A gerinces idegrendszer ontogenezise és plaszticitása

Tartalom

Előszó 17
1. Az idegfejlődés-tudomány rövid történeti áttekintése 19
2. Bevezető 21
3. A gerinces idegrendszer sejtadhéziós molekulái 25
3.1.1. A sejtadhéziós molekulák felosztása 27
3.1.1.1. Molekuláris szerkezetük alapján 28
3.1.1.2. Működésük alapján 28
3.1.2. Kötődési képesség 28
3.2 Általános sejtadhéziós molekulák 29
3.2.1. Ca2+-független neuronalis sejtadhéziós molekulák 30
3.2.1.1. NCAM 30
3.2.1.2. Az NCAM ontogenezisben játszott szerepe 33
3.2.1.3. L1/NgNCAM 34
3.2.1.4. PO 35
3.2.2. Ca2+-függő sejtadhéziós molekulák 35
3.2.2.1. Klasszikus cadherinek 36
3.2.2.2. A cadherinek szöveti megoszlása 38
3.2.2.3. A cadherinek fejlődésben játszott szerepe 39
3.3. Specifikus sejtadhéziós molekulák 39
3.3.1. Axonhoz kötődő adhéziós molekulás (AxCAM) 40
3.3.1.1. Az AxCAM megoszlása 40
3.3.2. Oligoszacharid természetű, specifikus adhéziós molekulák (SacCAM) 41
3.3.2.1. A szacharidok által történő felismerési folyamatok 41
3.4. Glikánok (szacharidok) és a sejtadhéziós molekulák működésének szabályozása 42
3.4.1. Az NC AM sziálsavtartalma 43
3.4.2. Szulfát-glükuronsav 45
3.4.3. A glükuronsav glikánok által közvetített molekuláris hálózatok 45
3.4.4. Az oligomannóz glikánok és cisz-kölcsönhatásaik jelentősége a jelátvitelben 46
4. Extracelluláris mátrix (EM) 49
4.1. Az EM komponensei 51
4.2. Az extracelluláris matrixmolekulák sejtreceptorai 54
4.3. Különböző adhéziós rendszerek kölcsönhatásai 56
5. Sejtosztódás a fejlődő idegrendszerben 59
5.1.1. Aszimmetrikus szegregáció szerepe a Drosophyla-sejtek sorsának meghatározásában 61
5.1.2. Sejtosztódás a fejlődő gerinces idegrendszerben 62
5.1.3. Stem sejtek (őssejtek) 63
5.1.4. Progenitor sejtek (elődsejtek) 64
6. A neurális indukció 69
6.1. Default model 73
6.2. Az idegi fejlődés szabályozása molekuláris szinten 80
6.3. A fejlődő idegrendszer polarizációja és regionális tagolódása 84
6.3.1. Az A/P-tengely kialakulása 85
6.3.1.1. Hox gének szerepe az idegrendszer tagolódásában 85
6.3.1.2. Retinsav szerepe az idegi fejlődésben 88
6.3.2. D/V-tengeiy kialakulása 89
6.3.2.1. Pax-gének szerepe az idegrendszer tagolódásában 90
6.3.3. B/J-tengely kialakulása 92
7. Az emlős idegrendszer korai differenciálódása 95
8. A ganglionléc (neural erest)
és a belőle származó sejttípusok 101
8.1. Perifériás idegrendszer differenciálódása 104
9. A velőcső differenciálódása 109
9.1. A velőcső záródása 111
9.2. A velőcső korai szöveti tagolódása 112
9.3. A velőcső korai, makro anatómiai tagolódása 114
10. A központi idegrendszer differenciálódása 117
10.1. A prosencephalon (forebrain, előagy) 119
10.1.1.1. Az emlős előagy regionális tagolódása 120
10.1.1.2. Az előagy D/V-tagolódása 122
10.1.1.3. Az előagy A/P-tagolódása 124
10.1.2. Telencephalon (végagy) 126
10.1.2.1. Az emlős telencephalon regionális tagolódása 126
10.1.2.2. Telencephalon struktúrái 127
10.1.2.3. A Telencephalon evolúciója 129
10.1.3. Diencephalon (köztiagy) 131
10.2. Mesencephalon (midbrain, középagy) 132
10.3. Rhombencephalon (hindbrain, utóagy) 133
10.3.1.1. A rhombencephalon szegmentális tagolódása 133
10.3.2. Metencephalon 135
10.3.2.1. A kisagykéreg szerveződése 135
10.3.2.2. A híd 137
10.3.3. Myelencephalon 137
10.4. Spinal cord (gerincvelő) 137
10.4.1. A gerincvelő szegmentális tagolódása 140
11. Az agykéreg (neocortex) fejlődése 143
11.1. AZ AGYKÉRGI RÉTEGEK KIALAKULÁSA 145
11.1.1. A primitív agykéreg érése 15 0
