Neurulačné charakteristiky, kedy a ako sa vyrába

neurulation je to základná etapa v embryonálnom vývoji, v ktorom sa nervová trubica vyvíja, štruktúra, ktorá vyvolá mozog a miechu (centrálny nervový systém).

Vyskytuje sa vo všetkých embryách stavovcov, hoci u niektorých druhov prechádza dvoma rôznymi procesmi: primárnou a sekundárnou neuruláciou.

Proces neurulácie začína tretí alebo štvrtý týždeň embryonálneho vývoja.

Vývoj nášho mozgu je sprostredkovaný genetickými inštrukciami, intercelulárnymi signálmi a našou interakciou s vonkajším svetom. Tento vývoj spočiatku spočíva vo vytvorení primárneho nervového systému.

Začína teda generovaním neurónov z nediferencovaných buniek, tvorbou hlavných oblastí mozgu a migráciou neurónov z miesta ich vzniku do ich konečných miest. Tým sa vytvorí základ pre následné vytvorenie axonálnych ciest a vytvorenie synapsií (spojení).

Proces neurulácie

Na pochopenie neurulačného procesu je potrebné poznať niektoré základné predchádzajúce kroky v embryonálnom vývoji.

Než sa objavia bunky, ktoré sa majú stať mozgom a miechou, existujú vrstvy primitívnych buniek, ktoré sú nevyhnutné pre neskorší vývoj nervového systému. Tieto vrstvy sa tvoria počas tzv. "Gastrulácie", ktorá, ako uviedol Lewis Wolpert v roku 1986:

„Nie je to zrodenie, ani manželstvo, ani smrť. Gastrulácia je naozaj najdôležitejším momentom vášho života.

Počas tohto delikátneho obdobia, v ktorom je jeden list buniek rozdelený na tri primitívne vrstvy alebo klíčivé vrstvy:

- Ektoderm alebo vonkajšia vrstva: okrem nervového systému vyvolávajú epidermis a príbuzné štruktúry, ako sú chlpy a nechty.

- Mezoderm alebo medzivrstva: z nej sa objavia svaly, kosti, obehový systém a reprodukčné a vylučovacie orgány.

- Endoderm alebo vnútorná vrstva: povedie k zažívaciemu systému a dýchaciemu systému.

Mesoderm a endoderm sú invaginované (ohýbajú sa cez seba), definujú strednú líniu a predné a zadné a dorzálne ventrálne osi. Tieto osi sú dôležité, pretože v každej oblasti zárodočných vrstiev dôjde k rôznym udalostiam.

Gastrulácia má tiež kľúčovú funkciu, ktorou je tvorba notochordu. Začína sa objavovať v 18. dni gravidity a pozostáva z definovaného valca mezodermálnych buniek, ktoré expandujú pozdĺž stredovej línie embrya..

Notochord je tvorený bunkovými pohybmi, ku ktorým dochádza počas gastrulácie. Na začiatku je vytvorená povrchová štrbina nazývaná primitívna jamka, ktorá sa predlžuje, kým nevytvára "primitívnu čiaru". Odtiaľ sa mesoderm invaginuje a zasahuje dovnútra, až kým nevytvára valec.

Notochord vytvára stredovú čiaru embrya, ktorá spôsobí, že obe polovice tela budú symetrické. Táto štruktúra tiež definuje polohu nervového systému a je nevyhnutná pre následnú neurálnu diferenciáciu.

Týmto spôsobom sa začína proces neurulácie. Notochord začína vysielať indukčné signály do ektodermu (ktorý je tesne nad ním), takže skupina neuroektodermálnych buniek sa diferencuje na nervové prekurzorové bunky. Tie sú tie, ktoré budú súčasťou centrálneho nervového systému.

Časť ektodermu, ktorá pokrýva notochord, je definovaná ako "nervová doska". Ako neurulácia postupuje, nervová platňa začína zahusťovať a hromadiť bunky. Tieto bunky sú usporiadané v dvoch reťazcoch na oboch stranách stredovej línie nervovej dosky.

Ten sa začína ohýbať v stredovej línii (vedľa notochordu). To vedie k vzniku nervovej brázdy, približne v 20 dňoch tehotenstva, ktorá je čoraz viac zvýrazňovaná.

Časť nervovej dosky, ktorá je bezprostredne nad notochordom, sa nazýva "podlahová doska". Zatiaľ čo zadná časť vystupujúcich koncov drážky je známa ako "nervový hrebeň".

Postupne sa ohýbajú dva reťazce vyčnievajúcich buniek nervovej dosky a snažia sa navzájom sa dotýkať. Výsledkom je valec nazývaný nervová trubica. Neurálna trubica sa uzavrie a je ukončená približne v 22 dňoch tehotenstva.

Mesoderm, ktorý sa nachádza vedľa nervovej trubice, sa stáva hrubšou a delí sa na štruktúry nazývané "somity". Tieto štruktúry sú prekurzormi svalstva a kostry.

