Le cellule nervose non si riprendono? Le cellule nervose possono riprendersi Tasso di recupero delle cellule nervose

Il sistema nervoso è costituito da cellule nervose collegate in una rete. L'attività motoria, il pensiero e la fisiologia sono completamente subordinati ai segnali che vengono trasmessi lungo i rami del sistema nervoso. Tutte le cellule hanno un nome comune - neuroni - e differiscono solo per il loro scopo funzionale nel corpo umano.

Perché i neuroni non si riprendono

Gli scienziati fisiologici stanno ancora discutendo se sia possibile ripristinare le cellule nervose. La controversia è nata perché gli scienziati hanno scoperto l'incapacità di un neurone di riprodursi. Poiché tutte le cellule si riproducono per divisione, sono in grado di creare nuovi tessuti negli organi.

Ma i neuroni, secondo un folto gruppo di biologi, vengono donati a una persona una volta e per il resto della sua vita, anche se con una “grande riserva”. Nel corso degli anni muoiono gradualmente e per questo motivo possono andare perse importanti funzioni cerebrali.

Lo stress, la malattia e gli infortuni portano alla morte dei neuroni. L'alcolismo e il fumo distruggono anche le cellule nervose, privando una persona di una vita lunga e fruttuosa. L'incapacità dei restanti neuroni di riprodursi per fissione portò alla comparsa dell'espressione alata.

Punto di vista alternativo

Negli ultimi 10 anni, i biologi hanno studiato attivamente il cervello. Gli scienziati affrontano molte sfide: conducono esperimenti scientifici e avanzano nuove ipotesi.

Un gruppo di fisiologi non è d'accordo con la visione stabilita dalla maggioranza dei conservatori. E ogni tanto la stampa riporta che il mito sull'impossibilità di ripristinare il tessuto nervoso è stato sfatato.

In uno degli esperimenti di laboratorio con aree danneggiate del cervello, sono stati in grado di ripristinare alcuni neuroni. Sono emersi da cellule staminali dei tessuti neurali immagazzinate in riserve.

Il processo di formazione di nuovi neuroni è stato chiamato neurogenesi. Solo gli animali giovani adulti ne sono capaci. Successivamente, tali zone sono state trovate negli esseri umani. Solo alcune aree del cervello possono essere ripristinate, ad esempio le aree responsabili della memoria e dell’apprendimento.

Le capacità cerebrali possono essere sviluppate e mantenute in uno stato attivo per lungo tempo. Ciò è facilitato dall'acquisizione di conoscenze intellettuali e attività fisica. Uno stile di vita sano offre anche a una persona l'opportunità di affrontare la vecchiaia con una mente sana e una memoria chiara.

Al contrario, lo stress grave dovrebbe essere evitato. La gentilezza e la calma sono una ricetta collaudata per una vita attiva e lunga. Il futuro mostrerà se il cervello potrà riprendersi completamente e se sarà possibile prolungare la vita umana di decenni attraverso la neurogenesi.

Come ha detto l’eroe di Leonid Bronevoy, il medico distrettuale: “ la testa è un oggetto scuro e non può essere esaminata..." Sebbene l'insieme compatto di cellule nervose chiamato cervello sia stato studiato dai neurofisiologi per molto tempo, gli scienziati non sono ancora riusciti a ottenere risposte a tutte le domande relative al funzionamento dei neuroni.

L'essenza della questione

Qualche tempo fa, fino agli anni '90 del secolo scorso, si credeva che il numero di neuroni nel corpo umano fosse costante e, in caso di perdita, fosse impossibile ripristinare le cellule nervose danneggiate nel cervello. In parte questa affermazione è vera: durante lo sviluppo dell'embrione, la natura mette a disposizione un'enorme riserva di cellule.

Anche prima della nascita, un neonato perde quasi il 70% dei neuroni formati a causa della morte cellulare programmata: l'apoptosi. La morte neuronale continua per tutta la vita.

A partire dai trent'anni, questo processo viene attivato: una persona perde fino a 50.000 neuroni ogni giorno. Come risultato di tali perdite, il cervello di una persona anziana si riduce di circa il 15% rispetto al suo volume in gioventù e in età adulta.

È caratteristico che gli scienziati notino questo fenomeno solo negli esseri umani– in altri mammiferi, compresi i primati, non si osserva declino cerebrale legato all’età e, di conseguenza, demenza senile. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che gli animali in natura non vivono fino alla vecchiaia.

Gli scienziati ritengono che l'invecchiamento del tessuto cerebrale sia un processo naturale stabilito dalla natura ed è una conseguenza della longevità acquisita da una persona. Gran parte dell’energia del corpo viene spesa per le funzioni cerebrali, quindi quando una maggiore attività non è più necessaria, la natura riduce il consumo energetico del tessuto cerebrale, spendendo energia per il mantenimento di altri sistemi corporei.

Questi dati supportano infatti il ​​detto comune secondo cui le cellule nervose non si rigenerano. Perché, se il corpo in uno stato normale non ha bisogno di ripristinare i neuroni morti, c'è una scorta di cellule che è più che sufficiente per durare tutta la vita.

Le osservazioni di pazienti affetti dal morbo di Parkinson hanno dimostrato che le manifestazioni cliniche della malattia compaiono quando quasi il 90% dei neuroni del mesencefalo, responsabile del controllo del movimento, muore. Quando i neuroni muoiono, le loro funzioni vengono sostituite dalle cellule nervose vicine. Aumentano di dimensioni e formano nuove connessioni tra i neuroni.

