Development and Plasticity of the Nervous System

Στο νευρικό σύστημα εντοπίζονται πολλοί και διαφορετικοί νευρωνικοί υπότυποι. Κύτταρα διαφορετικής μορφολογίας και λειτουργίας τα οποία παράγουν διαφορετικούς νευροδιαβιβαστές ή φέρουν διαφορετικούς διαύλους ιόντων. Μεταξύ αυτών, τα κύτταρα γλοίας τα οποία φαίνεται πως είναι πολύ περισσότερο από την συνδετική ουσία του νευρικού ιστού.

Το βασικό ερώτημα της προέλευσης της κυτταρικής ποικιλομορφίας κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, ισχύει και για το νευρικό σύστημα. Γνωρίζουμε ότι αυτό προκύπτει από το εκτόδερμα (όπως επίσης και η επιδερμίδα).

Πειράματα με εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ποντικού έχουν καταδείξει ότι η διαφοροποίηση προς νευρικά αποτελεί default state.

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του κεντρικού νευρικού συστήματος ξεχωριστοί νευρωνικοί υπότυποι δημιουργούνται σε διαφορετικές θέσεις ως προς τους άξονες τις σπονδυλικής στήλης. Η διαβάθμιση μορφογόνων θεωρείται υπεύθυνη για τη δημιουργία των διαφορετικών νευρωνικών υποτύπων κατά μήκος πρόσθιου-οπίσθιου άξονα της σπονδυλικής στήλης, αλλά και των διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου.

Μέρος Β΄ Εντερικό νευρικό σύστημα: Από τα βλαστικά κύτταρα στα νευρικά κυκλώματα

Το εντερικό νευρικό σύστημα (ΕΝΣ) λειτουργεί ανεξάρτητα από το Κεντρικο Νευρικό Σύστημα.

Κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης, κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας (neural crest) μεταναστεύουν σε άλλες θέσεις και δημιουργούν τα γάγγλια του περιφερικού νευρικού συστήματος.

Μια ομάδα 200-300 τέτοιων κυττάρων φτάνει στο πρόδρομο έντερο όπου δημιουργεί το ΕΝΣ (του οποίου ο αριθμός των νευρικών κυττάρων είναι ίσος με εκείνων της σπονδυλικής στήλης, ενώ ο αριθμός των κυττάρων γλοίας τριπλάσιος).

Η ανατομία του ΕΝΣ είναι χαοτική, αλλά μέσω αυτής επιτυγχάνεται λειτουργική τάξη: το ΕΝΣ ελέγχει τόσο την κινητική όσο και την εκκριτική λειτουργία του εντέρου.

Καθώς η ανάπτυξη του ΕΝΣ απαιτεί συνεργασία πολλών κυτταρικών διεργασιών στον χώρο και στο χρόνο, δυσλειτουργίες κατά την ανάπτυξη οδηγούν σε ασθένειες, όπως η νόσος του Hirschsprung, ή το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου.

Τα πρόδρομα κύτταρα του ΕΝΣ εκφράζουν το γονίδιο SOΧ 10, πράγμα που συνεχίζουν να κάνουν τα κύτταρα γλοίας στη συνέχεια. Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης το νευρογενετικό δυναμικό των πρόδρομων κυττάρων του ΕΝΣ μειώνεται βαθμηδόν και μηδενίζεται λίγο μετά τη γέννηση, ενώ αντίθετη πορεία ακολουθεί το γλοιογενετικό δυναμικό. Συνεπώς, ενώ στο ΕΝΣ των ενηλίκων δεν δημιουργούνται πλέον νέοι νευρώνες, τα εντερικά βλαστικά κύτταρα εμφανίζουν αξιοσημείωτες ομοιότητες με τα κύτταρα γλοίας.

Διαπιστώσαμε ότι η εντερική γλοία μπορεί να δώσει γένεση σε λειτουργικούς νευρώνες τόσο in vitro όσο και in vivo. Η διαχείριση αυτής της ικανότητας για την αντιμετώπιση ασθενειών είναι μέγα ζητούμενο.