¿Por qué las células nerviosas de nuestro cerebro no se pueden dividir?

Las células madre neurales pueden dividirse muy bien. Y en realidad es posible que las células animales se dividan sin centríolos, aunque normalmente no lo hacen.

Entonces, ¿por qué la mayoría de las neuronas no se dividen? Puedo pensar en tres razones probables

Primero, el cerebro puede reconectarse sin crear nuevas neuronas. Las neuronas existentes pueden hacer crecer nuevas conexiones y perder las antiguas; la neuroplasticidad es un fenómeno bien establecido. Además, parece que la plasticidad sináptica (cambios en la fuerza de una conexión entre dos neuronas) es una parte más importante del aprendizaje y la memoria que los cambios en las conexiones existentes .

Segundo, restricciones de espacio. Es fácil pensar en el cerebro como una red de neuronas con espacio vacío entre ellas, algo como esto:
Pero, en realidad, todo ese espacio está lleno de células gliales. Por lo tanto, en realidad se parece más a esto.
Y necesita estar lleno de células gliales. Las neuronas necesitan apoyo físico y necesitan oxígeno y nutrientes. Si tu cerebro intentara agrupar neuronas en super-denso, no sería capaz de suministrarlas, y simplemente morirían de hambre.

Finalmente, porque más división significa más cáncer.

Las células que se dividen rápidamente tienen más probabilidades de desarrollar mutaciones que hacen que comiencen a reproducirse fuera de control. Cada división tiene cierto riesgo, más divisiones significan más riesgo.

El cáncer cerebral es mucho menos común que los cánceres más comunes. Esto es probablemente una consecuencia de la falta de división de las neuronas.

Entonces, ¿ por qué evolucionamos con una presión selectiva más fuerte contra el cáncer cerebral que contra otros cánceres? Probablemente porque el cerebro es menos tolerante al daño que la mayoría de los órganos. Hay poco espacio para la expansión y poca o ninguna redundancia en el cerebro. Un tumor cerebral en rápido crecimiento podría comenzar a causar problemas que afectarían su capacidad reproductiva mucho más rápido de lo que lo haría un tumor de crecimiento rápido en cualquier parte del cuerpo.

  Fechada: 24/03/2017 
 Tiempo: 13:42 horas

Yo había escrito una respuesta para la pregunta “¿Por qué no se pueden dividir las células nerviosas en nuestro cerebro?” Y no leí los detalles exactos de las preguntas. Por lo tanto, les estoy respondiendo posteriormente. La última parte de la respuesta es la misma que antes, y no ha sido modificada.

• ¿Cuáles son las razones evolutivas para esto?

Solo puedo especular, pero responderé haciendo dos preguntas:

1. ¿Por qué las células (todas) se dividen?
2. ¿Por qué un animal necesita células nerviosas o un sistema nervioso?

• Las células se dividen para reemplazar las células viejas desgastadas o las dañadas, para crecer o reproducirse. Ahora las células nerviosas en el sistema nervioso central están rodeadas por hueso duro ( cráneo en caso de cerebro y vértebras en caso de médula espinal); por lo tanto, rara vez se lesionan y, por lo tanto, no es necesario que se dividan para su reemplazo. Las células nerviosas en el sistema nervioso periférico, no protegidas por una cubierta ósea dura, tienen cierta capacidad de repararse a sí mismas. Las células nerviosas crecen con la edad por el método conocido como ” poda ” que representa su plasticidad; no necesitan dividirse para este aspecto de su función.
• El sistema nervioso es la parte del cuerpo de un animal que coordina sus acciones y transmite señales hacia y desde diferentes partes de su cuerpo. El tejido nervioso surgió por primera vez en organismos parecidos a gusanos hace unos 550 a 600 millones de años. Sistema nervioso – Wikipedia Cuando evolucionó la multicelularidad, se hizo necesario coordinar los movimientos y mantener una cuenta del entorno para maniobrar el entorno; de ahí la necesidad de un sistema nervioso. Nuevamente, en los animales inferiores, el esqueleto Skeleton – Wikipedia no está bien desarrollado, por lo tanto, las células nerviosas son susceptibles de dañarse; mientras que, en formas superiores, el sistema nervioso está bien protegido debido a un sistema muscular bien desarrollado Sistema muscular – Wikipedia y sistema esquelético; por lo tanto, la necesidad de que se divida después de la lesión disminuye.

