¿Qué es la Neurogénesis?

¿Qué es la Neurogénesis?

La neurogénesis es el nacimiento de nuevas neuronas a partir de células madre y células progenitoras. Ocurre durante el desarrollo embrionario cuando se forma el sistema nervioso. La evidencia reciente ha demostrado que la neurogénesis continúa en los adultos primates y humanos.

Las neuronas son los componentes funcionales del sistema nervioso y son las responsables del procesamiento y transmisión de la información (Zhao, 2008).

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Al contrario de lo que se pensaba hace tiempo, el sistema nervioso adulto puede generar nuevas neuronas, es decir, que tiene cierta capacidad de regenerarse. Por lo que la nueva producción de neuronas no se restringe solo a la vida embrionaria y neonatal.

Todos los mamíferos tienen células que se replican en muchos órganos y en algunos casos, especialmente en la sangre, en la piel y en el intestino, las células madre existen durante toda la vida, lo que contribuye a la sustitución celular rápida (Gage, 2002).  Por ejemplo, el intestino regenera completamente sus células cada 10,7 años.

Pero la regeneración del sistema nervioso, concretamente del cerebro es mucho más limitada, pero eso no quiere decir que no exista.

Características de la neurogénesis

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Insectos, peces y anfibios pueden replicar las células neuronales durante toda la vida. Una excepción a esta regla de auto-reparación y de crecimiento continuo se pensaba que era el cerebro de los mamíferos y la médula espinal.

Hoy en día sabemos que esta limitación aceptada desde hace tiempo no es del todo cierta, ya que hay dos zonas bien diferenciadas del cerebro, el giro dentado de la formación del hipocampo y la zona subventricular y su proyección a través de la vía migratoria rostral al bulbo olfatorio, que puede generar nuevas neuronas durante toda la vida (Gage, 2002).

Por tanto, existen células madre neurales a lo largo de la vida en el cerebro adulto que pueden renovar y dar lugar a nuevas neuronas, astrocitos y oligodendrocitos, al igual que ocurre en el cerebro en desarrollo.

En estas dos zonas del cerebro adulto de mamíferos (giro dentado y zona subventricular) existen células con actividad mitótica, las cuales pueden clasificarse en dos grupos (Arias-Carrión, 2007):

  • Células madre o troncales que son aquellas capaces de dividirse indefinidamente y diferenciarse en distintos tipos de células especializadas, con un ciclo celular superior a 28 días.

  • Células progenitoras neuronales, con un ciclo celular de 12 horas que son células neurales con capacidad más limitada de autorrenovación y expansión, y con potencialidad para diferenciarse a pocos tipos de neuronas. Serían progenitores neuronales y progenitores gliales las células comprometidas a diferenciarse sólo a neuronas o a glía, respectivamente. Los progenitores neuronales determinados a un tipo de neurona en concreto, podrían ser la herramienta de sustitución ideal para tratar el SNC lesionado.

Regulación de la neurogénesis en el cerebro adulto

La neurogénesis en el cerebro adulto está regulada de manera positiva o negativa por diversos mecanismos. Además, existen factores internos y externos que participan en dicha regulación.

Entre los factores internos se encuentra la expresión de genes, moléculas, factores de crecimiento, hormonas y neurotransmisores; la edad es otro factor interno involucrado en la neurogénesis. Entre los factores externos pueden mencionarse los estímulos ambientales y los farmacológicos (Arias-Carrión, 2007).

Factores internos

Genéticos y moleculares

Entre los factores genéticos que inducen neurogénesis y morfogénesis embrionaria puede mencionarse la expresión de genes. Estos genes participan también regulando la proliferación y la diferenciación celular en zonas neurogénicas del cerebro adulto.

Algunos de esos genes se expresan en diferente grado en las regiones germinativas del cerebro adulto como respuesta a estímulos o lesiones en dicha zona.

Factores de crecimiento

La expresión de diversos factores de crecimiento como el Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (BDNF) implicados en la regulación del destino celular puede determinar el tamaño de la población neuronal o glial, tanto en cerebros en desarrollo como en el cerebro adulto.

Estos factores se sobreexpresan en distintos modelos neurodegenerativos como en la enfermedad de Alzhéimer o la enfermedad de Parkinson, en donde participan como factores protectores del daño neuronal o como factores inductores durante la generación y diferenciación de nuevas células que reemplacen a las células lesionadas (Arias-Carrión, 2007).

En este contexto, se ha demostrado que la administración intracerebroventricular del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) incrementa la neurogénesis en el bulbo olfatorio e hipocampo.

Así, podemos concluir que estos factores de crecimiento estimulan la neurogénesis en el cerebro adulto.