Quindi, se nella vita di una persona "…tutto va secondo i piani", i neuroni persi in quantità geneticamente determinate non vengono ripristinati: questo semplicemente non è necessario.

Più precisamente, avviene la formazione di nuovi neuroni. Nel corso della vita viene costantemente prodotto un certo numero di nuove cellule nervose. Il cervello dei primati, compreso quello umano, produce diverse migliaia di neuroni ogni giorno. Ma la perdita naturale delle cellule nervose è ancora molto maggiore.

Ma il piano potrebbe andare storto. Può verificarsi una massiccia morte neuronale. Naturalmente, non a causa della mancanza di emozioni positive, ma, ad esempio, a causa di danni meccanici durante gli infortuni. È qui che entra in gioco la capacità di rigenerare le cellule nervose. Gli studi degli scienziati dimostrano che è possibile trapiantare il tessuto cerebrale, in cui non solo il trapianto non viene rifiutato, ma l'aggiunta di cellule del donatore porta al ripristino del tessuto nervoso del ricevente.

Il precedente di Teri Wallis

Oltre agli esperimenti sui topi, il caso di Terry Wallis, che ha trascorso vent'anni in coma dopo un grave incidente stradale, può servire come prova per gli scienziati. I parenti si sono rifiutati di rimuovere Terry dal supporto vitale dopo che i medici hanno diagnosticato uno stato vegetativo.

Dopo una pausa di vent'anni, Terry Wallis ha ripreso conoscenza. Ora può già pronunciare parole significative e scherzare. Alcune funzioni motorie vengono gradualmente ripristinate, anche se ciò è complicato dal fatto che durante un periodo di inattività così lungo, tutti i muscoli del corpo dell’uomo si sono atrofizzati.

Gli studi degli scienziati sul cervello di Terry Wallis dimostrano fenomeni fenomenali: nel cervello di Terry stanno sviluppando nuove strutture neurali per sostituire quelle perse nell'incidente.

Inoltre, le nuove formazioni hanno forma e collocazione diversa da quelle abituali. Sembra che il cervello crei nuovi neuroni dove si sente più a suo agio, piuttosto che cercare di sostituire quelli persi a causa di un infortunio. Esperimenti condotti con pazienti in stato vegetativo hanno dimostrato che i pazienti sono in grado di rispondere alle domande e rispondere alle richieste. È vero, questo può essere registrato solo dall'attività del sistema cerebrale utilizzando la risonanza magnetica. Questa scoperta potrebbe cambiare radicalmente l'atteggiamento nei confronti dei pazienti caduti in stato vegetativo.

Non sono solo situazioni estreme come lesioni cerebrali traumatiche che possono contribuire ad un aumento del numero di neuroni morenti. Stress, cattiva alimentazione, ecologia: tutti questi fattori possono aumentare il numero di cellule nervose perse da una persona. Lo stato di stress riduce anche la formazione di nuovi neuroni. Le situazioni stressanti vissute durante lo sviluppo intrauterino e la prima volta dopo la nascita possono causare una diminuzione del numero di cellule nervose nella vita futura.

Come ripristinare i neuroni

Invece di chiedersi se sia possibile ripristinare le cellule nervose, forse vale la pena decidere: ne vale la pena? La relazione del professor G. Hüther al Congresso mondiale degli psichiatri parlava dell'osservazione dei novizi di un monastero in Canada. Molte delle donne osservate avevano più di cento anni. E tutti hanno mostrato un'eccellente salute mentale e mentale: nel loro cervello non sono stati riscontrati cambiamenti degenerativi caratteristici della senilità.

Secondo il professore, quattro fattori contribuiscono al mantenimento della neuroplasticità, ovvero la capacità di rigenerazione del cervello:

• forza dei legami sociali e delle relazioni amichevoli con i propri cari;
• la capacità di apprendere e l'implementazione di questa capacità durante tutta la vita;
• equilibrio tra ciò che si desidera e ciò che è nella realtà;
• visione del mondo stabile.

Le suore avevano tutti questi fattori.

In ogni momento, l'umanità ha pensato ripristino di cellule e organi. Gli scienziati conducono ricerche, presentano fatti, ipotesi, dichiarazioni. Il sistema yoga ha la propria interpretazione ed esercizi per il ripristino cellulare, maggiori informazioni su questo alla fine dell'articolo.

Merita un'attenzione particolare la dichiarazione degli scienziati dell'Università statale di Altai: lo sviluppo di un farmaco, capace di rinnovare i tessuti e mantenerli biologicamente nello stato di un organismo giovane. Vengono attivati ​​i processi di produzione delle proprie cellule staminali. Forse questo sviluppo sarà una svolta nel campo del ripristino e del ringiovanimento delle cellule nel corpo umano.

Il direttore dell'università Ivan Smirnov ha affermato che il farmaco sarà disponibile entro due anni e che i test sui topi di laboratorio sono già stati completati con successo. Presumibilmente, il farmaco per i giovani sarà sotto forma di compresse per somministrazione orale e crema per curare varie ferite. L'obiettivo principale del farmaco è la rigenerazione del midollo osseo dopo la chemioterapia in oncologia e un epatoprotettore per supportare il fegato.

L'ultima settimana di giugno 2016 è stata contrassegnata da un grande evento presso l'Università Nazionale delle Tecnologie dell'Informazione, della Meccanica e dell'Ottica (ITMO) di San Pietroburgo, dove si tiene il congresso internazionale "Laser e fotonica". Biostampante- un'innovazione tecnologica da parte degli scienziati che offre un'opportunità unica per stampare uno strato di tessuto organico, un organo a tutti gli effetti, nonché creare cartilagine e ossa da cellule staminali e altre cellule tissutali di un organismo vivente. La stampante 3D ha suscitato il maggiore interesse tra tutte quelle presentate e c’è speranza per alcuni cambiamenti nella medicina.

