P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

86
2 PREDAVANJE RAZVOJ I RAZVOJNI POREMECAJI

Transcript of P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Page 1: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

2 PREDAVANJE

RAZVOJ I RAZVOJNI POREMECAJI

Page 2: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• UVOD:• Neurogeneza obuhvata nekoliko procesa, regulisanih

brojnih molekularnim i medjucelijskim interakcijama:

• 1. Proliferacija - vrijeme proliferacije neurona (dan rodjenja) utice na njegov konacni polozaj u mozgu

• 2. Migracija - pomjeranje perikariona iz proliferativne zone do krajnjeg odredista

• 3. Diferencijacija - rast aksona, dendrita, sinapsogeneza, mijelinizacija

• 4. Celijska smrt.

Page 3: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Inicijalno se formiraju sinapse u visku, potom slijedi njihova degeneracija, osim korektnih sinapsi koje definitivno ostaju.

• Prezivljavanje neurona zavisi od prisustva troficnih materija, koje u ogranicenim kolicinama stvaraju ciljni neuroni. Stoga do izrazaja dolazi “konkurencija medju neuronima”.

• Apoptoza (programirana celijska smrt) ucestvuje u eliminaciji neurona koji su ostvarili neadekvatne sinapticke veze. Na ovaj nacin, selektivno umire oko 50% inicijalno nastalih neurona.

Page 4: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• SINAPSOGENEZA

• Medjucelijske komunikacije u nervom sistemu u najvecoj mjeri pocivaju na sinaptickoj transmisiji.

• Sinapsogeneza je proces kojim se udaljene grupe neurona povezuju u neuronske mreze, pri cemu se neuroni povezuju sa ciljnim poljem,

• Korektna sinapsogeneza je uslov za prezivljavanje neurona.

• Tokom sinapsogeneze dolazi do razmjene hemijskih signala izmedju prei i postsinapsnog neurona.

Page 5: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Genetski je programirano mjesto gdje neuroni trebaju uspostaviti korektnu sinapsu, ali u nedostatku “adekvatnog cilj”, odlucujuci postaju faktori sredine.

• Prednjaceci dio neurona (akson) “isprobava” mnoge celijske povrsine, formirajuci tkz sinapse u prolazu, prije nego se konacno zadrzi na specificnom mjestu sa kojim formira definitivnu sinapsu.

• Za korektnu sinapsogenezu neophodna je vremenska i prostorna uskladjenost izmedju elemenata koji grade sinapsu

Page 6: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Mehanizam prepoznavanja ciljne celije:

• celijski adhezioni molekuli (lektini, gangliozidi) na povrsini aksona prepoznaju komplementarna mjesta na povrsini postsinapticke membrane

• Ciljne celije proizvode signale (faktore diferencijacije) koji uticu na morfologiju i hemijski fenotip (neurotransmiter, neuropeptidi), modulacijacom ekspresije gena.

• Faktori rasta nervnog tkiva: NGF, BDNF (neurotroficni faktor mozdanog porijekla, neurotrofin-3), slicne su hemijske strukture i medjusobno unakrsno reaguju sa receptorima

Page 7: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Centralni nervni sistem (mozak I kičmenamoždina) se formira iz nervne cijevi

periferni nervni sistem (kranijalni I spinalninervi) se formira iz neurvnog grebena

Evolucija – filogeneza – nervni sistem: Strukturno I funkcionalno usloznjavanjenervnog sistema

Page 8: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Evolucija – nervni sistem

Figure 9-1: Evolution of the nervous system

Page 9: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

JAJNA CELIJA

SPERMATOZOIDI

Inseminacija

•Tokom ejakulacije izbaci se oko 3,5 ml

sperme, što čini ejakulat

•Ejakulat zdravog muškarca sadrži 200

do 500 miliona spermatozoida

•Spermatozoidi se kreću brzinom od 2-4

mm/min, tako prvi spermatozoidi stižu

do ampule jajovoda 45 min. posle

ejakulacije

Page 10: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 11: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 12: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Oplođenje