Neurotransmisores

Actualmente se sabe que diversos neurotransmisores participan como factores que regulan la neurogénesis en el cerebro adulto. Entre los más estudiados se hallan el glutamato, la serotonina (5-HT), la noradrenalina y la dopamina.

El glutamato se considera el neurotransmisor más importante para la función del encéfalo. Se sabe que regula la neurogénesis en el hipocampo de animales adultos.

La participación de la 5-HT en la neurogénesis se ha demostrado en varios estudios, de modo que la inhibición de su síntesis ha permitido ver una disminución en la tasa de proliferación tanto en el hipocampo como en la zona subventricular (ZSV) de ratas.

El sistema noradrenérgico es otro implicado en la neurogénesis en el cerebro adulto. Se ha demostrado que, al inhibir la liberación de noradrenalina, se disminuye la proliferación celular en el hipocampo.

Por último, la dopamina es otro neurotransmisor importante implicado en la regulación de la neurogénesis tanto en la ZSV como en el hipocampo del cerebro adulto. Se ha demostrado experimentalmente que la disminución de dopamina disminuye la generación de nuevas neuronas, tanto en la ZSV como en el giro dentado del hipocampo.

Hormonas

Algunos estudios indican que los esteroides ováricos, así como los estrógenos endógenos, tienen un efecto estimulante en la proliferación celular. Sin embargo, los esteroides adrenales como los corticoides reprimen la proliferación celular en zonas como el giro dentado del hipocampo.

Un estudio en ratas demuestra que la tasa de neurogénesis se incrementa un 65% durante el embarazo y alcanza su pico máximo justo antes del parto, el cual coincide con los niveles de prolactina (Arias-Carrión, 2007).

Edad

Se sabe que la edad es uno de los factores internos más importantes en la regulación de la neurogénesis en el cerebro.

La neurogénesis en el cerebro en desarrollo es muy alta, pero conforme vamos llegando a la edad adulta y vamos envejeciendo disminuye de manera drástica, aunque no desapareciendo del todo.

Factores externos

Ambientales

La neurogénesis no constituye un proceso biológico estático, ya que su tasa es variable y depende del ambiente. Se sabe que la actividad física, los ambientes enriquecidos, la restricción energética y la modulación de la actividad neuronal, entre otros factores, actúan como reguladores positivos de la neurogénesis.

Los animales que viven en un ambiente enriquecido presentan un incremento en la neurogénesis en el giro dentado. Sin embargo, en los animales que viven en condiciones de estrés o en un ambiente poco enriquecido, la neurogénesis en esta zona disminuye o se inhibe totalmente.

Además, las alteraciones en el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, inducidas por situaciones persistentes de estrés durante el desarrollo, disminuyen la generación de nuevas células en el giro dentado. Así, se conoce que la proliferación celular en el giro dentado disminuye por el efecto de los glucocorticoides, los cuales se liberan en respuesta al estrés.

De este modo, se ha observado cómo tanto el ejercicio voluntario y el enriquecimiento ambiental mejoran el rendimiento de los ratones jóvenes y viejos en el laberinto acuático de Morris (tarea para poner a prueba el aprendizaje dependiente del hipocampo y la memoria) (Arias-Carrión, 2007).

Se ha observado también, como la neurogénesis puede ser modulada por el estado social de los animales y es probable que sea mediada por moléculas tales como el factor neurotrófico derivado del cerebro mencionado anteriormente (Zhao, 2008).

Por último, experiencias que están asociados con una mejora de la cognición, presumiblemente lo hacen mediante la estimulación de la red neuronal del hipocampo.

De hecho, el aprendizaje dependiente del hipocampo es uno de los principales reguladores de la neurogénesis (estudio). El hipocampo se encarga de la formación de nuevas memorias, de la  memoria declarativa y la memoria episódica y espacial. Por lo que es muy importante la proliferación de nuevas neuronas en esta zona del cerebro.

Una vez explicado qué es la neurogénesis y por qué factores está regulada, te podrías preguntar si se puede hacer algo para evitar la disminución de la neurogénesis característica del envejecimiento y estimular la creación de nuevas neuronas. Es tu día de suerte porque la respuesta es sí. A continuación te doy algunos consejos para conseguirlo.

¿Cómo potencias la neurogénesis? 

¡Haz ejercicio!

La disminución de la neurogénesis propia del envejecimiento puede ser prevenida o revertida por el ejercicio físico. De hecho, como comenta Van Praag y colaboradores (2005), los adultos mayores que hacían ejercicio durante toda la vida tuvieron una menor pérdida de tejido cerebral que los individuos sedentarios. Por otra parte, las personas de edad en buena forma física tienen un mejor desempeño en pruebas cognitivas que sus compañeros sedentarios (estudio).