Nel mese di agosto, con l'aiuto di un gruppo di scienziati americani, ci è riuscito cellule staminali trattare i danni alla struttura cerebrale causati dall’ictus.

Buono, promettente novità di inizio 2017- Dichiarazione ufficiale degli scienziati giapponesi sulla coltivazione intestino funzionale da cellule staminali embrionali umane. Per la prima volta nella storia della scienza è stato possibile far crescere l'intestino; la lunghezza di circa un centimetro si forma in circa uno o due mesi. Il Centro nazionale per la salute e lo sviluppo infantile del Giappone riferisce che questa scoperta unica aiuterà nella lotta contro le malattie intrattabili.

Cicli e ritmo del rinnovamento degli organi

Le cellule del corpo si rinnovano costantemente, in alcuni organi abbastanza spesso, ma la vecchiaia continua a verificarsi. Per prolungare la giovinezza e ritardare l’invecchiamento, abbiamo bisogno di cambiamenti fondamentali e di farmaci per il corpo. Il neurologo svedese Jonas Friesen sostiene che il corpo adulto, a causa dei suoi cicli di rinnovamento, ha circa 15 anni. Ma allora, perché nel corso degli anni perdiamo la mobilità articolare, la pelle diventa rugosa e altri cambiamenti che differiscono dall'età di quindici anni. La sua spiegazione sta nelle differenze nel DNA: una certa parte di ciascuna cellula (mitocondrio) accumula danni diversi. Qual è il periodo e il ciclo di rinnovamento dei nostri organi:

• pelle- lo strato superiore della pelle si rinnova ogni 2-4 settimane;
• unghia- sulle braccia crescono di 3-4 millimetri entro un mese, sulle gambe questo processo avviene 2 volte più lentamente. L'unghia della punta si rinnova completamente in 10 mesi, sulla mano - 6 mesi Sui mignoli la crescita avviene molto più lentamente che sulle altre dita;
• occhi- solo lo strato superiore della cellula corneale, dopo 7-10 giorni, e se è danneggiato, c'è la possibilità di riprendersi in un giorno e mezzo;
• lingua- il ciclo di rinnovamento cellulare è di 10-12 giorni, qui si trovano circa 10.000 recettori;
• cuore- si verificano pochissimi aggiornamenti, 1-2 volte nella vita;
• fegato- dopo circa 150 giorni, il fegato ha anche la capacità unica di riprendersi completamente se due terzi dell'organo sono stati persi durante l'intervento chirurgico;
• intestini- l'interno dell'organo è ricoperto da piccoli villi; il loro periodo di rinnovamento è di circa 3-5 giorni. Il ciclo piuttosto rapido si spiega con l'effetto costante del succo gastrico sui villi;
• polmoni- le cellule che si trovano sulla superficie dei polmoni si rigenerano in 14-20 giorni. Questa parte subisce l'impatto delle sostanze nocive provenienti dall'aria che inaliamo. E le sacche d'aria situate alle estremità dei bronchi - 1 anno;
• scheletro- il rinnovamento completo richiede circa 10 anni; con l'età il processo rallenta, perché le ossa diventano più fragili.
• capelli- i peli sulla testa crescono di 1 centimetro in un mese, i peli sulle sopracciglia e sulle ciglia crescono completamente in 6-8 settimane.

In precedenza, si credeva che le cellule nervose del cervello non venissero ripristinate, ma ora è apparsa una nuova affermazione: le cellule cerebrali, così come le cellule nervose, possono essere ripristinate con l'aiuto di un regolare allenamento mentale. Ecco cosa aiuta a ripristinare le cellule nervose, secondo gli scienziati: scacchi, carte, gioco del lotto, cruciverba, lettura ad alta voce, semplice esercizio quotidiano, una corretta alimentazione. È considerato utile anche memorizzare alcune informazioni: numeri di telefono, codici diversi, testi.

Va notato che questi sono dati approssimativi, dipendono da molti fattori e non tutte le persone sperimentano la stessa cosa. Fumo, alcol e farmaci rallentano notevolmente il rinnovamento cellulare; anche l’alimentazione e lo stile di vita influiscono su questo processo.

Ripristino cellulare nello yoga

Il sistema yoga ha una propria idea di ripristino cellulare nel corpo e offre esercizi speciali. L'idea degli esercizi è focalizzare l'attenzione su un determinato organo e dirigere mentalmente pensieri positivi. Questo metodo può essere chiamato persuasione o autosuggestione, si basa sulla teoria secondo cui le cellule sono dotate di intelligenza. Quando accedono a un organo, le sue cellule sono in grado di percepire i desideri e le parole d'addio del nostro subconscio. Il metodo della persuasione è consigliato per dolori minori e per migliorare le condizioni dell'organo.

Regole quando si contatta un organo sono semplici: dare un desiderio comprensibile, chiaro, ripeterlo più volte. Per aumentare la tua attenzione, puoi accarezzare o accarezzare leggermente la parte del corpo in cui si trova l'organo. Un ambiente calmo, una posizione comoda, pensieri o parole approssimativamente della seguente natura: le tue condizioni stanno migliorando, provi sollievo, il dolore scompare (se presente). E la cosa principale è crederci potenti forze curative dentro di noi: cellule viventi, capace di rinnovare e migliorare le funzioni degli organi.