La pregunta también menciona:

“Parece evolutivamente beneficioso para las neuronas dividirse y multiplicarse, lo que aumentaría la inteligencia cuando sea necesario”.

• Según mi conocimiento actual, puedo afirmar que el número de neuronas no se correlaciona con el nivel de inteligencia; es su capacidad para formar sinapsis de manera eficiente y la presencia de células gliales que determina la cantidad de inteligencia. Aún así, la parte de inteligencia es un tema candente de investigación entre los neurocientíficos.

Ahora la última parte de la pregunta;

” ¿Es posible forzar a las células nerviosas a dividirse mediante su ingeniería genética? ”

• Si va a leer la siguiente parte, donde he discutido la división de las células nerviosas, he escrito en detalle que los neurocientíficos han realizado esfuerzos continuos para dividir las células nerviosas de alguna manera. Quién sabe, quizás, en algún momento en el futuro desarrollarían la capacidad de dividir las células nerviosas. No me atrevo a comentar más sobre esto debido a la escasez de conocimiento.

“Me viene a la mente una pregunta: ¿por qué las células nerviosas, como los principales vasos sanguíneos [ Aorta, IVC (Vena Cava inferior), SVC (Vena Cava Superior) ] y vasos linfáticos ( Cysterna Chyli ), también pueden estar asentadas en el interior? el cuerpo, oculto del entorno externo, y por lo tanto menos propenso a lesionarse? ¿Por qué la evolución los dejó afuera, cuando hubieran sido mejores por dentro? “

• La única respuesta que dio mi intelecto, después de mucha deliberación, fue que el Sistema Nervioso en realidad no necesita tanta protección. ¿Por qué? Porque a diferencia de los principales vasos sanguíneos, que, si se lesionan en algún punto a lo largo de su longitud, debido a la pérdida de sangre, conducirían a la desaparición inmediata del organismo; mientras que el daño al sistema nervioso no termina abruptamente la vida de todo el organismo.

Si a alguien se le ocurre una explicación mejor, la misma se incorporaría en la respuesta con los créditos debidos. Gracias.

Generación de neuronas en cerebro adulto

Se sabe desde hace tiempo que las neuronas maduras y diferenciadas no se dividen. La mayoría de las neuronas carecen de centriolos . Esto los hace incapaces de dividir . Aunque se ha aceptado ampliamente que las neuronas son incapaces de dividirse, investigaciones recientes parecen indicar que de alguna manera muy limitada, puede ocurrir alguna división. Queda por determinar si estas células en división son neuronas maduras o miembros de una población limitada de células madre. Este es un campo de investigación fascinante que podría proporcionar terapias nuevas e importantes para las personas que sufren ataques de apoplejía, lesiones cerebrales traumáticas y otras afecciones graves.
[ Anatomía y fisiología: comprensión del cuerpo humano (Edición 2005)
Por Robert K. Clark; Capítulo 11, página 173 ]

• Flotando dentro del citoplasma acuoso de la célula, el centrosoma ayuda a regular la progresión de la célula a través del ciclo celular. Asegura que los cromosomas duplicados se segregan uniformemente a las células hijas . Durante la replicación, organiza los microtúbulos filiformes que forman un huso delicado que segrega los dos conjuntos idénticos de cromosomas. Sirviendo como puntos de anclaje para esos “hilos” son pequeñas estructuras dentro del centrosoma llamadas centriolos . Al igual que el ADN, que debe tener licencia para asegurar que solo se copie una vez por ciclo celular, también deben autorizarse los centrosomas y los centriolos para una regulación adecuada de la división celular.

