Charakterystyka neurulacji, kiedy i jak jest produkowana

The neurulacja jest to podstawowy etap rozwoju embrionalnego, w którym rozwija się cewa nerwowa, struktura, która spowoduje powstanie mózgu i rdzenia kręgowego (centralnego układu nerwowego).

Występuje we wszystkich zarodkach kręgowców, chociaż u niektórych gatunków przechodzi dwa różne procesy: pierwotną i wtórną neurulację.

Proces neurulacji rozpoczyna się w trzecim lub czwartym tygodniu rozwoju embrionalnego.

Rozwój naszego mózgu odbywa się za pośrednictwem instrukcji genetycznych, sygnałów międzykomórkowych i naszej interakcji ze światem zewnętrznym. Początkowo rozwój ten polega na ustanowieniu pierwotnego układu nerwowego.

Zaczyna się więc od generowania neuronów z niezróżnicowanych komórek, tworzenia głównych obszarów mózgu i migracji neuronów z ich miejsc tworzenia do ich ostatecznych miejsc. Stworzy to podstawę do późniejszego tworzenia ścieżek aksonalnych i ustanowienia synaps (połączeń).

Proces neurulacji

Aby zrozumieć proces neurulacji, konieczne jest poznanie kilku podstawowych, poprzednich kroków w rozwoju embrionalnym.

Zanim pojawią się komórki, które mają stać się mózgiem i rdzeniem kręgowym, istnieją warstwy prymitywnych komórek, które są niezbędne do późniejszego rozwoju układu nerwowego. Warstwy te powstają podczas tzw. „Gastrulacji”, co, jak wskazał Lewis Wolpert w 1986 r .:

„To nie są narodziny, ani małżeństwo, ani śmierć. Gastrulacja jest naprawdę najważniejszym momentem twojego życia. ”

W tym delikatnym okresie, w którym pojedynczy arkusz komórek jest podzielony na trzy prymitywne warstwy lub warstwy kiełkujące:

- Ektoderma lub warstwa zewnętrzna: powoduje powstanie naskórka i powiązanych struktur, takich jak włosy i paznokcie, oprócz układu nerwowego.

- Mezoderma lub warstwa pośrednia: z niej pojawią się mięśnie, kości, układ krążenia oraz narządy rozrodcze i wydalnicze.

- Endoderma lub warstwa wewnętrzna: doprowadzi do układu pokarmowego i układu oddechowego.

Mezoderma i endoderma są inwazowane (wyginają się nad sobą), definiując linię środkową i osie przednio-tylne i grzbietowo-brzuszne. Te osie są ważne, ponieważ w każdym obszarze warstw germinalnych zdarzają się różne zdarzenia.

Gastrulacja ma również kluczową funkcję, jaką jest tworzenie struny grzbietowej. Zaczyna pojawiać się w 18 dniu ciąży i składa się z określonego cylindra komórek mezodermy, które rozszerzają się wzdłuż linii środkowej zarodka.

Nuta jest tworzona przez ruchy komórkowe, które występują podczas gastrulacji. Na początku tworzy się powierzchowna szczelina zwana prymitywną jamą, która jest wydłużana, aż stanie się „prymitywną linią”. Stamtąd mezoderma inwazuje i rozciąga się do wewnątrz, aż utworzy cylinder.

Linka grzbietowa wyznacza linię środkową zarodka, co spowoduje, że obie połówki ciała będą symetryczne. Ta struktura określa również pozycję układu nerwowego i jest niezbędna do późniejszego różnicowania nerwowego.

W ten sposób rozpoczyna się proces neurulacji. Kordon zaczyna wysyłać sygnały indukcyjne do ektodermy (która znajduje się tuż nad nią), tak że grupa komórek neuroektodermalnych różnicuje się w komórki prekursorowe nerwów. Te ostatnie to te, które będą częścią centralnego układu nerwowego.

Część ektodermy pokrywająca strunę grzbietową definiuje się jako „płytkę neuronową”. W miarę postępu neurulacji płytka nerwowa zaczyna gęstnieć, gromadząc komórki. Komórki te są rozmieszczone w dwóch łańcuchach po obu stronach linii środkowej płytki nerwowej.

