Una neurita o proceso neuronal se refiere a cualquier proyección del cuerpo celular de una neurona . Esta proyección puede ser un axón o una dendrita . El término se utiliza con frecuencia cuando se habla de neuronas inmaduras o en desarrollo, especialmente de células en cultivo , porque puede resultar difícil distinguir los axones de las dendritas antes de que se complete la diferenciación . [1]
El desarrollo de una neurita requiere una interacción compleja de señales tanto extracelulares como intracelulares. En cada punto dado a lo largo de una neurita en desarrollo, hay receptores que detectan señales de crecimiento tanto positivas como negativas desde todas las direcciones del espacio circundante. [2] La neurita en desarrollo suma todas estas señales de crecimiento para determinar en qué dirección crecerá finalmente la neurita. [2] Si bien no se conocen todas las señales de crecimiento, se han identificado y caracterizado varias. Entre las señales de crecimiento extracelular conocidas se encuentran la netrina , un quimioatrayente de la línea media, y la semaforina , la efrina y la colapsina , todos inhibidores del crecimiento de las neuritas. [2] [3] [4]
Las neuritas jóvenes suelen estar repletas de haces de microtúbulos , cuyo crecimiento es estimulado por factores neurotróficos , como el factor de crecimiento nervioso (NGF). [5] Las proteínas Tau pueden ayudar en la estabilización de los microtúbulos uniéndose a los microtúbulos, protegiéndolos de las proteínas que cortan los microtúbulos. [6] Incluso después de que los microtúbulos se hayan estabilizado, el citoesqueleto de la neurona permanece dinámico. Los filamentos de actina conservan sus propiedades dinámicas en la neurita que se convertirá en el axón para empujar los haces de microtúbulos hacia afuera para extender el axón. [7] Sin embargo, en todas las demás neuritas, los filamentos de actina están estabilizados por la miosina. [8] Esto previene el desarrollo de múltiples axones.
La molécula de adhesión de células neurales N-CAM se combina simultáneamente con otra N-CAM y un receptor del factor de crecimiento de fibroblastos para estimular la actividad tirosina quinasa de ese receptor para inducir el crecimiento de neuritas. [9]
Hay varios kits de software disponibles para facilitar el rastreo de neuritas en imágenes.
Se pueden utilizar campos eléctricos endógenos débiles para facilitar y dirigir el crecimiento de proyecciones de neuritas del soma celular; se han utilizado FE de intensidad moderada para dirigir y mejorar el crecimiento de neuritas en modelos murinos , de ratón y de xenopus . El cocultivo de neuronas con tejido glial alineado eléctricamente también dirige el crecimiento de neuritas, ya que es rico en neurotrofinas que promueven el crecimiento nervioso [ cita requerida ] .
Una neurona de mamífero indiferenciada colocada en cultivo retraerá cualquier neurita que ya haya crecido. [10] Entre 0,5 y 1,5 días después de haber sido sembrado en cultivo, varias neuritas menores comenzarán a sobresalir del cuerpo celular. [10] En algún momento entre el día 1,5 y el día 3, una de las neuritas menores comienza a crecer significativamente más que las otras neuritas. Esta neurita eventualmente se convertirá en el axón . En los días 4 a 7, las neuritas menores restantes comenzarán a diferenciarse en dendritas. [10] Para el día 7, la neurona debería estar completamente polarizada, con dendritas funcionales y un axón. [10]
Una neurita que crece in vivo está rodeada de miles de señales extracelulares que a su vez pueden ser moduladas por cientos de vías intracelulares, y no se comprenden con precisión los mecanismos por los que estas señales químicas competitivas afectan la diferenciación final de las neuritas in vivo . Se sabe que el 60% de las veces la primera neurita que sobresale del cuerpo celular se convertirá en el axón. [10] El 30% de las veces, una neurita que no está destinada a convertirse en axón sobresale primero del cuerpo celular. El 10% de las veces, la neurita que se convertirá en el axón sobresale del cuerpo celular simultáneamente con una o más neuritas. [10] Se ha propuesto que una neurita menor podría extenderse hacia afuera hasta tocar un axón ya desarrollado de otra neurona. En este punto, la neurita comenzará a diferenciarse en un axón. Esto se conoce como el modelo "tocar y listo". [10] Sin embargo, este modelo no explica cómo se desarrolló el primer axón.
Cualesquiera que sean las señales extracelulares que puedan estar implicadas en la inducción de la formación de axones, se transducen a través de al menos cuatro vías diferentes: la vía Rac-1, la vía mediada por Ras, la vía AMPc -quinasa hepática B1 y la vía de la proteína quinasa dependiente de calcio/calmodulina. [10] Una deficiencia en cualquiera de estas vías conduciría a la incapacidad de desarrollar una neurona. [10]
Después de formar un axón, la neurona debe evitar que todas las demás neuritas se conviertan también en axones. Esto se conoce como inhibición global. [10] Se ha sugerido que la inhibición global se logra mediante una señal de retroalimentación negativa de largo alcance liberada desde el axón desarrollado y absorbida por la otra neurita. [11] Sin embargo, no se ha descubierto ninguna molécula de señalización de largo alcance. [10] Alternativamente, se ha sugerido que la acumulación de factores de crecimiento axonales en la neurita destinada a convertirse en el axón significa que hay un agotamiento de los factores de crecimiento axonales por defecto, ya que deben competir por las mismas proteínas. [12] Esto hace que las otras neuritas se conviertan en dendritas, ya que carecen de concentraciones suficientes de factores de crecimiento axonal para convertirse en axones. [12] Esto permitiría un mecanismo de inhibición global sin la necesidad de una molécula de señalización de largo alcance.