El centrosoma también desempeña un papel en el establecimiento de las excrecencias celulares, como los axones en las células del cerebro y los cilios en muchas otras células del cuerpo . Página en sciencedaily.com

Fuente de la imagen: un centríolo madre e hija, unidos ortogonalmente. Centriole

Imagen: Centrioles están involucrados en el proceso de mitosis, el diagrama anterior muestra cuán importantes son los centríolos en la división celular. Centrioles

Sin embargo, no se sigue que todas las neuronas que componen el cerebro adulto [the mature form of an animal, usually defined by the ability to reproduce] [matemáticas] [/ matemáticas] se producen durante el desarrollo embrionario, aunque esta interpretación generalmente ha sido asumido.
Los méritos de esta suposición fueron cuestionados en la década de 1980, cuando Fernando Nottebohm y sus colegas de la Universidad Rockfeller demostraron la producción de nuevas neuronas en los cerebros de los pájaros cantores adultos.
Mostraron que los precursores de ADN marcados inyectados en aves adultas se podían encontrar posteriormente en neuronas completamente diferenciadas, lo que indica que las neuronas habían experimentado su ciclo final de división celular después de inyectar el precursor marcado. Además, las nuevas neuronas pudieron extender dendritas y proyectar axones largos para establecer conexiones apropiadas con otros núcleos cerebrales. La producción de nuevas neuronas fue aparente en muchas partes del cerebro de las aves, pero fue especialmente prominente en áreas involucradas en la producción de canciones.
Estas observaciones mostraron que el cerebro adulto puede generar al menos algunos nervios [a collection of peripheral axons that are bundled together and travel a common route] células y los incorporan en los circuitos neuronales.
La producción de nuevas neuronas en el cerebro adulto ahora se ha examinado en ratones, ratas, monos y, finalmente, en humanos.

En todos los casos, sin embargo, las nuevas células nerviosas en el SNC de mamíferos se han restringido a solo dos regiones del cerebro:

(1) La capa de células granulares [the layer of the cerebellar cortex where granule cell bodies are found. Also used to refer to cell-rich layers in neocortex and hippocampus] [the layer of the cerebellar cortex where granule cell bodies are found. Also used to refer to cell-rich layers in neocortex and hippocampus] del bulbo olfatorio [olfactory relay station that receives axons from cranial nerve I {first cranial n.} and transmits this information via the olfactory tract to higher centres] ; y

(2) la circunvolución dentada [A region of hippocampus; so named because it is shaped like a tooth] [A region of hippocampus; so named because it is shaped like a tooth] del hipocampo [a cortical structure in the medial portion of the temporal lobe; in humans, concerned with short-term declarative memory, among many other functions] [a cortical structure in the medial portion of the temporal lobe; in humans, concerned with short-term declarative memory, among many other functions] .

Además, las nuevas células nerviosas son principalmente neuronas de circuito local (general term referring to neurons whose activity mediates interactions between sensory systems and motor systems; interneuron is often used as a synonymn) o interneuronas.
No se han visto nuevas neuronas con proyecciones de larga distancia.

Cada una de estas poblaciones en el bulbo olfatorio y el hipocampo aparentemente se genera desde sitios cercanos, cerca de la superficie del ventrículo lateral. Al igual que en los cerebros de las aves, las células nerviosas del recién nacido extienden axones y dendritas y se integran en los circuitos sinápticos funcionales. Evidentemente, una producción limitada de nuevas neuronas ocurre continuamente en algunos loci específicos.

Si las neuronas no pueden dividirse, ¿cómo genera el cerebro adulto estas células nerviosas?

Las respuestas surgieron con el descubrimiento de que la zona subventricular [the sheet of cells closest to the ventricle in the developing neural tube] que produce neuronas durante el desarrollo, retiene algunas células madre neurales [undifferentiated cells from which other cells, including neurons, can be derived] en el adulto.