Secondo gli yogi, ogni organo ha il proprio grado di obbedienza e di risposta ai nostri comandi e pensieri.

• Gli intestini crassi sono considerati molto docili;
• Le cellule del fegato sono ottuse, con un basso livello di intelligenza cellulare. Si consiglia di contattarli con comandi fermi;
• cuore - le sue cellule hanno un'intelligenza più sviluppata e necessitano di essere trattate con più delicatezza rispetto al fegato;
• Le cellule dello stomaco si trovano obbedientemente nel mezzo tra il fegato e il cuore.

Per migliorare l'effetto, è necessario condurre uno stile di vita sano, un'attività fisica moderata, una corretta alimentazione, riposo e otto ore di sonno.

La salute è la cosa più preziosa nella vita di una persona. Per mantenere il corpo in uno stato sano, è necessario dedicare 1-2 ore al giorno. I nostri semplici consigli: iniziate la giornata con esercizi mattutini orientali, praticate yoga o esercizi di respirazione durante la giornata. Altre opzioni: sala fitness, o sport preferito, esercizi per accumulare energia, 15-20 minuti di camminata o corsa, ginnastica Amosov.Sia che il sole rida o che il cielo pianga un po', affinché la giornata non si riveli una pagina strappata dalla vita: fai gli esercizi, fallo per divertimento. Il sito contiene molte informazioni interessanti e utili, per non perdere qualcosa di importante, apertoMappa del sito dove puoi vedere i titoli di tutti gli articoli. Il loro numero è in costante crescita, utilizza anche la funzione di ricerca scrivendo una parola chiave.

Dottore in Scienze Mediche V. GRINEVICH.

L'espressione popolare "Le cellule nervose non si rigenerano" è stata percepita da tutti fin dall'infanzia come una verità immutabile. Tuttavia, questo assioma non è altro che un mito e nuovi dati scientifici lo smentiscono.

Rappresentazione schematica di una cellula nervosa, o neurone, che consiste in un corpo con un nucleo, un assone e diversi dendriti.

I neuroni differiscono tra loro per dimensioni, ramificazione dendritica e lunghezza degli assoni.

Il termine "glia" comprende tutte le cellule del tessuto nervoso che non sono neuroni.

I neuroni sono geneticamente programmati per migrare verso l'una o l'altra parte del sistema nervoso, dove, con l'aiuto di processi, stabiliscono connessioni con altre cellule nervose.

Le cellule nervose morte vengono distrutte dai macrofagi che entrano nel sistema nervoso dal sangue.

Fasi di formazione del tubo neurale nell'embrione umano.

La natura riserva un margine di sicurezza molto elevato al cervello in via di sviluppo: durante l'embriogenesi si forma un grande eccesso di neuroni. Quasi il 70% di loro muore prima della nascita del bambino. Il cervello umano continua a perdere neuroni dopo la nascita, per tutta la vita. Questa morte cellulare è geneticamente programmata. Naturalmente non muoiono solo i neuroni, ma anche altre cellule del corpo. Solo tutti gli altri tessuti hanno un'elevata capacità rigenerativa, cioè le loro cellule si dividono, sostituendo quelle morte. Il processo di rigenerazione è più attivo nelle cellule epiteliali e negli organi emopoietici (midollo osseo rosso). Ma ci sono cellule in cui i geni responsabili della riproduzione per divisione sono bloccati. Oltre ai neuroni, queste cellule includono cellule muscolari cardiache. Come fanno le persone a mantenere l'intelligenza fino all'età avanzata se le cellule nervose muoiono e non si rinnovano?

Una possibile spiegazione: nel sistema nervoso non tutti i neuroni “lavorano” contemporaneamente, ma solo il 10% dei neuroni. Questo fatto è spesso citato nella letteratura popolare e persino scientifica. Ho dovuto discutere più volte questa affermazione con i miei colleghi nazionali e stranieri. E nessuno di loro capisce da dove provenga questa cifra. Qualsiasi cellula vive e “lavora” contemporaneamente. In ciascun neurone si verificano continuamente processi metabolici, le proteine ​​vengono sintetizzate e gli impulsi nervosi vengono generati e trasmessi. Lasciando quindi l'ipotesi dei neuroni “a riposo”, passiamo ad una delle proprietà del sistema nervoso, ovvero la sua eccezionale plasticità.

Il significato di plasticità è che le funzioni delle cellule nervose morte vengono rilevate dai loro “colleghi” sopravvissuti, che aumentano di dimensioni e formano nuove connessioni, compensando le funzioni perdute. L'efficacia elevata, ma non illimitata, di tale compensazione può essere illustrata dall'esempio del morbo di Parkinson, in cui si verifica la morte graduale dei neuroni. Si scopre che fino alla morte di circa il 90% dei neuroni nel cervello, i sintomi clinici della malattia (tremore degli arti, mobilità limitata, andatura instabile, demenza) non compaiono, cioè la persona sembra praticamente sana. Ciò significa che una cellula nervosa viva può sostituire nove cellule nervose morte.

Ma la plasticità del sistema nervoso non è l'unico meccanismo che consente di conservare l'intelligenza fino alla vecchiaia. La natura ha anche un'opzione di riserva: l'emergere di nuove cellule nervose nel cervello dei mammiferi adulti o la neurogenesi.