Page 13: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

• Brazdanje - Deobom zigota nastaju blastomere- Prva deoba posle 24-36 časova, ostale nakon 12-18 h

Page 14: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

BRAZDANJE

Stadijum od 2 ćelije Stadijum od 4 ćelije

Stadijum od 8 ćelija Morula

Rana blastocista Kasna blastocista

Page 15: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Razvoj NS - neurogeneza

• Organizovanje I oblikovanje NS

– Umnozavanje celije

– Migracija celija – zauzimanje pravilnog polozaja

– Diferencijacija celija

– Adekvatno povezivanje celija -

– Selektivna smrt celija (do 75%)

Page 16: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Nervna ploča

• savijanje i zatvaranje nervne ploče → stvaranje cijevi → savijanje nervnecijevi

• Centralni nervnisistem se formira iznervne cijevi dok se periferni nervnisistem (kranijalni I spinalni nervi) formira iz nervnoggrebena

Page 17: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 18: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Neurulacija

Page 19: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Zatvaranje nervne cijevi

Formiranje nervne cevi

Page 20: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 21: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 22: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Savijanje neuralne cijevi

Page 23: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 24: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 25: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 26: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 27: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 28: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 29: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 30: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 31: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

11 / 7

Page 32: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Normal cortex development

From: Allendorfer KL, Shatz CJ (1994): The subplate, a transient structure: Its role in the development of

connection between thalamus and cortex. Annu Rev Neurosci 17:185-218.

Page 33: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

TERATOGENI FAKTORI

KONGENITALNE MALFORMACIJE

Page 34: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

GRESKE U RAZVOJU NERVNE CIJEVI

• SPINA BIFIDA – bolest rascijepljenogkičmenog stuba do koje dolazi ukoliko se nervna cijev ne zatvori u jednom dijelu

• ANENCEFALIJA – potpuni nedostatak mozga koji se javlja ako se nervna cijev ne zatvori u području glave

HYDROCEPHALUS

• Nakupljanje cerebrospinalne tečnosti umoždanim komorama (šupljinama unutarmoždanog tkiva) pa okolno moždano tkivotrpi pritisak I strada glava postaje velikaA

Page 35: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 36: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 37: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h
Page 38: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

salamander kokoš čovjek

prednji mozak

neuralna cijev

srednji mozak

stražnji mozak

glava

tijelo

28. dan

Page 39: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

dan 1: oplodnja dan 2: dioba dan 15zametni disk 18 dana

neuralna ploča

21 dan

neuralna ploča neuralni utor

22 dana

neuralni utor se zatvara

neuralna cijev

ventrikul

23 danaprednji neuralni nabor

neuralna cijev

24 dana

neuralna cijev

prednji mozak u razvoju

srce u razvoju

Page 40: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

28. dan

Page 41: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

25 dana 35 dana 40 dana 50 dana 100 dana

5 mjeseci 6 mjeseci 7 mjeseci

8 mjeseci 9 mjeseci

Page 42: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FAZE RAZVOJA MOZGA

1. Razvoj neurona/glije iz prekursora

2. Migracija

3. Diferencijacija

4. Sazrijevanje

5. Sinaptogeneza

6. Stanična smrt i podrezivanje sinapsi

7. Mijelinizacija vlakana

Page 43: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Kora velikog mozga:

• neurogeneza 7. - 20. tjedna

• migracija 8. – 29. tjedna

• ventrikularna zona: primitivna mapa korteksa predispozicija mjesta migracije

površina mozga

primitivni korteks

izdanci radijalnih glija stanica

migrirajudi neuron

tijelo radijalne glija stanice

ventrikularna zona

smjer kretanja

migrirajudi neuron

izdanci radijalnih glija stanica

• debljina slojeva: timing

• diferencijacija: geni, lokalni kemijski signali

Page 44: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

novorođenče

dob (mjeseci)

sazrijevanje 20. tjedan – nakon rođenja

razvoj dendrita: grananje i rast izdanaka (µm/dan)

