Karakteristike neurulacije, kada i kako se proizvodi

neurulation to je temeljna faza u embrionalnom razvoju u kojem se razvija neuralna cijev, struktura koja će dovesti do mozga i kičmene moždine (središnji živčani sustav).

Pojavljuje se kod svih zametaka kralježnjaka, iako u pojedinim vrstama prolazi kroz dva različita procesa: primarnu i sekundarnu neurulaciju.

Proces neurulacije počinje trećeg ili četvrtog tjedna embrionalnog razvoja.

Razvoj našeg mozga je posredovan genetskim uputama, međustaničnim signalima i našom interakcijom s vanjskim svijetom. U početku se ovaj razvoj sastoji od uspostavljanja prvobitnog živčanog sustava.

Dakle, započinje generacijom neurona iz nediferenciranih stanica, formiranjem glavnih područja mozga i migracijom neurona iz njihovih mjesta stvaranja u njihova konačna mjesta. Time će se uspostaviti osnova za naknadno stvaranje aksonalnih puteva i uspostavljanje sinapsi (veza).

Proces neurulacije

Za razumijevanje procesa neurulacije potrebno je znati neke temeljne prethodne korake u embrionalnom razvoju.

Prije nego se pojave stanice koje će postati mozak i kičmena moždina, postoje slojevi primitivnih stanica koje su neophodne za kasniji razvoj živčanog sustava. Ti se slojevi formiraju tijekom tzv. "Gastrulacije", koju je, kako je spomenuo Lewis Wolpert 1986 .:

"To nije rođenje, niti brak niti smrt." Gastrulacija je doista najvažniji trenutak vašeg života.

Tijekom tog osjetljivog razdoblja, u kojem je jedan list stanica podijeljen na tri primitivna sloja ili klijne slojeve:

- Ektoderma ili vanjski sloj: uzrokuje epidermu i srodne strukture kao što su dlake i nokti, uz živčani sustav.

- Mezoderm ili srednji sloj: iz njega će se pojaviti mišići, kosti, krvožilni sustav, te reproduktivni i izlučni organi.

- Endoderm ili unutarnji sloj: dovest će do probavnog sustava i dišnog sustava.

Mezoderm i endoderm su invaginirani (savijaju se), definirajući središnju i prednje-stražnju i dorzalno-ventralnu osovinu. Ove osi su važne jer će se u svakom području zametnih slojeva dogoditi različiti događaji.

Gastrulacija također ima ključnu funkciju, a to je formiranje notochorda. Počinje se pojavljivati ​​18 dana trudnoće i sastoji se od definiranog cilindra stanica mezoderma koji se šire duž središnje linije embrija.

The notochord se formira kroz stanične pokrete koji se javljaju tijekom gastrulacije. Na početku se formira površinski prorez nazvan primitivna jama, koja se produžuje dok ne konstituira "primitivnu liniju". Odatle, mesoderm invaginates i proteže prema unutra dok ne formira cilindar.

Notochord uspostavlja središnju liniju embrija, što će uzrokovati simetričnost obje polovice tijela. Ova struktura također određuje položaj živčanog sustava i bitna je za daljnju živčanu diferencijaciju.

Na taj način počinje proces neurulacije. Notochord počinje slati induktivne signale u ektodermu (koja je upravo iznad nje) tako da se skupina neuroektodermalnih stanica diferencira u stanice prekursora živaca. Potonji su oni koji će biti dio središnjeg živčanog sustava.

Dio ektoderma koji pokriva notochord definira se kao "neuralna ploča". Kako neurulacija napreduje, neuralna ploča počinje zgušnjavati, gomilajući stanice. Te su stanice raspoređene u dva lanca na obje strane središnje linije neuralne ploče.

Potonji počinje da se preklapa u središnjoj liniji (u susjedstvu s notochordom). To dovodi do neuralne brazde, otprilike na 20 dana trudnoće, koja postaje sve više naglašena.

Dio neuralne ploče koji se nalazi odmah iznad omota naziva se "podna ploča". Dok je stražnji dio izbočenih krajeva brazde poznat kao "neuralni greben".

Malo po malo, dva lanca izbočenih stanica neuronske ploče savijaju se, pokušavajući se dodirnuti. To rezultira cilindrom koji se zove neuralna cijev. Neuralna cijev se zatvara i završava približno u 22 dana trudnoće.

Mezoderm koji se nalazi pored neuralne cijevi postaje deblji i dijeli se na strukture koje se nazivaju "somiti". Ove strukture su prekursori muskulature i kostura.

Tijekom neurulacije, različiti dijelovi neuralne cijevi će razviti različite strukture našeg tijela. Te promjene počinju u 24 dana trudnoće. Na ovaj način:

- Dio neuralne cijevi uz somite počinje postati rudimentarna kičmena moždina.

- Zona neuralnog grebena će dovesti do osjetljivih ganglija perifernog živčanog sustava.

- Prednji krajevi neuralne ploče, nazvani "prednja neuralna preklapanja", proširit će se zajedno u središnjoj liniji kako bi stvorili mozak.

- Šupljina neuralne cijevi će postati ventrikularni sustav.

Tako će živčana cijev potaknuti mozak i kičmenu moždinu. Stanice neuralne cijevi poznate su kao neuronske prekursorske stanice, koje su matične stanice iz kojih će se pojaviti više prekursora koji potiču neurone i glijalne stanice..

S druge strane, neke podskupine neuronskih prekursorskih stanica se ne dijele. Zovu se neuroblasti i razlikovat će se od neurona.

Budući da će stanice ventralnog dijela neuralne cijevi (gdje je podna ploča) dovesti do kičmene moždine i stražnjeg dijela mozga.