Il primo rapporto sulla neurogenesi apparve nel 1962 sulla prestigiosa rivista scientifica Science. L'articolo era intitolato "Si stanno formando nuovi neuroni nel cervello dei mammiferi adulti?" Il suo autore, il professor Joseph Altman della Purdue University (USA), ha usato una corrente elettrica per distruggere una delle strutture del cervello del ratto (il corpo genicolato laterale) e vi ha iniettato una sostanza radioattiva che penetra nelle cellule emergenti. Pochi mesi dopo, lo scienziato scoprì nuovi neuroni radioattivi nel talamo (una regione del prosencefalo) e nella corteccia cerebrale. Nel corso dei sette anni successivi, Altman pubblicò numerosi altri articoli che dimostravano l'esistenza della neurogenesi nel cervello dei mammiferi adulti. Tuttavia, negli anni Sessanta, il suo lavoro suscitò solo scetticismo tra i neuroscienziati; il loro sviluppo non ne seguì.

E solo venti anni dopo, la neurogenesi fu nuovamente “scoperta”, ma nel cervello degli uccelli. Molti ricercatori sugli uccelli canori hanno notato che durante ogni stagione degli amori, il canarino maschio Serino canaria esegue una canzone con nuove "ginocchia". Inoltre, non adotta nuovi trilli dai suoi fratelli, poiché le canzoni sono state aggiornate anche isolatamente. Gli scienziati hanno iniziato a studiare in dettaglio il principale centro vocale degli uccelli, situato in una parte speciale del cervello, e hanno scoperto che alla fine della stagione degli amori (per i canarini avviene in agosto e gennaio), una parte significativa dei neuroni degli uccelli il centro vocale è morto, probabilmente a causa dell'eccessivo carico funzionale. A metà degli anni '80 il professor Fernando Notteboom della Rockefeller University (USA) è riuscito a dimostrare che nei canarini maschi adulti il ​​processo di neurogenesi avviene costantemente nel centro vocale, ma il numero di neuroni prodotti è soggetto a fluttuazioni stagionali. Il picco della neurogenesi nei canarini si verifica in ottobre e marzo, cioè due mesi dopo la stagione degli amori. Ecco perché la “libreria di dischi” dei canti maschili viene aggiornata regolarmente.

Alla fine degli anni '80, la neurogenesi fu scoperta anche negli anfibi adulti nel laboratorio dello scienziato di Leningrado, il professor A.L. Polenov.

Da dove vengono i nuovi neuroni se le cellule nervose non si dividono? La fonte di nuovi neuroni sia negli uccelli che negli anfibi si è rivelata essere cellule staminali neuronali provenienti dalla parete dei ventricoli del cervello. Durante lo sviluppo dell'embrione, è da queste cellule che si formano le cellule del sistema nervoso: neuroni e cellule gliali. Ma non tutte le cellule staminali si trasformano in cellule del sistema nervoso: alcune di esse “si nascondono” e aspettano dietro le quinte.

È stato dimostrato che nuovi neuroni derivano da cellule staminali adulte nei vertebrati inferiori. Tuttavia, ci sono voluti quasi quindici anni per dimostrare che un processo simile avviene nel sistema nervoso dei mammiferi.

I progressi delle neuroscienze nei primi anni ’90 hanno portato alla scoperta di neuroni “neonati” nel cervello di ratti e topi adulti. Sono stati trovati principalmente in parti del cervello evolutivamente antiche: i bulbi olfattivi e la corteccia dell’ippocampo, che sono principalmente responsabili del comportamento emotivo, della risposta allo stress e della regolazione delle funzioni sessuali nei mammiferi.

Proprio come negli uccelli e nei vertebrati inferiori, nei mammiferi le cellule staminali neuronali si trovano vicino ai ventricoli laterali del cervello. La loro trasformazione in neuroni è molto intensa. Nei ratti adulti, ogni mese si formano circa 250.000 neuroni a partire da cellule staminali, che sostituiscono il 3% di tutti i neuroni nell'ippocampo. La durata della vita di tali neuroni è molto elevata, fino a 112 giorni. Le cellule staminali neuronali percorrono una lunga distanza (circa 2 cm). Sono anche in grado di migrare nel bulbo olfattivo, dove si trasformano in neuroni.

I bulbi olfattivi del cervello dei mammiferi sono responsabili della percezione e dell'elaborazione primaria di vari odori, compreso il riconoscimento dei feromoni, sostanze vicine nella loro composizione chimica agli ormoni sessuali. Il comportamento sessuale nei roditori è regolato principalmente dalla produzione di feromoni. L'ippocampo si trova sotto gli emisferi cerebrali. Le funzioni di questa struttura complessa sono associate alla formazione della memoria a breve termine, alla realizzazione di determinate emozioni e alla partecipazione alla formazione del comportamento sessuale. La presenza di neurogenesi costante nel bulbo olfattivo e nell'ippocampo nei ratti è spiegata dal fatto che nei roditori queste strutture sopportano il carico funzionale principale. Pertanto, le cellule nervose in esse contenute spesso muoiono, il che significa che devono essere rinnovate.

Per capire quali condizioni influenzano la neurogenesi nell'ippocampo e nel bulbo olfattivo, il professor Gage dell'Università di Salka (USA) ha costruito una città in miniatura. I topi giocavano lì, facevano esercizio fisico e cercavano le uscite dai labirinti. Si è scoperto che nei topi “di città” i nuovi neuroni apparivano in numero molto maggiore rispetto ai loro parenti passivi, impantanati nella vita di routine nel vivaio.

