La neurogenesi: nascita di nuovi neuroni

La neurogenesi non è un processo statico, bensì dinamico. Per questo motivo viene modulato e regolato da diversi fattori, ciascuno dedicato a uno specifico bisogno del cervello.

Scritto e verificato il biologo Cesar Paul González.

Ultimo aggiornamento: 19 ottobre, 2019

Scoprire che la neurogenesi (produzione di nuovi neuroni) continua a essere attiva nel cervello adulto ha modificato il concetto di plasticità cerebrale e ha svelato nuovi meccanismi che garantiscono l’omeostasi del sistema nervoso.

La plasticità cerebrale definisce la capacità del cervello di modificare la sua struttura e la sua funzione durante il processo di maturazione e di apprendimento e dinnanzi al danno neuronale che si produce in caso di malattia.

Questo concetto fa del cervello un organo malleabile, che risponde a diversi fattori che possono influire positivamente o negativamente sulla formazione di nuovi neuroni. Questi, a loro volta, possono generare un effetto benefico sul cervello.

Le prime scoperte sulla neurogenesi

La formazione di nuovi neuroni nel cervello era stata osservata già nel 1966. In seguito, questo fenomeno è stato confermato. Da quel momento, sappiamo che esistono due aree nel cervello di una persona adulta in cui avviene la neurogenesi: il bulbo olfattivo e l’ippocampo.

Queste due regioni del cervello hanno delle caratteristiche importanti che permettono di mettere in moto questo processo di formazione di nuovi neuroni, ovvero la neurogenesi.

In che modo si produce la neurogenesi?

La neurogenesi, come già sappiamo, è il processo che coinvolge la generazione dei nuovi neuroni. È stato notato che è attivo nell’ippocampo e nel bulbo olfattivo dei mammiferi adulti, il che suggerisce la persistenza delle cellule staminali neuronali nel corso di tutta la vita. Questo processo è molto complesso e si sviluppa in diverse tappe, come:

• La proliferazione delle cellule pluripotenti, che sono le cellule staminali che si trovano in tutti gli organismi pluricellulari e che hanno la capacità di dividersi e differenziarsi in vari tipi di cellule specializzate, oltre ad autorigenerarsi e a produrre altre cellule staminali.
• Migrazione.
• Differenziazione.
• Sopravvivenza dei nuovi neuroni.
• L’integrazione di questi ai circuiti neuronali già esistenti.

I cambiamenti subiti dalle cellule che partecipano al processo di neurogenesi ha permesso di individuare diverse caratteristiche in base ai marcatori proteici che si esprimono temporaneamente durante questo processo.

La formazione di nuovi neuroni è controllata minuziosamente per evitare un’alterazione dei circuiti neuronali. La nicchia è uno dei fattori che intervengono sulla regolazione della neurogenesi, ed è costituito da:

• Cellule pluripotenti.
• Astrociti.
• Cellule endoteliali.

Queste tre componenti agiscono in modo sincronizzato per:

• Mantenere la popolazione di cellule pluripotenti.
• Gli astrociti controllano la proliferazione delle cellule pluripotenti e delle cellule che si espandono velocemente, così come la migrazione di queste cellule attraverso l’azione di diversi fattori secreti dagli ostrocii.
• Mantenere la popolazione di astrociti e di cellule endoteliali.

Fattori che modulano la neurogenesi

La neurogenesi non è un processo statico, bensì dinamico. Per questo motivo, viene modulato e regolato da diversi fattori che rispondono alle diverse necessità del cervello.

Tra i fattori coinvolti nella modulazione e nella regolazione della neurogenesi troviamo la nicchia (precedentemente descritta), i fattori interni e quelli esterni.

Fattori interni

I fattori interni controllano la proliferazione delle cellule pluripotenti e delle cellule che da esse derivano. Tra questi fattori si trovano:

• I ricettori espressi dalle cellule staminali e i progenitori di diverse cellule, come le proteine, che controllano la comunicazione tra cellula e cellula.

• I sistemi di segnalazione, come Sonic-hedgehog e il WNT.

• Alcune molecole di adesione, come la molecola di adesione cellulare neuronale (NCAM).

• La segnalazione esercitata tra gli astrociti e i neurobastomi dal neurotrasmettitore GABA, che intensifica la produzione e la migrazione delle cellule progenitrici, a partire dal punto in cui si situano le cellule pluripotenti.

Questi fattori, tuttavia, non regolano solo la proliferazione cellulare, bensì anche la decisione delle cellule progenitrici di formare nuovi neuroni.

Fattori esterni

Le tappe che segnano la nascita di un neurone, come quello che abbiamo visto, così come la produzione, la migrazione, la differenziazione, la maturazione e la sopravvivenza sono modulate anche da fattori estrinsechi tra i quali troviamo:

• Ormoni.
• Fattori di crescita.
• Danno cerebrale.

Tuttavia, di recente è stato scoperto che il glutammato esercita un duplice effetto su alcune tappe di questa formazione. Il GABA, la serotonina e la dopamina influiscono anch’esse sulla modulazione di questo processo.

Oltre a questi neurotrasmettitori, si è osservato che le droghe, così come determinati ormoni come il cortisone, ma anche la gravidanza, l’alcol e le brutte esperienze durante le prime fasi della vita, sono ulteriori fattori che influiscono sulla neurogenesi.

Conclusioni

È interessante conoscere a fondo la neurogenesi del cervello adulto per tentare dei trattamenti di sostituzione dei neuroni in caso di malattie neurodegenerative. Ma anche per il trattamento delle malattie con perdita neuronale selettiva come i disturbi neurologici e psichiatrici.

È fondamentale proseguire nella ricerca al fine di manipolare le cellule pluripotenti e sfruttare al massimo il loro potenziale.