Sinaptogenesi: come vengono create le connessioni tra i neuroni?
La sinaptogenesi è il processo mediante il quale vengono create le sinapsi, cioè connessioni tra un neurone e un'altra cellula del sistema nervoso, o tra due neuroni. Sebbene la sinaptogenesi sia particolarmente intensa durante lo sviluppo iniziale, le influenze ambientali influenzano il consolidamento e la scomparsa delle sinapsi per tutta la vita.
Capire come si creano le connessioni tra i neuroni È importante prima capire quali caratteristiche definiscono questi tipi di cellule e cosa sono esattamente le sinapsi. È altrettanto importante chiarire il significato di vari concetti legati alla sinaptogenesi, come la plasticità cerebrale e la neurogenesi.
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Neuroni e sinapsi
I neuroni sono cellule del sistema nervoso specializzato nella ricezione e trasmissione di impulsi elettrochimici. Questi segnali consentono di svolgere un'ampia varietà di funzioni, come la secrezione di neurotrasmettitori e ormoni, contrazione e distensione dei muscoli, percezione, pensiero o apprendimento.
La morfologia dei neuroni li differenzia da altri tipi di cellule. Nello specifico, sono costituiti da tre parti principali: soma, dendriti e assone.
Il soma, o corpo cellulare, è il luogo in cui sono organizzati i processi e le funzioni del neurone; il dendriti Sono brevi estensioni che ricevono impulsi elettrici; e il assone è un'appendice più lunga che invia segnali dal soma ad altre cellule.
Quando gli impulsi neurali raggiungono l'estremità dell'assone (pulsante terminale), il neurone secerne neurotrasmettitori, composti chimici che favoriscono o inibiscono l'azione della cellula recettore. Nel caso dei neuroni, come abbiamo detto, sono i dendriti che catturano questi segnali.
Chiamiamo "sinapsi" la connessione tra un neurone e un'altra cellula, soprattutto se anche questo è un neurone. Quando due cellule entrano in sinaptica, la membrana del neurone presinaptico rilascia il neurotrasmettitore nello spazio sinaptico, l'area in cui si lega al recettore o alla cellula postsinaptica; riceve l'impulso che ne regola l'attività.
La creazione di numerose sinapsi tra neuroni e altre cellule, che avviene naturalmente durante il neurosviluppo, provoca la formazione di reti o circuiti neuronale molto complesso. Queste reti sono essenziali per il corretto funzionamento del sistema nervoso e quindi dei processi che da esso dipendono.
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Come vengono create le connessioni tra i neuroni?
Le estremità degli assoni e dei dendriti (prima della nascita, in quest'ultimo caso) contengono estensioni di forma conica che si sviluppano in direzione di un'altra cellula e fanno crescere e avvicinarsi il neurone, permettendo la connessione sinaptico. Il nome dato a queste estensioni è "coni di crescita neurale".
I coni di crescita sono guidati da fattori neurotrofici secreto dai neuroni bersaglio. Questi composti chimici attraggono o respingono l'assone del neurone presinaptico; in questo modo indicano dove coltivare. Una volta che l'assone si connette con la cellula postsinaptica, i fattori neurotrofici le segnalano e smette di crescere.
Questo processo, che avviene in misura diversa durante tutta la vita, è chiamato sinaptogenesi e permette plasticità cerebrale, cioè la facoltà con cui il nostro sistema nervoso cresce, cambia ed è ristrutturare. La plasticità si basa sull'imparare e sul fare, che causano il rafforzamento o l'indebolimento delle connessioni tra i neuroni.
La frequenza della sinaptogenesi è maggiore in alcune fasi della vita, specialmente durante le prime fasi dello sviluppo. Tuttavia, il la stimolazione ambientale favorisce la sinaptogenesi in ogni fase della vita.
Sinaptogenesi durante lo sviluppo
All'inizio dello sviluppo embrionale c'è una massiccia proliferazione di neuroblasti (precursori dei neuroni) nella zona interna del tubo neurale; questo momento è noto come "neurogenesi". Successivamente, i neuroblasti migrano fuori dal tubo neurale attraverso la glia radiale, diffondendosi così in tutto il sistema nervoso.
I neuroblasti diventano neuroni durante il processo di differenziazione cellulare, che dipende dalle informazioni contenute nei geni e si verifica dopo il completamento della migrazione. La differenziazione dipende anche in parte dall'induzione, cioè dall'influenza dei neuroni di una regione sullo sviluppo dei neuroblasti che la raggiungono.
La sinaptogenesi inizia intorno al quinto mese dello sviluppo fetale, ma il periodo critico si verifica dopo la nascita. Durante questa prima sinaptogenesi si crea un eccesso di neuroni e connessioni tra loro; in seguito le sinapsi meno potenti scompariranno (apoptosi) e la struttura definitiva si stabilizzerà con l'apprendimento.
Durante l'adolescenza, la sinaptogenesi e l'apoptosi si intensificano nuovamente, sebbene i cambiamenti non siano così significativi come quelli che si verificano nelle prime fasi dello sviluppo. Errori in una qualsiasi di queste fasi possono favorire la comparsa di disturbi del neurosviluppo, come la schizofrenia.
Sebbene i geni determinino in parte le caratteristiche della sinaptogenesi in ogni individuo, gli studi sui gemelli e con animali clonati hanno dimostrato che la distribuzione delle sinapsi varia in modo geneticamente uguale o molto Simile. Ciò conferma l'importanza dell'apprendimento e dell'ambiente specifico nella sinaptogenesi.