Le cellule staminali possono essere estratte dal cervello e trapiantate in un’altra parte del sistema nervoso, dove si trasformano in neuroni. Il professor Gage e i suoi colleghi hanno condotto numerosi esperimenti simili, il più impressionante dei quali è stato il seguente. Un pezzo di tessuto cerebrale contenente cellule staminali è stato trapiantato nella retina distrutta dell'occhio di un ratto. (La parete interna dell'occhio sensibile alla luce ha un'origine "nervosa": è costituita da neuroni modificati: bastoncelli e coni. Quando lo strato sensibile alla luce viene distrutto, si verifica la cecità.) Le cellule staminali cerebrali trapiantate si sono trasformate in neuroni retinali, i loro processi hanno raggiunto il nervo ottico e il ratto ha riacquistato la vista! Inoltre, quando le cellule staminali cerebrali sono state trapiantate in un occhio non danneggiato, non si è verificata alcuna trasformazione . Probabilmente, quando la retina viene danneggiata, vengono prodotte alcune sostanze (ad esempio, i cosiddetti fattori di crescita) che stimolano la neurogenesi. Tuttavia, l’esatto meccanismo di questo fenomeno non è ancora chiaro.

Gli scienziati hanno dovuto affrontare il compito di dimostrare che la neurogenesi si verifica non solo nei roditori, ma anche negli esseri umani. A tal fine, i ricercatori guidati dal professor Gage hanno recentemente svolto un lavoro sensazionale. In una delle cliniche oncologiche americane, un gruppo di pazienti con tumori maligni incurabili ha assunto il farmaco chemioterapico bromodyoxyuridine. Questa sostanza ha una proprietà importante: la capacità di accumularsi nelle cellule in divisione di vari organi e tessuti. La bromodiossiuridina è incorporata nel DNA della cellula madre e viene trattenuta nelle cellule figlie dopo che la cellula madre si è divisa. Uno studio patologico ha dimostrato che i neuroni contenenti bromodyoxyuridine si trovano in quasi tutte le parti del cervello, compresa la corteccia cerebrale. Ciò significa che questi neuroni erano nuove cellule nate dalla divisione delle cellule staminali. La scoperta ha confermato incondizionatamente che il processo di neurogenesi avviene anche negli adulti. Ma se nei roditori la neurogenesi avviene solo nell'ippocampo, nell'uomo può probabilmente coinvolgere aree più ampie del cervello, compresa la corteccia cerebrale. Ricerche recenti hanno dimostrato che nuovi neuroni nel cervello adulto possono formarsi non solo da cellule staminali neuronali, ma anche da cellule staminali del sangue. La scoperta di questo fenomeno ha causato euforia nel mondo scientifico. Tuttavia, la pubblicazione sulla rivista Nature nell'ottobre 2003 ha in gran parte raffreddato le menti entusiaste. Si è scoperto che le cellule staminali del sangue penetrano effettivamente nel cervello, ma non si trasformano in neuroni, ma si fondono con essi, formando cellule binucleate. Successivamente il “vecchio” nucleo del neurone viene distrutto e sostituito dal “nuovo” nucleo della cellula staminale del sangue. Nel corpo del ratto, le cellule staminali del sangue si fondono principalmente con le cellule giganti del cervelletto - cellule di Purkinje, anche se ciò accade abbastanza raramente: nell'intero cervelletto si possono trovare solo poche cellule fuse. La fusione più intensa dei neuroni avviene nel fegato e nel muscolo cardiaco. Non è ancora del tutto chiaro quale sia il significato fisiologico di ciò. Un'ipotesi è che le cellule staminali del sangue portino con sé nuovo materiale genetico che, entrando nella “vecchia” cellula cerebellare, ne prolunga la vita.

Quindi, nuovi neuroni possono nascere dalle cellule staminali anche nel cervello adulto. Questo fenomeno è già ampiamente utilizzato per il trattamento di varie malattie neurodegenerative (malattie accompagnate dalla morte dei neuroni cerebrali). La preparazione delle cellule staminali per il trapianto si ottiene in due modi. Il primo è l’utilizzo delle cellule staminali neurali, che sia nell’embrione che nell’adulto si trovano attorno ai ventricoli del cervello. Il secondo approccio è l’utilizzo delle cellule staminali embrionali. Queste cellule si trovano nella massa cellulare interna nella fase iniziale della formazione dell'embrione. Possono trasformarsi in quasi tutte le cellule del corpo. La difficoltà maggiore nel lavorare con le cellule embrionali è farle trasformare in neuroni. Le nuove tecnologie lo rendono possibile.

Alcune istituzioni mediche negli Stati Uniti hanno già formato “biblioteche” di cellule staminali neurali ottenute da tessuto embrionale e le stanno trapiantando nei pazienti. I primi tentativi di trapianto danno risultati positivi, anche se oggi i medici non riescono a risolvere il problema principale di tali trapianti: la proliferazione incontrollata delle cellule staminali nel 30-40% dei casi porta alla formazione di tumori maligni. Non è stato ancora trovato alcun approccio per prevenire questo effetto collaterale. Ma nonostante ciò, il trapianto di cellule staminali sarà senza dubbio uno degli approcci principali nella cura delle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e il Parkinson, che sono diventate la piaga dei paesi sviluppati.

"Scienza e Vita" sulle cellule staminali:

Belokoneva O., Ph.D. chimico. Sci. Divieto delle cellule nervose. - 2001, n. 8.

Belokoneva O., Ph.D. chimico. Sci. La madre di tutte le cellule. - 2001, n. 10.

Smirnov V., accademico RAMS, membro corrispondente. RAS. La terapia riabilitativa del futuro. - 2001, n. 8.