Ten ostatni zaczyna się składać w linii środkowej (przylegającej do struny). To powoduje bruzdę nerwową, około 20 dni ciąży, która staje się coraz bardziej widoczna.

Część płytki nerwowej, która znajduje się bezpośrednio nad linią grzbietową, nazywana jest „płytą podłogową”. Natomiast tył wystających końców rowka jest znany jako „grzebień nerwowy”.

Stopniowo dwa łańcuchy wystających komórek płytki nerwowej wyginają się, próbując się wzajemnie dotykać. Powoduje to powstanie cylindra zwanego cewką nerwową. Cewa nerwowa zamyka się i kończy około 22 dnia ciąży.

Mezoderma znajdująca się obok cewy nerwowej staje się grubsza, dzieląc się na struktury zwane „somitami”. Struktury te są prekursorami muskulatury i szkieletu.

Podczas neurulacji różne części cewy nerwowej rozwiną różne struktury naszego ciała. Zmiany te rozpoczynają się po 24 dniach ciąży. W ten sposób:

- Część cewy nerwowej przylegającej do somitów zaczyna się stać podstawowym rdzeniem kręgowym.

- Strefa grzebienia nerwowego spowoduje powstanie wrażliwych zwojów obwodowego układu nerwowego.

- Przednie końce płytki nerwowej, zwane „przednim fałdowaniem nerwowym”, będą się rozszerzać razem w linii środkowej, tworząc mózg.

- Wnęka cewy nerwowej stanie się układem komorowym.

W ten sposób cewa nerwowa spowoduje powstanie mózgu i rdzenia kręgowego. Komórki cewy nerwowej są znane jako neuronalne komórki prekursorowe, które są komórkami macierzystymi, z których wyłonią się więcej prekursorów, które powodują powstanie neuronów i komórek glejowych..

Z drugiej strony niektóre podgrupy neuronalnych komórek prekursorowych nie dzielą się. Są nazywane neuroblastami i będą różnicować się w neurony.

Zważywszy, że komórki brzusznej części cewy nerwowej (gdzie znajduje się płytka podłogowa) doprowadzą do powstania rdzenia kręgowego i tylnej części mózgu.

W 25 dniu ciąży możesz zobaczyć 3 podstawowe pęcherzyki, które zaczynają się od cewy nerwowej: przodomózgowia, śródmózgowia i rombu..

Chociaż w 32 dniu są one podzielone na 5 struktur:

- Telencephalon: który powoduje powstanie kory mózgowej, prążkowia, układu limbicznego i części podwzgórza.

- Diencephalon: który rozwinie nabłonek, wzgórze i podwzgórze.

- Mesencephalon: to da początek tektum, tegmento i szypułkom mózgowym.

- Metencefalo: będzie zróżnicowane w móżdżku i moście mózgowym.

- Szpik kostny: który stanie się rdzeniem przedłużonym (rdzeń przedłużony).

Pierwotna i wtórna neurulacja

Pierwotna i wtórna neurulacja to dwie podstawowe fazy procesu neurulacji. Ogólnie określają one dwa typy tworzenia cewy nerwowej.

Przednia część tego zostanie utworzona przez pierwotną i tylną neurulację, przez wtórną neurulację. Oba występują w tym samym czasie, ale w różnych miejscach.

Każdy organizm wykorzystuje różne stopnie pierwotnej i wtórnej neurulacji; z wyjątkiem ryb, które używają tylko drugorzędnych.

Pierwotna neurulacja

Duża część cewy nerwowej rozwija się w trzecim tygodniu ciąży poprzez pierwotną neurulację. Jego formacja rozciąga się na Somitę 31, która powoduje powstanie drugiego kręgu krzyżowego kręgosłupa.

Zaczyna się, gdy komórki płytki nerwowej zaczynają się rozmnażać i być umieszczane w dwóch łańcuchach oddzielonych inwazją w linii środkowej.