Na 25 dana trudnoće možete vidjeti 3 osnovne vezikule koje započinju iz neuronske cijevi: prednji mozak, mezencefalon i rombencefalon.

Iako su u 32 dana podijeljeni u 5 struktura:

- Telencefalon: koji uzrokuje moždanu koru, striatum, limbički sustav i dio hipotalamusa.

- Diencephalon: koji će razviti epitalamus, talamus i hipotalamus.

- Mezencefalon: koji će dovesti do tectuma, tegmenta i cerebralnih peduncles.

- Metencéfalo: koji će se razlikovati u cerebelumu i cerebralnom mostu.

- Mielencefalon: koji će postati medulla oblongata (medulla oblongata).

Primarna i sekundarna neurulacija

Primarna i sekundarna neurulacija dvije su temeljne faze u procesu neurulacije. Općenito, definiraju dvije vrste formiranja neuralne cijevi.

Prednji dio će se formirati kroz primarnu i posteriornu neurulaciju, sekundarnom neurulacijom. Oba se pojavljuju u isto vrijeme, ali na različitim mjestima.

Svaki organizam koristi različite stupnjeve primarne i sekundarne neurulacije; osim riba, koje koriste samo sekundarne.

Primarna neurulacija

Veći dio neuralne cijevi razvija se tijekom trećeg tjedna trudnoće primarnom neurulacijom. Njegova formacija proteže se do Somite 31, koja dovodi do drugog sakralnog kralješka kralježnice.

Počinje kada se stanice neuralne ploče počnu razmnožavati i smještaju se u dva lanca odvojena invaginacijom u središnjoj liniji.

Konačno, lanci se savijaju i ujedinjuju, čineći dio neuralne cijevi. U ovom dijelu nastaje gotovo cijeli živčani sustav (encefalon, cervikalna, torakalna i lumbalna kralježnica)..

Sekundarna neurulacija

Ostatak neuralne cijevi nastaje sekundarnom neurulacijom. Nastaje zbog kondenzacije, diferencijacije i degeneracije mezenhimskih stanica koje se nalaze u tom području. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

To se događa u odsutnosti ektodermalnog klica ili neuralne ploče. Započinje formiranjem medularne žice kondenzacijom mezenhimskih stanica, koja je izdubljena kako bi se stvorila neuralna cijev.

Ova cjevčica, koja se naziva i medularna cijev, proizlazi iz nediferencirane mase stanica nazvanih uzročna eminencija. Kroz morfogenetske mehanizme organizirat će se formiranje šupljine koja će dati mjesto kralježničnoj moždini sakralne i trtačeve regije..

Kada je sekundarna neurulacija dovršena, spaja se s najzavisnijim dijelom primarne neurulacije.

Promjene u procesu neurulacije

Moguće je da se promjene javljaju tijekom neurulacije zbog genetskih mutacija ili drugih razloga.

Oko 5 ili 6 tjedana trudnoće, većina mozga i lica počinje se formirati. Polutke razlikuju i rastu optičke vezikule, mirisne lukovice i mali mozak.

Ako se taj važan trenutak u neurorazvojnom procesu promijeni, najčešće se javljaju teški neurološki i neuropsihološki poremećaji. To su obično praćene grčevitim epizodama.

Promjene ovog procesa uzrokuju ozbiljne uvjete. Osobito ako postoje nedostaci u zatvaranju neuralne cijevi, koji obično nisu kompatibilni sa životom. To je između 1 i 500 živorođenih. Najčešći poremećaji koji se javljaju zbog lošeg zatvaranja neuralne cijevi su:

- Anencefalija: javlja se zbog slabog zatvaranja prednjeg dijela neuralne cijevi tijekom neurulacije. Karakterizira ga odsustvo nekih dijelova lubanje, moždanih i facijalnih malformacija, kao i srčanih problema.

-  Spina bifida: nastaje zbog defekta neuralne cijevi koja dovodi do nepotpunog razvoja mozga, kičmene moždine ili moždane ovojnice (zaštitni slojevi koji okružuju središnji živčani sustav). Postoji nekoliko vrsta spina bifide: to može biti skrivena malformacija jednog ili više kralježaka, ili malformacija kostiju, membrane ili masti u ovom području..

S druge strane, još jedan podtip je meningokela, u kojoj su moždane ovojnice virile iz otvora kralježnice i mogu biti pokrivene kožom ili ne..

Konačno, najozbiljniji podtip je myelomeningocele. U tom slučaju, kičmena moždina je izložena i viri kroz otvor kralježnice. To uzrokuje paralizu u dijelovima tijela koji su ispod navedenog otvora.

- Encefalokela: izbočina u obliku vreće u kojoj mozak i moždane ovojnice prodiru kroz otvor na razini lubanje.

- Rascjep nepca ili rascjep usne.

reference

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, L.H. (2013). Nedostaci neuralne cijevi i rascjep usne i nepca: morfološka studija. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrulacija i neurulacija. (N. D.). Preuzeto 27. travnja 2017. iz Kenyon Collegea: biology.kenyon.edu.
3. Neurulation. (N. D.). Preuzeto 27. travnja 2017., s Wikipedije: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulation. (N. D.). Preuzeto 27. travnja 2017. iz tvrtke Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., i Ardila, A. (2010). Neuropsihologija razvoja djeteta. Meksiko, Bogota: Uvodnik Moderni priručnik.
6. Stranica s informacijama o Spina Bifidi. (N. D.). Preuzeto 27. travnja 2017. iz Nacionalnog instituta za neurološke poremećaje i moždani udar: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroznanost (3. izdanje). Uvodnik Panamericana Medical.