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El término “células madre” se refiere a una población de células que se autorrenovan: cada célula puede dividirse simétricamente para dar lugar a más células como ella misma, pero también puede dividirse asimétricamente, dando lugar a una nueva célula madre más uno o más células diferenciadas.

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Durante las últimas décadas, varios grupos de investigación han aislado células madre del cerebro adulto que pueden reproducirse en grandes cantidades en el cultivo celular. Dichas células pueden inducirse a diferenciarse en neuronas y células gliales, cuando se exponen a señales apropiadas. Muchas de estas mismas señales median la diferenciación neuronal [the progressive specialisation of developing cells] en desarrollo [the progressive specialisation of developing cells] en el desarrollo normal. Las células madre adultas pueden aislarse no solo desde la parte anterior [ toward the front; sometimes used as a synonym for rostral, and sometimes as a synonym for ventral] [ toward the front; sometimes used as a synonym for rostral, and sometimes as a synonym for ventral] sub-ventricular (cerca del bulbo olfatorio) y circunvolución dentada, pero de muchas otras partes del cerebro anterior [the anterior portion of the brain that includes the cerebral hemispheres (includes the telencephelon and diencephalon)] , cerebelo [prominent hind-brain structure concerned with motor co-ordination, posture and balance. Composed of a three-layered cortex and deep nuclei; attached to the brainstem by the cerebellar peduncles] [prominent hind-brain structure concerned with motor co-ordination, posture and balance. Composed of a three-layered cortex and deep nuclei; attached to the brainstem by the cerebellar peduncles] [prominent hind-brain structure concerned with motor co-ordination, posture and balance. Composed of a three-layered cortex and deep nuclei; attached to the brainstem by the cerebellar peduncles] , el cerebro medio y la médula espinal [the portion of the central nervous system that extends from the lower end of the brainstem(the medulla) to the cauda equina] , aunque aparentemente no producen cualquier neurona nueva en estos sitios. Las señales inhibitorias en estas regiones pueden evitar que las células madre generen neuronas.

El hecho de que las neuronas se puedan generar en algunas regiones del cerebro adulto sugiere que este fenómeno puede ocurrir a lo largo del SNC adulto.
La capacidad de las neuronas recién generadas para integrarse en al menos algunos circuitos sinápticos se suma a los mecanismos disponibles para la plasticidad [term that refers to structural or functional changes in the nervous system] en el cerebro adulto. Por lo tanto, muchos investigadores han comenzado a explorar las posibles aplicaciones de la tecnología de células madre para la reparación de circuitos dañados por lesiones traumáticas o enfermedades degenerativas.

Fuente: Neuroscience, 3ra edición
Editores: Dale Purves, George J Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O McNamara y S Mark Williams.
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2004.
ISBN 0-87893-725-0

Amablemente también lea la respuesta de Jeevanshu Dhawan a ¿Hay algún animal que pueda regenerar las células cerebrales / nerviosas?

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Con la excepción de las neuronas sensoriales del epitelio olfatorio, las neuronas de vertebrados en el cerebro adulto son amitóticas (no se dividen), aunque las neuronas nuevas son generadas por la glía en regiones restringidas del cerebro. No se sabe exactamente por qué esto es cierto, pero en general se acepta que las neuronas no se pueden dividir porque han desconectado gran parte de la maquinaria que permite que las células se dividan. La división celular es un proceso complejo que requiere la orquestación precisa de muchos componentes celulares. Estos componentes están en gran medida bajo el control de proteínas especializadas del ciclo celular. Otras proteínas que se requieren para la diferenciación y maduración completa de las neuronas pueden unirse e inactivar estas proteínas del ciclo celular, por lo que tal vez una neurona diferenciada no se puede dividir porque las proteínas requeridas para la división celular están “atadas” en el mantenimiento de un estado diferenciado. ¿Por qué es este el caso? La falta de división neuronal es un rasgo evolutivamente conservado, por lo que debe existir por buenas razones.
Una posibilidad es que la división neuronal sea logísticamente difícil. Las neuronas tienen muchos procesos largos que entran en contacto con miles de otras neuronas. La división requeriría complejos reordenamientos del citoesqueleto y navegación a través del tejido cerebral que está densamente empaquetado con procesos. Por lo general, las células mitóticas tienen una forma simple para evitar estos problemas.
Otra posible razón por la cual las neuronas son amitóticas es la necesidad de estabilidad relativa de las redes en el cerebro. La producción del cerebro se puede modificar cambiando la forma en que se conectan las neuronas, un proceso conocido como plasticidad. La plasticidad tiende a ser alta temprano en la vida pero baja más adelante en la vida; por ejemplo, aprender un idioma es rápido y sin esfuerzo cuando eres joven, pero lento y difícil más adelante. Si las neuronas se dividen, el cerebro puede ser demasiado plástico y la inestabilidad resultante podría interferir con comportamientos importantes.