Decenni di discussioni, detti consolidati, esperimenti su topi e pecore - ma è ancora possibile che il cervello adulto formi nuovi neuroni per sostituire quelli perduti? E se sì, come? E se non può, perché?

Un dito tagliato guarirà in pochi giorni, un osso rotto guarirà. Miriadi di globuli rossi si sostituiscono in generazioni di breve durata, i muscoli crescono sotto carico: il nostro corpo si rinnova costantemente. Per molto tempo si è creduto che in questa celebrazione della rinascita fosse rimasto un solo estraneo: il cervello. Le sue cellule più importanti, i neuroni, sono troppo altamente specializzate per dividersi. Il numero di neuroni diminuisce di anno in anno e, sebbene siano così numerosi che la perdita di diverse migliaia non ha un effetto evidente, la capacità di riprendersi da un danno non danneggerebbe il cervello. Tuttavia, per molto tempo gli scienziati non sono stati in grado di rilevare la presenza di nuovi neuroni nel cervello maturo. Tuttavia, non esistevano strumenti sufficientemente sofisticati per individuare tali cellule e i loro “genitori”.

La situazione cambiò quando, nel 1977, Michael Kaplan e James Hinds usarono la [3H]-timidina radioattiva, che può essere incorporata nel nuovo DNA. Le sue catene sintetizzano attivamente le cellule in divisione, raddoppiando il loro materiale genetico e allo stesso tempo accumulando etichette radioattive. Un mese dopo aver somministrato il farmaco ai ratti adulti, gli scienziati hanno ottenuto fette del loro cervello. L'autoradiografia ha mostrato che i segni erano localizzati nelle cellule del giro dentato dell'ippocampo. Tuttavia, si riproducono ed esiste la “neurogenesi adulta”.

A proposito di uomini e topi

Durante questo processo, i neuroni maturi non si dividono, così come non si dividono le cellule delle fibre muscolari e i globuli rossi: responsabili della loro formazione sono diverse cellule staminali che conservano la loro “ingenua” capacità di riprodursi. Uno dei discendenti della cellula progenitrice divisa diventa una cellula giovane specializzata e matura in uno stato adulto pienamente funzionale. L'altra cellula figlia rimane una cellula staminale: ciò permette di mantenere la popolazione di cellule progenitrici a un livello costante senza sacrificare il rinnovamento del tessuto circostante.

Cellule precursori neuronali sono state trovate nel giro dentato dell’ippocampo. Successivamente furono ritrovati in altre parti del cervello dei roditori, nel bulbo olfattivo e nella struttura sottocorticale dello striato. Da qui, i giovani neuroni possono migrare nell’area desiderata del cervello, maturare sul posto e integrarsi nei sistemi di comunicazione esistenti. Per fare questo, la nuova cellula dimostra la sua utilità ai suoi vicini: la sua capacità di eccitare è aumentata, così che anche un impatto debole fa sì che il neurone produca un'intera raffica di impulsi elettrici. Più una cellula è attiva, più connessioni forma con le vicine e più velocemente queste connessioni si stabilizzano.

La neurogenesi adulta nell'uomo è stata confermata solo un paio di decenni dopo con l'aiuto di nucleotidi radioattivi simili - nello stesso giro dentato dell'ippocampo e poi nello striato. Il nostro bulbo olfattivo, a quanto pare, non si rinnova. Tuttavia, quanto sia attivo questo processo e come cambi nel tempo non è esattamente chiaro oggi.

Ad esempio, uno studio del 2013 ha dimostrato che fino alla vecchiaia circa l’1,75% delle cellule del giro dentato dell’ippocampo si rinnova ogni anno. E nel 2018 sono emersi risultati che dimostrano che la formazione dei neuroni qui si ferma già nell’adolescenza. Il primo ha misurato l'accumulo di traccianti radioattivi e il secondo ha utilizzato coloranti che si legano selettivamente ai neuroni giovani. È difficile dire quali conclusioni siano più vicine alla verità: è difficile confrontare risultati rari ottenuti con metodi completamente diversi, e ancor di più estrapolare il lavoro svolto sui topi all'uomo.

Problemi del modello

La maggior parte degli studi sulla neurogenesi adulta sono condotti su animali da laboratorio, che si riproducono rapidamente e sono facili da mantenere. Questa combinazione di segni si trova in coloro che sono di piccola taglia e vivono molto poco - nei topi e nei ratti. Ma nel nostro cervello, che termina di maturare solo all’età di 20 anni, le cose possono accadere in modo completamente diverso.

Il giro dentato dell'ippocampo fa parte della corteccia cerebrale, sebbene primitiva. Nella nostra specie, come in altri mammiferi longevi, la corteccia è notevolmente più sviluppata che nei roditori. Forse la neurogenesi copre tutto il suo volume, essendo realizzata da alcuni dei suoi stessi meccanismi. Non c'è ancora alcuna prova diretta di ciò: gli studi sulla neurogenesi adulta nella corteccia cerebrale non sono stati condotti né nell'uomo né in altri primati.