Page 45: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

filopodije

rastudi čunjid

vrijeme (min)

du

ljin

a (m

m)

razvoj aksona (mm/dan): rastudi čunjid filopodi cilj

molekule: susjedne stanice +, -CAMs

ciljne stanice tropične (netrini)

Page 46: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

mjeseci godinemjeseci

porod

Bro

j sin

apsi

(x

10

11 )

sinaptogeneza i podrezivanje sinapsi

• ljudski korteks: 1014 sinapsi

• hiperprodukcija neurona i sinapsi odumiranje:

NEURONI: kompeticija za neurotrofične faktore apoptoza

SINAPSE: simultana aktivacija eliminacija

Page 47: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

mijelinizacija rođenje – 18. godina

• pokazatelj konačnog sazrijevanja neurona

rana mijelinizacija: jednostavna motorika i osjeti

kasna mijelinizacija: složene mentalne funkcije

Page 48: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

akson

soma

REZ

Schwannova stanica

izdanci aksonaodumirudi akson

Schwannove st. se dijele

Schwannove st. tvore mijelin

akson

mijelin

Gliogeneza prije rođenja – smrt

• popravak oštedenog neurona u perifernom živčanom sustavu

- odumiranje presječenog aksona -mikroglija debris

- Schwannove st. utiru put -izdanci aksona slijede put

- mijelinizacija -povratak funkcije

Page 49: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

CNS:

1) astroglija ožiljak smetnja ponovnom rastu neurona

2) oligodendroglija se ne dijeli utiranje puta

3) oligodendroglija NOGO repelent „krivim“ aksonima

Page 50: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Korelacija između razvoja mozga i ponašanja

Page 51: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

2 mjeseca 4 mjeseca 10 mjeseci

usmjerava ručicu prema predmetu i pokušava ga zgrabiti

grabi predmet stiskom cijele šake

može primiti mali predmet između palca i kažiprsta

moždana struktura sazrijevanje ponašanje iskustvo

plastičnost

Razvoj motorike:

MIJELINIZACIJA AKSONA

Page 52: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Razvoj govora:

• rođenje

• 6 tjedana

• 2 mjeseca

• 3 mjeseca

• 4 mjeseca

• 6 mjeseci

• 9 mjeseci

• 12 mjeseci

• 24 mjeseca

• 36 mjeseci

• 4 godine

• 5 godina

• 6 godina

• 12 godina

• umiruje ga ljudski glas

• reagira na ljudski glas, čini glasove ugode, doziva plačem

• razlikuje zvukove, gugude

• okrede glavu prema glasu, glasom reagira na nečiji govor, ritmički mumlja

• proizvodi tonove različite visine, imitira tonove

• imitira zvukove

• shvada značenje kroz intonaciju, imitira intonaciju odraslih

• razvija rječnik (5-10 riječi)

• imenuje predmete koji ga okružuju (200-300 riječi)

• slaže jednostavne rečenice (900-1000 riječi)

• rečenice postaju složenije, postavlja brojna pitanja (1500 riječi)

• riječima opisuje osjedaje, počinje čitati (1500-2200 riječi)

• razvijeni svi aspekti govora, služi se s 2400, a razumije 20 000 do 24 000 riječi

• koristi preko 50 000 riječi

Page 53: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Razvoj kognitivnih sposobnosti

1 godinapredmet postoji iako ga ne vidi

5 godina ! volumen se promijenio

Page 54: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

4 stadija kognitivnog razvoja:

• senzoričko-motoričko razdoblje(rođenje do 18-24 mjeseci)

• predoperativni period (2-6

godina)

• konkretno operativni period (7-11 godina)

• formalno operativni period (nakon

12. godine)

• odvajanje sebe od ostatka svijeta, objekti postoje iako ih ne vidimo, osnove uzročno-posljedičnih veza

• stvaraju mentalne slike stvari, mogu ih izraziti riječima i crtežima

• mogu mentalno manipulirati idejama (volumen tekudina, dimenzije objekata)

• sposobnost apstraktnog mišljenja.