W końcu łańcuchy zginają się i łączą, stanowiąc część cewy nerwowej. Ta część powoduje powstanie prawie całego układu nerwowego (kręgosłupa, kręgosłupa szyjnego, piersiowego i lędźwiowego).

Wtórna neurulacja

Resztę cewy nerwowej tworzy wtórna neurulacja. Wynika to z kondensacji, różnicowania i degeneracji komórek mezenchymalnych znajdujących się w tym obszarze. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo i Sanín, 2013).

Dzieje się tak przy braku ektodermalnej warstwy zarodkowej lub płytki nerwowej. Zaczyna się od utworzenia sznura rdzeniowego przez kondensację komórek mezenchymalnych, które są wydrążone w celu uzyskania cewy nerwowej.

Ta rura, zwana również rurką rdzeniową, powstaje z niezróżnicowanej masy komórek zwanej wytworem przyczynowym. Poprzez mechanizmy morfogenetyczne będą zorganizowane tworząc jamę, która ustąpi miejsca rdzeniu kręgowemu obszaru krzyżowo-krzyżowego..

Po zakończeniu wtórnej neurulacji łączy się ona z najbardziej ogonową częścią pierwotnej neurulacji.

Zmiany w procesie neurulacji

Możliwe, że podczas neurulacji mogą pojawić się zmiany spowodowane mutacjami genetycznymi lub innymi przyczynami.

Około 5 lub 6 tygodni ciąży większość mózgu i twarzy zaczyna się formować. Półkule różnicują i rosną pęcherzyki wzrokowe, opuszki węchowe i móżdżek.

Jeśli ten ważny moment w rozwoju neurologicznym ulegnie zmianie, zwykle pojawiają się poważne zaburzenia neurologiczne i neuropsychologiczne. Towarzyszą im zwykle epizody drgawkowe.

Zmiany tego procesu powodują poważne warunki. Zwłaszcza, jeśli występują wady w zamknięciu cewy nerwowej, które zwykle nie są zgodne z życiem. Są to między 1 na 500 urodzeń żywych. Najczęstsze zaburzenia, które pojawiają się z powodu złego zamknięcia cewy nerwowej to:

- Bezmózgowie: występuje z powodu słabego zamknięcia w przedniej części cewy nerwowej podczas neurulacji. Charakteryzuje się brakiem niektórych części czaszki, wadami mózgu i twarzy, a także problemami z sercem.

-  Rozszczep kręgosłupa: powstaje z wad cewy nerwowej, co prowadzi do niepełnego rozwoju mózgu, rdzenia kręgowego lub opon mózgowych (warstw ochronnych otaczających centralny układ nerwowy). Istnieje kilka rodzajów rozszczepu kręgosłupa: może to być ukryta wada rozwojowa jednego lub kilku kręgów lub zniekształcenie kości, błon lub tłuszczu w tym obszarze.

Z drugiej strony, innym podtypem jest meningocele, w którym oponki wystają z otworu kręgosłupa i mogą być pokryte skórą lub nie..

Wreszcie najpoważniejszym podtypem jest przepuklina oponowo-rdzeniowa. W tym przypadku rdzeń kręgowy jest odsłonięty i wystaje przez otwór kręgosłupa. Powoduje to paraliż części ciała poniżej tego otworu.

- Encephalocele: wybrzuszenie w kształcie worka, w którym mózg i oponki wystają przez otwór na poziomie czaszki.

- Rozszczep podniebienia lub rozszczep wargi.

Referencje

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, L. H. (2013). Wady rurki nerwowej i rozszczepu wargi i podniebienia: badanie morfologiczne. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrulacja i Neurulacja. (s.f.). Pobrane 27 kwietnia 2017 r. Z Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulacja (s.f.). Pobrane 27 kwietnia 2017 r. Z Wikipedii: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulacja (s.f.). Źródło: 27 kwietnia 2017 r. Z Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E. i Ardila, A. (2010). Neuropsychologia rozwoju dziecka. Meksyk, Bogotá: Redakcja The Modern Manual.
6. Strona informacyjna Spina Bifida. (s.f.). Źródło: 27 kwietnia 2017 r. Od National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (wyd. 3). Od redakcji Panamericana Medical.