Migración neuronal

El proceso de migración neuronal embrionario, consiste en el desplazamiento de las neuronas desde el lugar en el que han nacido hasta su zona de destino.

Las neuronas nacen en la parte ventricular del tubo neural del embrión y poco después comienzan su migración. Al inicio de este proceso las neuronas se sitúan entre la zona ventricular y la zona marginal formando la zona intermedia que no es más que una ubicación transitoria. Es un proceso realmente complejo ya que para muchas de las neuronas la migración consiste en desplazarse una larga distancia y salvar grandes obstáculos. Las células nerviosas derivadas del tubo neural siguen un mecanismo distinto de migración que las células derivadas de la cresta neural.

Entre las moléculas de la matriz que intervienen en este proceso están las fibronectinas, que aportan lugares de adhesión a los receptores de la membrana y facilitan el desplazamiento de las células migratorias, y las lamininas en los sitios donde se produce la agregación. El balance entre estas moléculas hace que las células continúen la migración o se agrupen formando ganglios. Además se sabe que las MAC están inactivadas en las células de la cresta neural que están migrando y se activan cuando se agregan para formar ganglios.

Una vez que la neurona alcanza su destino comienza su diferenciación, fase en la cual la neurona adquiere las características morfológicas y fisiológicas de neurona adulta. La conclusión a la que se ha llegado sobre este tema es que aunque el patrón básico del tipo neuronal está predeterminado genéticamente, la completa diferenciación depende de las interacciones entre neuronas y de la formación de vías de conexión.

En el sistema nervioso de los vertebrados las neuronas se diferencian a partir de diferentes células progenitoras localizadas en lugares específicos en el tubo neural.

Hay una alta conservación en la especificación del destino de las células neuronales que se da por diferentes moléculas de señalización. La neurogénesis (formación de neuronas) fue dividida en 8 pasos por Goodman y Doe (1993) así:

La especificación de las neuronas se da de manera jerárquica. Primero el epitelio del ectodermo se convierte en epitelio neuronal, posteriormente éste se convierte en células gliales o en neuronas. Después de que se ha decidido que el epitelio se convertirá en una neurona, debe decidirse qué tipo de neurona será ésta (motora, sensorial, de la comisura, etc.). Para ilustrar los procesos de especificación Gilbert (1949) explica la especificación de las neuronas motoras de los vertebrados así: La especificación neuronal se da por la vía Notch-Delta. La especificación del tipo neuronal parece ser controlada por la posición que tenga el precursor neuronal en el tubo neural y por su nacimiento. Las neuronas que se encuentran en el margen ventrolateral del tubo neural forman neuronas motoras, las células que se encuentran en la región dorsal del tubo neural se convierten en interneuronas. La especificación neuronal se da posiblemente en función de la posición de la célula en relación a la placa del piso (floor plate) dado que se ha observado que el injerto de células de la placa y de la notocorda las cuales secretan Sonic Hedgehog (Shh) en áreas laterales del tubo neural pueden re especificar células dorsolaterales en células motoras. Ericson y colaboradores (1996) mostraron que las neuronas motoras se especifican por dos periodos de señalización de Shh. Un periodo temprano regulado por la secreción de Shh desde la notocorda en el que las células del margen ventrolateral se convierten en neuronas ventrales y un periodo tardío regulado por la secreción de Shh desde la placa del piso que induce a las neuronas ventrales en neuronas motoras. Por esto la proteína Sonic HedgeHog parece especificar a las neuronas motoras por la inducción de diferentes factores de transcripción a diferentes concentraciones. La posición que ocupe en el cuerpo dicha neurona motora es regulada por genes Hox y por otros genes que se encuentran en el cerebro. Los cuerpos celulares de las neuronas motoras se agrupan en diferentes tipos de columnas longitudinales de la medula espinal. Las agrupaciones de células se dividen en columnas de Terni y columnas motoras lateral y dorsal. Las neuronas que están en lugares similares tienen blancos similares. En las extremidades posteriores del pollo, los músculos son inervados por los axones de la columna media lateral (neuronas laterales entran en la musculatura dorsal) y las neuronas motoras de la columna media inervan la musculatura ventral de las extremidades (Figura 1). Esta organización de las neuronas motoras es consistente en todos los vertebrados.

El destino celular en la médula espinal y en otros lugares del sistema nervioso central depende de dos sistemas de señalización que son activados simultáneamente junto con un sistema de inducción neuronal. Los dos sistemas de señalización se interceptan a lo largo de los ejes rostrocaudal y dorsoventral del tubo neural estableciendo así un set de redes con señales de posicionamiento específicas. El destino de las células progenitoras que se encuentran a lo largo de estos dos ejes se define por la concentración de las señales de inducción a las que están expuestas. La señalización a lo largo del eje rostrocaudal del tubo neural establece las subdivisiones principales del sistema nervioso central que son el prosencéfalo, el mesencéfalo, el romboencéfalo y la médula espinal. La señalización dorsoventral establece la diversidad de tipos celulares en las subdivisiones rostrocaudales. Sin embargo, existen muchos otros mecanismos que permiten la generación de diferentes tipos neuronales durante el desarrollo. Por ejemplo, para la formación de los subtipos neuronales que se encuentran en la medula espinal se transmiten las señales de forma local entre las células en desarrollo.