénesis en adultos

La producción de nuevas neuronas tras el nacimiento fue negada hasta bien avanzada la segunda mitad del siglo XX. Hoy día se sabe que tanto las neuronas como las células gliales se siguen produciendo por la diferenciación de células madre durante toda la vida de los organismos.

La neurogénesis fue detectada por primera vez por el científico y biólogo español José Manuel García Verdugo en lagartos. A partir de este descubrimiento se detectó en mamíferos y en el ser humano. Además también descubrió junto al investigador Arturo Alvarez-Buylla, de la Universidad Rockefeller, las células responsables de dicha neurogénesis.

En humanos la generación de nuevas neuronas se ha constatado y descrito en direrentes zonas del sistema nervioso: el bulbo olfatorio, el hipocampo y en diferentes áreas de la corteza cerebral. También se ha descrito esta neurogénesis en la región prefrontal, que controla el proceso de ejecución de decisiones y que está involucrada en la memoria a corto plazo; también en la región temporal inferior, que actúa en el reconocimiento de caras u objetos y en la región parietal posterior, importante en la percepción de relaciones espaciales y de la imagen corporal.

Además se conocen y estudian en profundidad los procesos de migración neuronal. Desde la zona subventricular donde se generan las nuevas neuronas, parte un flujo de células madre que se va diferenciando. Además, estudios actuales muestran que el flujo se ve modificado ante la presencia de tumores cerebrales o ciertas dolencias. Se sabe que las corrientes de neuronas varían su destino para irrigar las zonas tumorales, pero actualmente se discuten temas como la velocidad de corriente o el papel de las corrientes neuronales en los tumores cerebrales. Por ello, ese es un campo muy estudiado a la hora de intentar aplicar la neurociencia al tratamiento de patologías.

En aves, la neurogénesis es más amplia y regenera zonas enteras del cerebro cada año, especialmente las implicadas en el canto; en otros animales no mamíferos, la formación de neuronas nuevas es muy común y extendida.

Actividades que favorecen la neurogénesis en adultos

Asimismo, hay estudios que parecen demostrar que tanto la actividad cerebral como la actividad física favorezcan la neurogénesis. Críticos a esta cuestión, sin embargo, piensan que se basan en casos poco estudiados, ya que aún queda mucho que hacer en este campo de la neurobiología.

Estudios y aplicaciones actuales sobre neurogénesis

Regeneración neuronal

Algunos de los intereses del estudio de la neurogénesis se centran en conseguir la capacidad de regeneración neuronal para combatir enfermedades como el alzheimer, la demencia senil, el parkinson o lesiones medulares graves, no obstante estos experimentos aún están en desarrollo.

Tumores y neurogénesis

El estudio de la neurogénesis también tiene por objetivo descubrir porqué en la formación de tumores la zona subventricular del hipocampo (formador de nuevas neuronas) envía células madre hacia los tumores en formación. Estudios recientes parecen mostrar la clara relación entre neurogénesis y las formaciones tumorales en el cerebro y del estudio de la neurogénesis se podría obtener una forma de combatir mejor dicha enfermedad.

Depresión y neurogénesis

Estudios de 2006 indicaban que la fluoxetina actúa sobre la depresión acelerando de alguna manera la división celular en la zona del hipocampo, zona donde se produce la mayor parte de la neurogenesis adulta, pero estudios posteriores publicados en la revista Neuropsychopharmacology parecen entrar en contraposición con esos estudios y aún falta por estudiar bien los procesos que la producen. Estos otros estudios dan como resultado que no se puede afirmar que la formación de nuevas neuronas sería parte del mecanismo que alivia la depresión ya que otros mecanismos consiguen el mismo efecto sin acelerar la división de las neuronas en el hipocampo, como bien detallan algunos artículos científicos, no obstante la relación de la fluoxetina y la división activa en el hipocampo es interesante siempre que quede probada y correctamente estudiada.

Uso de biomateriales

Equipos de la Universidad de Valencia en colaboración con el centro de investigación Príncipe Felipe intentan recurrir a materiales sintéticos para generar de forma artificial el crecimiento de neuronas en zonas afectadas. En otras partes del mundo también se llevan a cabo experimentos similares, los cuales en un futuro podrían ayudar a curar o mejorar la calidad de vida de pacientes con daños en el cerebro.

Referencias

• Abril Alonso, Águeda et alii (2003), Fundamentos biológicos de la conducta, Madrid: Sanz y Torres. ISBN 84-88667-85-X.
• John P. J. Pinel (2004), Biopsicología, Madrid: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-205-28992-4.
• Gerd Kempermann: Neurogénesis en Mente y cerebro, nº19, julio 2006.
• Neurogénesis en Mente y cerebro, nº22, enero 2007.
• NEUROSURGERY CLINICS OF NORTH AMERICA; enero de 2007 por Quiñones-Hinojosa A, Sanai N, González-Pérez O y García-Verdugo JM. (migraciones de neuronas)
• Revista CNS Neurol Disord Drug Targets. 2007 Apr; AMPA Receptors in the Therapeutic Management of Depression. por Bleakman D, Alt A, Witkin JM.
• Neuropsychopharmacology. 2007 Apr 11; [Epub ahead of print] Links
• Behavioral Effects of Chronic Fluoxetine in BALB/cJ Mice Do Not Require Adult Hippocampal Neurogenesis or the Serotonin 1A Receptor
• Pubmed;Relación de artículos relacionados con la formación de tumores y neurogénesis
• http://www.elmundo.es/1999/06/11/sociedad/11N0065.html