-
VÝVIN MOZGOVÝCH
ŠTRUKTÚR
GENÉZA NEURÓNOV
Prof. MUDr. Daniela Ostatníková, PhD
-
Prítomnosť extra materiálu enormne zvyšuje možnosti.Ale až
odstránením toho, čo je navyše, vzniká jedinečné dielo.
GÉNY –PROSTREDIE
-
NEUROGENÉZA
PROLIFERÁCIATvorba neurónov z neuroblastov – mitóza
MIGRÁCIAPutovanie neurónov a osídľovanie oblastí CNS podľa
funkcie
DIFERENCIÁCIAVývin neurónov na určitý typ
SYNAPTOGENÉZATvorba synaptických spojení medzi neurónmi –
neurónové siete
SELEKTÍVNA SMRŤ NEURÓNOV, APOPTÓZAEliminácia nesprávne
umiestnených buniek a nesprávne diferencovaných buniek a
tých, ktoré sa synapticky nespojili s okolitými neurónmi
FUNKČNÁ VALIDÁCIAPosilnenie tých synáps, ktoré sa používajú, sú
funkčné
Oslabenie až zrušenie tých synaptických spojení, ktoré sa
nepoužívajú, sú nefunkčné
-
VÝVIN CNS
-
PROLIFERÁCIA – riadená génmi- 3. týždeň i.u. 250 000 / minútu-
ukončená v 5. mes. i.u. 1010-1011 neurónov
KMEŇOVÉ
BUNKY
PROGENITOROVÉ
BUNKY
VENTRIKULÁRNA
ZÓNA
POVRCH
VYVÍJAJÚCEHO SA
MOZGU
SUBVENTRIKULÁRNA
ZÓNA
INTERMEDIÁRNA
ZÓNANEURÓNY
OLIGO-
DENDROCYTYASTROCYTY
-
MIGRÁCIAneurón putuje do oblastí s funkciou, pre
ktorú je určený.
1. podľa dlhých výbežkov radiálnych gliových buniek – nasleduje
ich (šplhá sa po nich)
Tieto výbežky spájajú vnútorné vrstvy kôry s vonkajšími vrstvami
kôry
2: podľa chemických signálov
Neuróny majú špeciálne molekuly na svojom povrchu – adhezívne
molekuly, ktoré sa viažu na okolité molekuly alebo gliové bunky
alebo axóny neurónov. Tieto chemické signály vedú neuróny na miesto
určenia.
-
MIGRÁCIA – RASTOVÝ KÓNUS
Lamellipodia FilopodiaRastový kónus sa špecializuje na
identifikáciu správnej dráhy pre rast neuritu
Chemoafinitná hypotéza (Sperry, 1981)
Smer riadia atraktanty a repelenty
FasciculáciaMechanizmus, ktorým sa spájajú axóny, ktoré spoločne
migrujú – umožňuje toExpresia adhezívnych povrchových molekúlCAMs =
cell-adhesion molecules
molekuly laminínumolekuly integrínu – podpora pre predlžovanie
axónov
-
MIGRÁCIA
Putovanie neurónov trvá 2-3 týždne, do cieľa sa
dostane pravdepodobne len polovica
Ostatné:
• A) nediferencujú
• B) zmiznú / neprežijú migráciu
• C) nedosiahnu cieľ alebo sa chybne diferencujú,
čo môže spôsobiť poruchy: mentálna retardácia,
detská epilepsia, schizofrénia, dyslexia
-
APOPTÓZAApoptóza je normálny prirodzený
proces potrebný pre rovnováhu
buniek v tele Ak bunky neumierajú
môže nastať nekontrolovaný rast a
vytvorenie tumoru, ak bunky
zomierajú príliš rýchlo, môže nastať
ochorenie srdca, pečene. Bunky v
mozgu zomierajú riadene, apoptóza
má význam v špecializácii
mozgových funkcií.
Nekróza je patologický proces,
ktorý vzniká po pôsobení toxínov
alebo nevhodných podmienok,
ktoré vedú k poškodeniu bunky a
následne k zápalu a akumulácii
bunkového odpadu.
-
DIFERENCIÁCIADIFERENCIÁCIA NEURÓNOV– neuróny obsadzujú oblasti s
určitou génmi
naprogramovanou funkciou
- elektrická aktivita neurónov mení ich štruktúru a
štruktúru mozgu (riadené prostredím)
-
SYNAPTOGENÉZA
Elektrická aktivita ovplyvňuje vývin mozgu – „VYVÍJA SA TO, ČO
SA POUŽÍVA“
2 – 10. ROK ŽIVOTA – vývin spojení neurónov
– SYNAPTICKÁ KAPACITA - až 20 000 synáps na jeden neurón
- SYNAPTICKÁ PLASTICITA
Rast bielej hmoty
Postnatálne - synaptogenéza
SYNAPTOGENÉZA
NOVORODENEC 6 ROČNÝ 14 ROČNÝ
-
Neurolignín hrá významnú
úlohu pri vzniku a
vyformovaní špecifického
synaptického spojenia
MODEL SYNAPTOGENÉZY
VEDENIE AXÓNU ADHÉZIA BUNIEK TVORBA SYNAPSY
Axón pontínnej neurolignín
bunky sa blíži granulárnej bunky
ku granulárnej b. a neurexín axónu vytvoria synapsu
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.cumc.columbia.edu/news/in-vivo/Vol1_Iss1_jan14_02/pictures/model-for-
synaptogenesis.jpg&imgrefurl
-
SYNAPTICKÁ PLASTICITA
Lamprecht & LeDoux
Nature Reviews Neuroscience 5, 45-54, 2004
-
ZÁNIK BUNIEK A SYNÁPS
Neuróny medzi sebou súťažia o obmedzené množstvo trofických
faktorov ( NGF – nerve growth factor, Levi Montalcini, 1940) ktoré
produkujú cieľové neuróny –
selektívna smrť buniek
SYNAPTICKÁ KAPACITA– počet synáps na jednom neuróne – redukcia
na 50% v dospelosti
SYNAPTICKÁ ELIMINÁCIA závisí na aktivite neurónov počas
vývinu
-
„Use it or lose it” –nepoužívané neurónysa strácajú po kritickom
obdobíživota (u človeka po 10 roku veku)situácia neurónov v
striatovej kôre)
a) normálna zdravá mačka b) po monokulárnej deprivácii
1 and 5 monokulárna aktivácia, 2,3,4 binokulárna aktivácia s
preferenciou oka v 2 a 4
SYNAPTICKÁ KOMPETÍCIA
-
VÝVIN ZMYSLOVÝCH A KOGNITÍVNYCH FUNKCIÍ
https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjllvflrOjdAhURbFAKHcO7Aq4QjRx6BAgBEAU&url=https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(06)01648-5?code%3Dcell-site&psig=AOvVaw1qlYnuo1au0FJ0OVrm8nlF&ust=1538590024695192
-
NEUROGENÉZA V DOSPELOSTI
MIESTA NEUROGENÉZY V DOSPELOSTI. Štúdie na hlodavcoch v
porovnaní s ľudským
mozgom.
Neurogenéza bola potvrdená v dvoch oblastiach mozgu:
subventrikulárna zóna (SVZ) bočných
komôr a gyrus dentatus hipokampu (oblasť mozgu spojená s učením
a pamäťou). V SVZ
progenitorové bunky migrujú do bulbus olfactorius, kde
diferencujú na neuróny.