Page 55: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Skokoviti razvoj mozga:

3-10 mjeseci, 2-4, 6-8, 10-12, 14-16 godina mozak > 5-10%

glija, sinapse, krvne žile

koincidencija s fazama kognitivnog razvoja

Page 56: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

kognitivni testovi na djeci i mladim majmunima

1. test

15 s

nakon što subjekt nauči koji predmet donosi nagradu

pokaže mu se novi predmet

čiji odabir donosi nagradu

prepoznavanje objekta temporalni režanj

2. test

test se ponavlja

po jedan objekt iz svakog para donosi nagradu

učenje pokušajem i pogreškom bazalni gangliji

12 mjeseci18 mjeseci

Page 57: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Utjecaj okoline na razvoj mozga

Page 58: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

1) vanjski podražaji: iskustvo

poticajna okolina

standardni laboratorijski uvjeti

Donald Hebb pokus

Page 59: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Hebb-Wiliamsov labirint

TEST INTELIGENCIJE

laboratorij

poticajna okolina

• bolji uspjeh u labirintu

• vedi mozak

• više sinapsi

• više astrocita

iskustvo inteligencija

Page 60: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

normalni razvoj zatvoreno oko

djetinjstvo

adolescencija

odrasla dob

L D L D L L D L D L

OPTIČKI TEKTUM:

koincidirajuda električna aktivnost dolazedih neurona vrpce aksona dijelovi vidnog polja

Page 61: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

kritični period: poticaj iz okoline razvoj

mačid: zatvaranje oka 30. – 60. dana nakon rođenja organizacija korteksa

IMPRINTING: učenje privrženosti nekom objektu

prepoznavanje svoje vrste

pravilno usmjeren spolni nagon

• nagli porast broja sinapsi u regiji prednjeg mozga

Page 62: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

? nenormalno iskustvo razvoj mozga

Hebb: psi u mraku

ne reagiraju na ljude, druge pse, bolne podražaje

loše rješavaju labirinte, ne mogu naučiti trikove

atrofija dendrita kortikalnih neurona

Harry Harlow: majmuni odvojeni od majki

smanjene intelektualne sposobnosti

abnormalno socijalno ponašanje

Page 63: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Ceauşescu: nezbrinuta djeca u Rumunjskoj

nakon usvajanja:

• opseg glave: 2 sd od prosjeka

• testovi kognitivnog i motoričkog razvoja retardacija

nakon 2 godine:

• mlađi od 6 mj. poboljšanje

• stariji stagnacija

Page 64: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

testosteron/estrogen: - utječe na broj nastajudih i odumirudih neurona

- pojačava rast stanica

- smanjuje/povedava grananje dendrita

- utječe na stvaranje i regulaciju sinapsi

muški mozak ženski mozak: spolno ponašanje i kognitivne funkcije

lateralno medijalno

2) unutarnji podražaji:

a) hormoni

Page 65: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

ozljeda frontalnog korteksa

kortikalni neuron u odrasloj dobi

ozljeda 1. dana ozljeda 10. dana

b) ozljeda (alkohol, nikotin, kofein, psihoaktivne tvari)

kod ljudi: kritično zadnje tromjesečje prenatalno i prva 2 mjeseca postnatalno

kod štakora u odgovarajude doba: manji mozak, atrofija kortikalnih neurona, kognitivni deficit u ponašanju

kasnija ozljeda (~ 6 mj. -2 g.) kompenzacija

Page 66: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

zdravo dijete retardirano dijetec) poremedena ekspresija gena

• razvoj neuralne cijevi spina bifida, anencefalija

• diferencijacija neurona mentalna retardacija

• migracija neurona epilepsija, shizofrenija

4. – 6. mj. embrionalnog razvoja: abnormalni razvoj frontalnog režnja i orijentacija piramidalnih neurona u hipokampusu

hipokampus

organizirani piramidalni neuroni dezorganizirani piramidalni neuroni

Page 67: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• PLASTICNOST NERVNOG SISTEMA:

