Review
Cellular mechanisms of neuroplasticity
Mecanismos celulares de la neuroplasticidad
Rev Neurol 2000
, 31(11),
1074–1095;
https://doi.org/10.33588/rn.3111.2000340
Abstract
OBJECTIVE. To present a unified vision of the principal known mechanisms of neuroplasticity, emphasizing their universality. DEVELOPMENT. The concept of the central nervous system as an immutable entity has been considerably modified during the second half of the 20th century. Neuroplasticity, that is the ability of the brain regarding change and repair is expressed in different ways, from functional modifications of existing structures to the formation, by growth and proliferation, of new structures and neurons. This study considers the molecular and cellular mechanisms of neuroplastic phenomena and classifies them into two main groups: plasticity due to growth, including the mechanisms of axonal regeneration, collateralization and reactive synaptogenesis; and functional plasticity, which includes changes in the efficacy of synaptic transmission such as long-term potentiation and the activation of silent synapses. We also describe some of the relations of neuroplastic phenomena with disease of the central nervous system, together with examples of physiological, physical and pharmacological factors which may be used in future as therapeutic tools to stimulate and modulate neuroplasticity. CONCLUSION. Neuroplastic mechanisms show a high degree of phylogenetic and ontogenetic conservation. They are important both in the genesis of disorders and disease of the nervous system and for its repair after different types of damage and trauma. Modulation of neuroplastic mechanisms by physical and chemical agents would appear to be one of the most powerful therapeutic tools of restorative neurology.
Resumen
Objetivo Presentar, de manera unificada, una visión de los principales mecanismos de neuroplasticidad conocidos, destacando su universalidad.
Desarrollo La concepción del sistema nervioso como una entidad inmutable ha sufrido modificaciones sustanciales durante la segunda mitad del siglo XX. La neuroplasticidad, es decir, la capacidad de cambio y reparación del cerebro, se expresa de formas diversas, desde modificaciones funcionales de estructuras ya existentes, hasta la formación por crecimiento y proliferación de nuevas estructuras y neuronas. El presente trabajo aborda los mecanismos celulares y moleculares de los fenómenos neuroplásticos y los clasifica en dos grandes grupos: plasticidad por crecimiento, donde se incluyen los mecanismos de regeneración axonal, colateralización y sinaptogénesis reactiva; y plasticidad funcional, que abarca cambios en la eficacia de la transmisión sináptica como la potenciación a largo plazo y la activación de sinapsis silentes. Se presentan además algunas relaciones de fenómenos neuroplásticos con enfermedades del sistema nervioso, así como ejemplos de factores fisiológicos, físicos y farmacológicos que pueden, en el futuro, convertirse en herramientas terapéuticas para estimular y modular la neuroplasticidad.
Conclusiones Los mecanismos neuroplásticos muestran un alto grado de conservación filogenética y ontogenética, y son importantes tanto en la génesis de trastornos y enfermedades del sistema nervioso, como en su reparación tras sufrir traumatismos y daños muy diversos. La modulación de los mecanismos neuroplásticos por agentes físicos y químicos se vislumbra como una de las más potentes herramientas terapéuticas de la neurología restaurativa.
Desarrollo La concepción del sistema nervioso como una entidad inmutable ha sufrido modificaciones sustanciales durante la segunda mitad del siglo XX. La neuroplasticidad, es decir, la capacidad de cambio y reparación del cerebro, se expresa de formas diversas, desde modificaciones funcionales de estructuras ya existentes, hasta la formación por crecimiento y proliferación de nuevas estructuras y neuronas. El presente trabajo aborda los mecanismos celulares y moleculares de los fenómenos neuroplásticos y los clasifica en dos grandes grupos: plasticidad por crecimiento, donde se incluyen los mecanismos de regeneración axonal, colateralización y sinaptogénesis reactiva; y plasticidad funcional, que abarca cambios en la eficacia de la transmisión sináptica como la potenciación a largo plazo y la activación de sinapsis silentes. Se presentan además algunas relaciones de fenómenos neuroplásticos con enfermedades del sistema nervioso, así como ejemplos de factores fisiológicos, físicos y farmacológicos que pueden, en el futuro, convertirse en herramientas terapéuticas para estimular y modular la neuroplasticidad.
Conclusiones Los mecanismos neuroplásticos muestran un alto grado de conservación filogenética y ontogenética, y son importantes tanto en la génesis de trastornos y enfermedades del sistema nervioso, como en su reparación tras sufrir traumatismos y daños muy diversos. La modulación de los mecanismos neuroplásticos por agentes físicos y químicos se vislumbra como una de las más potentes herramientas terapéuticas de la neurología restaurativa.
Keywords
Collateralization
Complex environment
Cortical plasticity
Gangliosides
Long term potentiation
Neurogenesis
Neuroplasticity
Neurotrophic factors
Orotic acid
Pathology
Physical exercise
Regeneration
Steroids
Synaptogenesis
Palabras Claves
Ácido orótico
Ambiente complejo
Colateralización
Ejercicio físico
Esteroide
Esteroides
Factor neurotrófico
Factores neurotróficos
Gangliósido
Gangliósidos
Ictus agudo
Neurogénesis
Neuropatología
Neuroplasticidad
Patología
Plasticidad cortical
Potenciación a largo plazo
Regeneración
Sinaptogénesis