Ma tale lavoro è stato effettuato con gli ungulati. Uno studio su sezioni cerebrali di agnelli appena nati, così come di pecore leggermente più anziane e di individui sessualmente maturi, non ha trovato cellule in divisione, i precursori dei neuroni nella corteccia cerebrale e nelle strutture sottocorticali del loro cervello. Nella corteccia di animali ancora più vecchi, invece, sono stati trovati neuroni giovani, già nati ma immaturi. Molto probabilmente, sono pronti per completare la specializzazione al momento giusto, formando cellule nervose a tutti gli effetti e prendendo il posto dei morti. Naturalmente non si tratta esattamente di neurogenesi, perché durante questo processo non si formano nuove cellule. Tuttavia, è interessante notare che neuroni così giovani sono presenti in quelle aree del cervello delle pecore che nell'uomo sono responsabili del pensiero (corteccia cerebrale), dell'integrazione dei segnali sensoriali e della coscienza (claustrum) e delle emozioni (amigdala). C'è un'alta probabilità che troveremo anche cellule nervose immature in strutture simili. Ma perché un cervello adulto, già allenato ed esperto potrebbe averne bisogno?

Ipotesi della memoria

Il numero di neuroni è così grande che alcuni di essi possono essere tranquillamente sacrificati. Tuttavia, se una cellula si è staccata dai processi lavorativi, ciò non significa che sia morta. Il neurone può smettere di generare segnali e di rispondere agli stimoli esterni. Le informazioni che ha accumulato non scompaiono, ma vengono “conservate”. Questo fenomeno ha portato Carol Barnes, neuroscienziata dell’Università dell’Arizona, a teorizzare che questo sia il modo in cui il cervello immagazzina e condivide i ricordi di diversi periodi della vita. Secondo il professor Barnes, di tanto in tanto nel giro dentato dell'ippocampo appare un gruppo di giovani neuroni per registrare nuove esperienze. Dopo un po' di tempo - settimane, mesi e forse anni - entrano tutti in uno stato di riposo e non inviano più segnali. Ecco perché la memoria (salvo rare eccezioni) non conserva nulla di ciò che ci è accaduto prima del terzo anno di vita: l'accesso a questi dati ad un certo punto viene bloccato.

Considerando che il giro dentato, come l'ippocampo nel suo insieme, è responsabile del trasferimento delle informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine, questa ipotesi sembra addirittura logica. Tuttavia, deve ancora essere dimostrato che l’ippocampo adulto produca effettivamente nuovi neuroni, e in numero piuttosto elevato. Esiste solo un insieme molto limitato di possibilità per condurre esperimenti.

Storia di stress

In genere, i campioni di cervello umano vengono ottenuti durante l'autopsia o la neurochirurgia, come nel caso dell'epilessia del lobo temporale, dove le convulsioni non sono curabili con i farmaci. Entrambe le opzioni non ci consentono di tracciare come l'intensità della neurogenesi adulta influisce sulla funzione e sul comportamento del cervello.

Tali esperimenti sono stati condotti sui roditori: la formazione di nuovi neuroni è stata soppressa mediante radiazioni gamma mirate o disattivando i geni corrispondenti. Questa esposizione ha aumentato la suscettibilità degli animali alla depressione. I topi incapaci di neurogenesi non erano quasi contenti dell'acqua zuccherata e rinunciavano rapidamente a cercare di rimanere a galla in un contenitore pieno d'acqua. Il contenuto di cortisolo, l’ormone dello stress, nel sangue era addirittura superiore a quello dei topi stressati con metodi convenzionali. Avevano maggiori probabilità di diventare dipendenti dalla cocaina e avevano un recupero più scarso dall’ictus.

Vale la pena fare una nota importante su questi risultati: è possibile che la connessione mostrata "meno nuovi neuroni - una reazione più acuta allo stress" si chiuda su se stessa. Gli eventi spiacevoli della vita riducono l'intensità della neurogenesi adulta, il che rende l'animale più sensibile allo stress, quindi il tasso di formazione dei neuroni nel cervello diminuisce - e così via in cerchio.

Affari sui nervi

Nonostante la mancanza di informazioni accurate sulla neurogenesi adulta, sono già comparsi uomini d'affari pronti a costruirci un business redditizio. Dall'inizio degli anni 2010, un'azienda che vende acqua proveniente da sorgenti nelle Montagne Rocciose canadesi produce bottiglie Neurogenesi Acqua Felice. Si sostiene che la bevanda stimoli la formazione di neuroni grazie ai sali di litio che contiene. Il litio è infatti considerato un farmaco benefico per il cervello, anche se nelle compresse ce n’è molto di più che nell’“acqua felice”. L'effetto della bevanda miracolosa è stato testato dai neuroscienziati dell'Università della British Columbia. Hanno dato ai ratti "acqua felice" per 16 giorni, e a un gruppo di controllo - acqua semplice dal rubinetto, e poi hanno esaminato sezioni del giro dentato del loro ippocampo. E nonostante i roditori che bevevano Neurogenesi Acqua Felice, sono comparsi ben il 12% in più di nuovi neuroni, il loro numero totale si è rivelato piccolo ed è impossibile parlare di un vantaggio statisticamente significativo.

Per ora possiamo solo affermare che la neurogenesi adulta esiste chiaramente nel cervello dei rappresentanti della nostra specie. Forse continua fino alla vecchiaia, o forse solo fino all'adolescenza. In realtà non è così importante. Ciò che è più interessante è che la nascita delle cellule nervose nel cervello umano maturo avviene generalmente: dalla pelle o dall'intestino, il cui rinnovamento avviene costantemente e intensamente; l'organo principale del nostro corpo differisce quantitativamente, ma non qualitativamente. E quando le informazioni sulla neurogenesi adulta si uniranno in un unico quadro dettagliato, capiremo come tradurre questa quantità in qualità, costringendo il cervello a "riparare", ripristinare il funzionamento della memoria, delle emozioni - tutto ciò che chiamiamo vita.