11.2. AZ IDEGSEJTEK KÉREGLEMEZBE TÖRTÉNŐ VÁNDORLÁSA 152
11.2.1.1. Az idegsejtek kéreglemezbe történő vándorlásának formái 153
11.2.1.2. A sejtadhéziós rendszer szerepe a sejtvándorlásban 157
11.2.2. A sejtek születési idejének szerepe a sorsuk további alakulásában 159
11.3. A KÉREG OSZLOPOS (KOLUMNÁRÍS) SZERVEZŐDÉSE 162
11.4. Az AGYKÉREG CITOARCHITEKTONIKÁI ÁREÁINAK KIALAKULÁSA 164
11.4.1. Az áreák specifitásának és afferens kapcsolatainak kialakulása 165
11.4.2. Efferens kapcsolatok kialakulása 168
11.5. A NEURONOK ÉS GLIASEJTEK DIFFERENCIÁLÓDÁSA 171
12. Az idegi fenotípus kialakulása, a neuronok morfogenezise 175
12.1. AZ IDEGSEJTEK MORFOLÓGIAI ÉS FUNKCIONÁLIS POLARIZÁLTSÁGA 179
12.1.1. Axonképződés 181
12.1.2. Transzmitterválasztás 185
12.2. AZ INGERLÉKENYSÉG KIALAKULÁSA 187
12.2.1. Ioncsatornák fejlődése 187
12.2.2. Receptorok fejlődése 189
12.2.2.1. Ingerlő szinaptikus funkció 189
12.2.2.2. Gátló szinaptikus funkció 191
13. Idegi kapcsolatok kialakulása 193
13.1. A NÖVEKEDÉSI KÚP (GROWTH CONE, GC) 195
13.1.1. A növekedési kúp szerkezete 198
13.1.2. A növekedési kúp funkciója 199
13.1.3. A GC működését irányító mechanizmusok és molekulák 200
13.2. Célirányos axonnövekedés 203
13.2.1. Axonnövekedés-irányítás 203
13.2.2. Axonok pályákba rendeződése 205
13.2.3. Adhézió szerepe az axonok növekedésében 207
13.3. Célsejtválasztás: megközelítés, feltérképezés és kiválasztás 210
13.4. SziNAPTIKUS KAPCSOLATOK KIALAULÁSA (SZINAPTOGENEZIS) 215
13.4.1. Szinaptikus struktúra kialakulása 215
13.4.1.1. Preszinaptikus faktorok 219
13.4.1.2. Posztszinaptikus faktorok 223
13.4.2. Szinapszisok stabilizálódása 225
13.4.2.1. A sejtadhézió szerepe a szinaptikus kapcsolat kialakulásában és állandósulásában 229
14. A Nitrogén-monoxid (no) szerepe a központi idegrendszer fejlődés dinamikájára 233
15. Sejthalál (apoptozis) 237
15.1.1. A természetes sejthalál funkciója az idegi fejlődés során 240
15.1.1.1. A természetes sejthalál különböző formái 241
15.2. A természetes sejtpusztulást befolyásoló tényezők 242
15.2.1. Genetikai reguláció 242
15.2.2. Posztszinaptikus célsejtek 243
15.2.3. Az afferens működés 243
15.3. A természetes sejthalál mechanizmusai 243
15.3.1. A sejtpusztulást indukáló lépés 244
15.3.2. Döntés: „túlélni vagy elpusztulni" 245
15.3.3. Kivitelezés 245
16. Bevezetés: Az idegrendszer plaszticitásáról általában 249
17. Neurális plaszticitás 251
18. Idegregeneráció 255
18.1. Axon sérülését követő degeneratív változások 257
18.1.1. A szinaptikus áttevődés megszűnése, terminális degeneráció 258
18.1.2. Aperikaryon és a proximális szegmens válasza axonátmetszésre 259
18.1.3. Axotomia utáni változások a disztális axoncsonkban; a Schwann-sejtek és makrofágok válasza 260
18.1.4. A sérült sejttel szinaptikus kapcsolatban álló neuronok válaszai 263
19. Axonregeneráció a perifériás idegrendszerben 265
19.1. Trofikus faktorok akadályozzák meg a perifériás neuronok degenerációját sérülés után 267
19.2. A proximális axoncsonk regenerációja 269
19.2.1. A regenerálódó ideg és környezete közötti kölcsönhatások 273
19.2.2. A makrofágok és egyéb nem neuronális sejtek szerepe
a Schwann-sejtek osztódásában 275
19.2.3. A myelin újraképződésének folyamata 278
19.3. A perifériás és központi idegrendszeri neuronok regeneratív képességéről 280
19.4. Regenerációval kapcsolatos molekulák 280
19.4.1. Neurotrofikus faktorok és receptorok 280
Fibroblaszt növekedési faktorok 282
Inzulinszerű növekedési faktorok (Insuline-like growth factors: IGF) 282