• reorganizacije nervnog sistema izvan perioda normalnog razvoja

• osnov opstanka jedinke u promjenjivim uslovima sredine, putem modifikacije ponasanje

• ukljucena je u regeneraciji nervnog sistema nakon povrede

Page 68: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• REPARACIJA NERVNOG TKIVA NAKON OSTECENJA:

• Neuroni se ne stvaraju de novo tokom zivota odrasle osobe

• Uspostavljanje novih sinaptickih veza je takodje ograniceno.

• Kod mladjih jedinki, kod kojih procesi razvica jos nisu definitivno zavrseni, postoji veca mogucnost regeneracije i uspostavljanja normalne funkcije nakon povrede CNS, reorganizacijom plana razvoja neostecenih dijelova CNS (plasticnost CNS)

Page 69: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Mehanizmi plasticnosti nervnog sistema ukljuceni u njegovu regeneraciju nakon ostecenja

• aktiviranje “nijemih” sinapsi

• preuzimanje ostecenih funkcija od strane dupliranih zona, puteva i sinapsi

• funkcionalna reorganizacija neostecenih dijelova CNS

• zamjena funkcije ostecenog dijela CNS, funkcijom koja je u nadleznosti neostecenog dijela CNS.

Page 70: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

PLASTIČNOST:

Odlike kortikalnog tkiva u toj meri mogu varirati pod uticajem raznovrsnih uticaja, da to podržavapretpostavku o izvesnom stepenu slobode, promenljivosti (ekvipotencijalnosti?) neokorteksa u ranom razvojnom periodu

PLASTIČNOST JE SPECIFIČNA, GENETSKI ODREĐENA

SPOSOBNOST NERVNOG TKIVA DA MODIFIKUJE SVOJU

STRUKTURU I FUNKCIJU POD UTICAJEM ODREĐENIH FAKTORA

Page 71: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

OGRANIČENJA I PITANJA ZA DALJE:

• Nalazi ne govore za apsolutnu ekvipotencijalnost nezrelog

cerebralnog tkiva, niti za univerzalnu mogućnost njegove potpune

reorganizacije

• Plastiĉnost je relativni fenomen

• Plastiĉnost moţe biti patološka (epilepsije)

• Pravila ispoljavanja plastiĉnosti ne poznajemo dovoljno

(eksperimentalni podaci na drugim vrstama primata ili ĉak niţih

sisara)

• Kliniĉka fenomenologija nakon ranih moţdanih ozleda je pokazatelj

(srazmerne) neuspešnosti plasticiteta nezrelog mozga da kompenzuje

efekte nastale štete

Page 72: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

OBLICI PLASTIČNOSTI:

• PLASTIČNOST PRI NORMALNOM SAZREVANJU

• PLASTIĈNOST KOD MOŢDANE OZLEDE (doprinosi oporavku)

• PATOLOŠKA PLASTIĈNOST (npr: epilepsije, AUTIZAM?)

KOJI FAKTORI (NORMALNO) UZROKUJU MODIFIKACIJE

NEURONSKE STRUKTURE?

DA LI JE SREDINA JEDAN OD TIH FAKTORA?

Page 73: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

PRIMER 1: Razvojna zrelost korteksa kod gluve dece je izmenjena

u odnosu na normalno očekivanu

Wolf i Thatcher, 1990Eksperiment:Poređenje koherence EEG signala kod dece oštećenog sluha

različitog uzrasta sa ‘normativnim’ podacima zdravih vršnjaka

Rezultat:nivo diferencijacije/razvojna zrelost leve hemisfere u gluvih je

značajno niži nego kod zdrave dece

nivo diferencijacije/razvojna zrelost okcipitalnih oblasti i desne

hemisfere u slušno deprivirane dece je proporcionalno veći nego

kod zdravih

Page 74: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

PRIMER 2: Karakteristike senzornih evociranih odgovora (ERP)

kod gluvih osoba značajno su izmenjene u odnosu na normalno

očekivane

Neville i Lawson, 1988Eksperiment:Registrovanje evociranih potencijala na vizuelne draži kod gluvih

osoba.