Las neuronas son células altamente especializadas de nuestro cuerpo que muestran un desarrollo completo a una edad muy temprana en casi todos los animales. Por lo tanto, estas células se han diferenciado a su máximo. en el momento en que un humano cumple 5 o 6. Es por eso que generalmente hablamos de que las neuronas no se dividen más.

Bueno, esta charla es cierta hasta cierto punto, pero antes de decirte por qué sucede esto, me gustaría contarte un caso muy interesante y excepcional de este escenario, también conocido como células madre neurales que, una vez más, son de origen neuronal pero aún pueden dividirse. Estas células están presentes en abundancia en el epitelio olfativo, giros del hipocampo y cuerpo estriado y pueden experimentar neurogénesis, es decir. producción de nuevas neuronas si es necesario.

Volviendo a su pregunta, ha habido varias teorías y proposiciones sobre por qué las neuronas no se dividen. Te contaré algunos de los que he leído y estudiado en detalle:

1. Las neuronas forman una intrincada red de axones y dendritas que recorren todo el cuerpo y cualquier tipo de cambio en esta red debido a cualquier razón puede obstaculizar la conducción nerviosa de una persona (esto a veces se ve en adolescentes ya que algunos de ellos terminan teniendo algunos de sus neuronas se dividen haciendo que se encuentren en un estado perplejo de confusión y angustia psicológica).
2. Las neuronas son células altamente especializadas y complejas que requieren energía para las funciones celulares de la conducción de impulsos nerviosos. Estas células altamente especializadas generalmente eliminan la maquinaria celular básica, como aparatos y expresiones mitóticas, para evitar que la energía celular se utilice en cosas no deseadas.
3. Las neuronas a su debido tiempo han evolucionado para perder su aparato mitótico o simplemente decir, centríolos. Se sabe claramente que ninguna célula puede sufrir división en ausencia de centriolos (hablando de células aninales).
4. Muchos científicos han planteado la hipótesis de que la estructura altamente avanzada y comolex de las neuronas inhibe su formación a partir de nuevas células que generalmente es un progenitor esférico, aunque personalmente no estoy de acuerdo con esta afirmación o las células madre neurales no habrían mostrado división.
5. También una razón muy lógica de lo mismo parece que dado que de acuerdo con la comprensión actual del funcionamiento nervioso, nuestros pensamientos e ideas y toda inteligencia o intelecto, nuestros sueños, nuestra memoria y todo eso, se almacenan dentro de las neuronas en forma de proteína partículas que luego pueden leerse cuando sea necesario. Una neurona se dividiría solo para reemplazar a otra célula eliminándola o eliminándola, lo que puede obstaculizar nuestra memoria y todas las propiedades intelectuales de nuestro cerebro.

Espero que te ayude!

No es solo que las neuronas son importantes; su configuración precisa y su relación con otras neuronas también son importantes. La división celular interrumpiría las conexiones de la neurona existente y la nueva neurona no se conectaría correctamente.