Gliális sejtvonal eredetű neurotrofikus faktor
(glial-cell-line-derived neurotrophic factor: GDNF) 282
Egyéb növekedési faktorok 282
19.4.2. Sejtadhéziós molekulák (CAM) 282
L1 és N-CAM 283
N-cadherin 284
19.4.3. Az extracelluláris mátrix fehérjéi 284
Laminin 284
Tenascin C 285
19.5. szinaptogenezis lehetőségei felnőtt emlős perifériás idegrendszerében 285
20. Neuronális plaszticitás a központi idegrendszerben 291
20.1. Korai látásvesztés kiváltotta központi idegrendszeri változások 293
Vizuális depriváció a kritikus időn belül 294
20.1.1. Korai monokuláris enukleáció kiváltotta morfológiai és működési változások 294
Változások a retino-geniculo-corticalis pályában 294
Változások a kérgi commissuralis kapcsolatokban 297
Változások a kéregfelszín angiográfiás képében 298
20.2. Plasztikus kölcsönhatások különböző érzékszervek között 301
I. Korai enukleációt követő változások a szomatoszenzoros rendszerben 301
II. Korai vakság okozta kompenzáció a hallórendszerben 306
III. Példák a kompenzatórikus plaszticitásra emberben 307
IV. A szenzoros helyettesítés neuronális folyamata 307
20.3. A trigeminális rendszer fejlődési plaszticitása 309
A barrelek strukturális plaszticitása 311
a.) Citoarchitektura 311
b.) Elektrofiziológia 311
c.) A működési aktivitás deoxiglukózos térképezése 312
20.4. A nemi hormonok és az idegrendszeri plaszticitás 314
Az idegrendszer nemi differenciálódása 314
Plasztikus változások felnőtt állatokban 315
Az astroglia szerepe 317
Membránszintű változások 319
A sejtadhéziós molekulák jelentősége 319
20.5. A központi idegrendszer felnőttkori plaszticitása 322
20.5.1. Sérülés (denerváció) kiváltotta plasztikus folyamtok 322
A szomatoszenzoros kéreg 322
20.5.2. Használat- és tapasztalatfüggő plaszticitás 325
20.5.3. A plaszticitást befolyásoló tényezők a szenzoros kéregben 327
20.5.4. A kérgi plaszticitás helye 328
NMDA- és CaM-Kináz-fuggő kérgi plaszticitás 330
A reprezentációs plaszticitás modellje és celluláris mechanizmusa 331
20.5.5. Plaszticitás az öregedés folyamán 335
20.5.6. Az idegsejtek pusztulásának okai elégtelen agyi keringés esetén 335
21. Transzplantáció a központi idegrendszerbe 337
21.1. Visszapillantás a transzplantációs kísérletek
néhány állomására. metodikai meggondolások 339
21.1.1. Adonorkora 339
21.1.2. A befogadó szervezet (host, recipiens) kora 340
21.1.3. Vaszkularizáció 341
21.1.4. A transzplantáció immunológiai vonatkozásai 341
Lymphocyta-aktiváció és antigén-prezentáció 342
Transzplantációs immunológia 344
A kilökődés mechanizmusa 346
Az immunszuppresszív anyagok hatásának mechanizmusai 348
Az agy immunológiai szempontból kitüntetett helyzetéről 348
21.1.5 A cél (target) elérhetősége 349
21.2. Transzplantáció mint módszer, a központi idegrendszer fejlődésének kutatásában 350
Hisztogenezis és differenciálódás 351
Vándorlás és rétegképződés 351
Neuronális érés 352
Neurotranszmitter fenő típus 353
Axonkinövés és irányulás 353
Afferens és efferens kapcsolódás 353
21.3. A neuronális transzplantáció terápiás
felhasználása. lehetőségek és korlátok 354
21.4. Átültetési eljárások típusai, módszerei 356
22. Regeneráció a központi idegrendszerben 359
22.1. A BEÜLTETETT SCHWANN-SEJTEK SZEREPE 361
22.2. A REGENERÁCIÓT ELŐSEGÍTŐ LEGFONTOSABB SZUBSZTRÁTOK 362
22.3. A REGENERÁCIÓT ELŐSEGÍTŐ LEGFONTOSABB FAKTOROK 363
22.4. A REGENERÁCIÓT GÁTLÓ FAKTOROK 366
23. A szinaptogenezis szabályozásáról 369
Tárgymutató 375

Témakörök