Rezultat:Vizuelni evocirani odgovori kod gluvih se registruju iznad regija

normalno zaduženih za auditivnu obradu

Evocirani odgovori na stimulus apliciran u periferiju vidnog polja

višestruko su uvećani u odnosu na tipične

Page 75: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Zaključak:

Odsustvo iskustva modifikuje funkcionalne karakteristike kortikalnog tkiva

Dopunjena definicija plastičnosti:

PLASTIČNOST JE SPECIFIČNA, GENETSKI ODREĐENA

SPOSOBNOST NERVNOG TKIVA DA MODIFIKUJE SVOJU

STRUKTURU I FUNKCIJU POD UTICAJEM SPOLJNIH I

UNUTRAŠNJIH ČINIOCA

Page 76: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

TEORIJSKI MODELI UTICAJA SREDINE NA CEREBRALNO SAZREVANJE

Changeaux i Dehaene, 1989

Stabilizacija veza aferentnom aktivacijom

• KAKO SE ‘PORUKA’ IZ SREDINE (ISKUSTVO) BELEŢI U NEURONSKOM

TKIVU TOKOM RANOG RAZVOJNOG PERIODA?

• MODEL SE OSLANJA NA OBRAZAC HIPERPRODUKCIJE PRAĆENE

REGRESIJOM ZABELEŢEN U ĆEKIJSKOJ DIFERENCIJACIJI I

METABOLIZMU TOKOM PRVIH GODINA ŢIVOTA

Page 77: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

rane neuronske veze nalaze se u jednom od tri moguda stanja: labilnom, stabilnom ili regresivnom;

za tek uspostavljene veze karakteristično je labilno stanje. Labilna sinapsa je visoko plastična

Labilna sinapsa biva aktivirana inpulsima koji pristižu do nje (signali uneti iz spoljnog sveta ili nastalih iz aktivnostideteta)

rezultat ove aktivacije može biti uspešan ili neuspešan u odnosu na uporedno prostiranje signala drugim putevima

(ponavljana) uspešna aktivacija ‘stabilizuje’ sinapsu, dok neuspešna vodi ga regresiji veze

ontogenetski razvoj ovih veza je određen retrogradno, u zavisnosti od kombinacije signala koji dolaze iz postsinaptičke delije

Changeaux i Dehaene, 1989Stabilizacija veza aferentnom aktivacijom

Page 78: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Greenough (Grinaf), 1987

Modifikacija neuronskih veza u ‘senzitivnom’

periodu razvoja

• PO ĈEMU JE RANO UĈENJE POSEBNO?

• NA KOJIM (SPECIFIĈNIM) MEHANIZMIMA SE ZASNIVA?

• ZAŠTO JE SENZITIVNI PERIOD OGRANIĈENOG

TRAJANJA?

Page 79: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

Greenough, 1987 Modifikacija neuronskih veza u ‘senzitivnom’ periodu

dve vrste informacija koje mozak usvaja kroz interakciju sa sredinom - dve vrste izmena do kojih dolazi putem sredinskih uticaja:

• 'Iskustveno-očekivano‘ učenje (izvorno: 'experience-expectant')zasniva se na selektivnim gubitkom viška sinapsi (iskustvo određuje koje

de ‘opstati’) vezano za senzitivni period razvojausvajaju se (skladište) oni aspekti sredine koji su zajednički za sve

članove vrste (na primer, gravitacija, svetlo, zvuk, jezik okruženja

• 'iskustveno-zavisno' učenje (izvorno: 'experience-dependant') zasniva se na generisanju novih sinaptičkih veza, mogudno celog životabeleže se iskustva specifična za jedinku, njena posebna znanja i veštine

ARGUMENT U PRILOG MODELA: dva suprotna a međusobno komplementarna procesa u savladavanju jezika i prepoznavanja lica