Estructuralmente, las neuronas carecen de centriolos. Estos son los orgánulos celulares que son muy esenciales para que cualquier célula se divida. Entonces, después de diferenciarse en neuronas, abandonan el ciclo celular y no pueden dividirse más tarde.
Además, toda la información en nuestro sistema nervioso se almacena en forma de proteínas. Cualquier cambio o mutación en estas proteínas debido a cualquier causa, ya sea división o daño, dará lugar a la pérdida de información almacenada, recuerdos a corto y largo plazo.
Por lo tanto, el número de neuronas sigue siendo el mismo, pero la memoria y la plasticidad mejoran mediante el establecimiento de nuevas sinapsis entre las neuronas existentes.

No soy un experto en este tema, pero daré la respuesta tal como lo entiendo. Las células nerviosas tienen una forma muy compleja y una red compleja de conexiones con otras células. Si pudieran dividirse, causaría serios problemas mecánicos. Lo que sucede en cambio es que si se necesitan nuevas células nerviosas, se crean por división de células madre, células cuya única función es servir como precursor de nuevas células.

Se dividen, simplemente no en todas partes.

Neurogénesis en el bulbo olfativo adulto

Este artículo tiene una buena visión general de lo que se sabe sobre la neurogénesis adulta en general. Un caso interesante es la renovación masiva de bulbos olfatorios en mujeres embarazadas. Existe la teoría de que este proceso permite a la madre reconocer el olor de sus nuevos parientes, incluido el hijo que está teniendo.

Las neuronas están programadas para ser duraderas. No se multiplicarán ni morirán a menos que se establezca alguna forma de atrofia como Bovine Spongiform. Están programados para que así podamos tener un cerebro completo con conexiones neuronales intactas. Los circuitos neuronales se verán fácilmente afectados si tienes neuronas que se multiplican y mueren con frecuencia. Eso afectaría seriamente nuestra cognición y comportamiento.

La evolución, combinada con la selección natural, no es una misteriosa fuerza inteligente que conoce el futuro y diseña cambios ideales que tienen beneficios prácticos a largo plazo, es el proceso mediante el cual las cosas que llevaron a la supervivencia a la pubertad se refuerzan al no morir. y los que viven llegan a procrear.

La cantidad de neuronas que contiene el cerebro promedio es probablemente diez veces más de lo que se requiere para dar a un cuerpo la respuesta suficiente de los cinco sentidos y la inteligencia mínima requerida para vivir después de la pubertad. Si no fuera así, entonces podría haber desaparecido y una persona con un rasgo como la regeneración de neuronas podría eventualmente desarrollarse. Pero, debido a que la especie actual se manifestó primero, tenemos suficientes neuronas, por lo tanto, la otra no se convirtió en un rasgo de mutación real que se presentó.

¿Por qué lo harían?

Pero si estás pensando en la división como un proceso de replicación en Regeneración, esa es otra historia.

Pueden y lo hacen, aunque durante mucho tiempo se consideró que no era posible.

Pero necesitan condiciones y productos químicos más específicos para hacer eso.

La regeneración del nervio es posible, aunque no tan fácil como algún otro grupo de regeneración de células diferenciadas.

El cerebro es mucho más plástico y mailable entonces pensamos.

¿A qué se conecta la nueva neurona? Volvería a conectar tu cerebro cada vez que se dividiera. Si las neuronas mueren, ¿cómo recordarías algo? Si no lo hacen, tu cabeza debería aumentar continuamente de tamaño.

Los axones se dividen y crecen como hijos de puta. Solo se necesitan unos cinco minutos para que un axón completo con docenas de células de Schwann duplique su tamaño y se divida en dos. Lo he visto suceder en una diapositiva con una batería conectada, y en películas de tejido fetal.

Ahí es donde reside la inteligencia, y sucede todo el tiempo. Aunque puede haber algo de memoria celular, por razones y las formas más importantes de memoria, las neuronas son poco más que puntos en una placa con amplificadores para fanout.