Cualquier ejercicio es bueno, pero en concreto se ha observado como correr aumenta la proliferación celular en SGZ (Zhao, 2008).

¡Busca un ambiente enriquecido!

La neurogénesis adulta se regula dinámicamente por muchos estímulos fisiológicos. Por ejemplo, en la SGZ del adulto, el ejercicio físico aumenta la proliferación celular como hemos comentado anteriormente, mientras que un ambiente enriquecido promueve la supervivencia de las nuevas neuronas (Ming, 2011) (estudio).

Leer, aprender nuevas habilidades, conocer gente nueva, juegos y tareas que requieran pensar, tener hobbies, viajar o experiencias como tener hijos (Sí, tener hijos aumenta la neurogénesis tanto en madres como en padres), entre otras muchas otras, son actividades que representan un reto para nuestra cognición con la consecuente plasticidad cerebral y la nueva producción de neuronas.

¡Evita el estrés crónico!

El estrés es una respuesta aguda y adaptativa al ambiente que nos ayuda en muchas ocasiones a resolver problemas y a escapar de posibles peligros, pero hoy en día, nuestra forma de vivir llena de trabajo y preocupaciones hace que estemos con un nivel constante y crónico de estrés, que lejos de ser adaptativo nos puede ocasionar serios problemas tanto físicos como psicológicos.

Este estrés crónico y sus consecuentes niveles altos de hormonas adrenales como el cortisol, se ha demostrado que provoca muerte neuronal y supresión de la neurogénesis (estudio).

Por lo tanto, evitar el estrés  con alternativas como el yoga, la relajación, un buen descanso e higiene del sueño evitaría esta temida muerte neuronal provocada por el estrés crónico.

¡Come bien! ¡Menos es más!

La alimentación no es menos importante. Se ha demostrado como la restricción calórica, el ayuno intermitente, y una dieta alta en polifenoles y ácidos grasos poliinsaturados pueden beneficiar la cognición, el estado de ánimo, el envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer. Con especial atención en la mejora de la plasticidad estructural y funcional en el hipocampo, el aumento de la expresión de factores neurotróficos, la función sináptica y la neurogénesis adulta (estudio).

Esto no quiere decir que no comas o que te pongas a dieta, si no que no es bueno comer hasta inflarse ni comer comida procesada. Comer sano y con moderación.

Los polifenoles se encuentran en alimentos como las semillas de uva, manzana, cacao, frutas como albaricoques, cerezas, arándanos, granadas, etc., y en bebidas como en el vino tinto. También están presentes en los frutos secos, la canela, el té verde y el chocolate (el chocolate negro no en el chocolate con leche).

Los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) están presentes en los pescados grasos (pescados azules) y los aceites de pescados y marisco, además de en los aceites de semillas y en las verduras de hoja verde.

Así que, ¿Estás dispuesto a poner en práctica estos consejos para darle un pequeño empujón a tu neurogénesis?

Referencias

  1. Gage, F. H. (2002). Neurogenesis in the Adult Brain. The Journal of Neuroscience, 22(3), 612-613.
  2. Arias-Carrión, O., Olivares-Bañuelos, T. & Drucker-Colin, R. (2007). Neurogénesis en el cerebro adulto. Revista de Neurología, 44(9), 541-550.
  3. Zhao, C., Deng, W. & Gage, F. H. (2008). Mechanisms and Functional Implications of Adult Neurogenesis. Cell, 132(4), 645-660. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2008.01.033
  4. Deng, W., Aimone, J. B. & Gage, F. H. (2010). New neurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affect learning and memory? Nature Reviews Neuroscience, 11, 339-350. doi:10.1038/nrn2822.
  5. Van Praag, H., Shubert, T., Zhao, C. & Gage, F. H. (2005). Exercise Enhances Learning and Hippocampal Neurogenesis in Aged Mice. JNeurosci: The Journal of Neuroscience, 25(38), 8680-8685. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1731-05.2005
  6. Ming, G. L. & Song, H. (2011). Adult neurogenesis in the mammalian brain: significant answers and significant questions. Neuron, 70(4), 687-702. doi: 10.1016/j.neuron.2011.05.001.
  7. De Celis, M. F. R., Bornstein, S. R., Androutsellis-Theotokis, Andoniadou, C. L. et al. (2016). The effects of stress on brain and adrenal stem cells. Molecular Psychiatry, 21, 590-593. doi:10.1038/mp.2015.230.
  8. Murphy, T., Pereira Dias, G. & Thuret, S. (2014). Effects of Diet on Brain Plasticity in Animal and Human Studies: Mind the Gap. Neural Plasticity, 2014, 1-32. http://dx.doi.org/10.1155/2014/563160.

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