Page 80: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• MEHANIZMI UKLJUCENI U REPARACIJU NERVNOG SISTEMA:

• selektivna adhezivnost, modulacijom ekspresije adhezivnih molekula

• pracenje mehanickih putokaza

• pracenje elektricnih polja

• troficni uticaj materija koje luci deaferentisano ciljno tkivo

• Ovi mehanizmi vode akson do cilja, a drugi mehanizmi ucestvuju u prepoznavanju cilja i signaliziraju da li je uspostavljena korektna sinapsa

Page 81: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• KOLATERALNA AKSONOGENEZA I SINAPSOGENEZA TOKOM REPARACIJE CNS

• Nakon ostecenja neurona dolazi do kolateralnog izrastanja njegovih produzetaka koji pokusavaju da se sinapticki povezu sa susjednim neostecenim neuronima (kolateralna aksonizacija i sinapsogeneza).

• Kolateralna aksonizacija i sinapsogeneza omogucavaju ostecenom neuronu da pokusa stupanje u kontakt sa ciljnom celijom, sto mu omogucava prezivljavanje, nakon gubitka prvobitne sinapticke veze.

Page 82: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Signal za kolateralnu aksonizaciju i sinapsogenezu potice od deaferentiranih ciljnih neurona.

• Ciljni neuroni luce, neurotroficne faktore (npr NGF I dr) koje preuzimaju presinapticki neuroni.

• Kada je sinapticka veza ostecena, neurotroficni faktori se luce u vecim kolicinama i difunduju u okolinu te predstavljaju aktivisuci signal za kolateralnu aksonizaciju i sinapsogenezu

Page 83: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• ULOGA GLIJE U RAZVOJU I REPARACIJI CNSa:

• Lokalne glija celije (mikroglija, makrofagi) infilitrisu prostor oko degenerisanog aksona nakon cega ga fagocituju.

• U nastanak kolateralne aksonogeneze i sinapsogeneze najvjerovatnije su ukljuceni astrociti.

• Astrociti u pocetnoj fazi regeneracije CNS imaju ulogu vodica aksona koji izrasta prema deaferentisanom postsinaptickom neuronu.

Page 84: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• U kasnijim fazama, astrociti otezavaju aksonogenezu formiranjem oziljnog tkiva.

• Oligodendrociti inhibiraju regeneratorne procese u CNSu, ekspresijom glikopoteina na membrani koji sprecavaju adhezione procese izmedju celija i onemogucavaju izrastanje aksona preko tih povrsina

• Glija celije podrazene ostecenjem mogu, kao i osteceni neuroni, luciti NGF koji potice izrastanje novih nastavaka neurona i usmjeravaju ih ka ciljnim neuronima.

Page 85: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

• Za razliku od CNSa, u PNS glija celije djeluju stimulatorno na regeneraciju aksona.

• Svanove celije svojom bazalnom laminom trasiraju put rastucem aksonu ka deaferentisanoj ciljnoj celiji

• Ugradnja transplantata aksona na mjestu lezije perifernog nerva sprecava astrocite da stvore oziljak.

• Preko transplantata aksoni brze izrastaju i spajajaju ostecene dijelove perifernog nerva.

Page 86: P d1b razvoj ns i kong anomalije, 2h

FORMIRANJE SINAPTICKIH VEZA TOKOM RAZVOJA I REPARACIJE NERVNOG TKIVA

Transplantacije mozdanog tkiva kao pokusaj terapije nekihneurodegenerativnih oboljenja”

• Osteceno mozdano tkivo i transplantat moraju pripadati istomNtr sistemu, da bi transplantat prezivio i uspostavioreciprocne veze sa mozdanim tkivom primaoca.

• Parkinsonova bolest (ledirani DOPA nigristrijatni putevi): Fetalni DOPA neuroni substantie nigre, prezivljavaju u mozguovih bolesnika i uspostavljaju privremene sinapse sa ciljnimcelijama.