Počas neurulácie sa v rôznych častiach nervovej trubice vyvinú rôzne štruktúry nášho tela. Tieto zmeny začínajú v 24. dni gravidity. Týmto spôsobom:

- Časť nervovej trubice susediacej so somitmi sa začína stať základnou miechou.

- Zóna nervového hrebeňa spôsobí vznik citlivých ganglií periférneho nervového systému.

- Predné konce nervovej platne, nazývané "predné nervové skladanie", sa budú v strednej línii rozširovať, aby vznikol mozog.

- Dutina nervovej trubice sa stane ventrikulárnym systémom.

Teda nervová trubica spôsobí vznik mozgu a miechy. Bunky nervovej trubice sú známe ako nervové prekurzorové bunky, čo sú kmeňové bunky, z ktorých sa objavia ďalšie prekurzory, ktoré spôsobujú vznik neurónov a gliálnych buniek..

Na druhej strane niektoré podskupiny nervových prekurzorových buniek sa nerozdeľujú. Nazývajú sa neuroblasty a diferencujú sa na neuróny.

Zatiaľ čo bunky ventrálnej časti nervovej trubice (kde je podlahová platňa) spôsobia vznik miechy a zadnej časti mozgu.

Po 25 dňoch tehotenstva môžete vidieť 3 základné vezikuly, ktoré začínajú z nervovej trubice: predný mozog, mesencephalon a rhombencephalon.

Kým v 32 dňoch sú rozdelení do 5 štruktúr:

- Telencephalon: ktorý vedie k mozgovej kôre, striatu, limbickému systému a časti hypotalamu.

- Diencephalon: ktorý vyvinie epithalamus, talamus a hypotalamus.

- Mesencefalon: ktorý umožní vznik tektum, tegmento a mozgových stopiek.

- Metencéfalo: to bude diferencované v cerebellum a cerebral bridge.

- Myelencefalon: ktorý sa stane medulla oblongata (medulla oblongata).

Primárna a sekundárna neurulácia

Primárna a sekundárna neurulácia sú dve základné fázy neurulačného procesu. Vo všeobecnosti definujú dva typy tvorby nervových trubíc.

Predná časť sa vytvorí prostredníctvom primárnej a zadnej neurulácie sekundárnou neuruláciou. Obaja sa vyskytujú v rovnakom čase, ale na rôznych miestach.

Každý organizmus využíva rôzne stupne primárnej a sekundárnej neurulácie; okrem rýb, ktoré využívajú len druhotné.

Primárna neurulácia

Veľká časť nervovej trubice sa vyvíja počas tretieho týždňa tehotenstva primárnou neuruláciou. Jeho formácia siaha až do Somity 31, čo vedie k vzniku druhého sakrálneho stavca chrbtice.

Začína, keď sa bunky nervovej platničky začnú množiť a umiestniť do dvoch reťazcov oddelených invagináciou v stredovej línii.

Nakoniec sa reťaze ohnú a zjednotia a tvoria časť nervovej trubice. Táto časť vedie k vzniku takmer celého nervového systému (encefalon, krčka maternice, hrudníka a bedrovej chrbtice)..

Sekundárna neurulácia

Zvyšok neurálnej trubice je tvorený sekundárnou neuruláciou. Vychádza z kondenzácie, diferenciácie a degenerácie mezenchymálnych buniek, ktoré sú v tejto oblasti. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

K tomu dochádza v neprítomnosti ektodermálnej zárodočnej vrstvy alebo nervovej dosky. Začína tvorbou medulárneho kordu kondenzáciou mezenchymálnych buniek, ktorá je vyhĺbená, aby sa vytvorila nervová trubica.

Táto trubica, tiež nazývaná medulárna trubica, vzniká z nediferencovanej hmotnosti buniek nazývanej kauzálna eminencia. Prostredníctvom morfogenetických mechanizmov budú organizované tak, že budú tvoriť dutinu, ktorá dá miesto miechy sakrálnej a coccygálnej oblasti..

Akonáhle je sekundárna neurulácia dokončená, pripojí sa k najzákladnejšej časti primárnej neurulácie.

Zmeny v neurulačnom procese

Je možné, že počas neurulácie môžu nastať zmeny v dôsledku genetických mutácií alebo iných dôvodov.

Asi 5 alebo 6 týždňov tehotenstva sa začína tvoriť väčšina mozgu a tváre. Hemisféry rozlišujú a pestujú zrakové vezikuly, črevné cibule a cerebellum.

Ak sa tento dôležitý okamih neurologického vývoja zmení, zvyčajne sa objavia závažné neurologické a neuropsychologické poruchy. Tieto sú zvyčajne sprevádzané kŕčovými epizódami.

Zmeny tohto procesu vedú k vážnym podmienkam. Zvlášť, ak sú v uzávere neurálnej trubice defekty, ktoré nie sú zvyčajne kompatibilné so životom. Ide o 1 až 500 živonarodených detí. Najčastejšie poruchy, ktoré sa objavujú v dôsledku zlého uzavretia neurálnej trubice sú:

- Anencefália: vyskytuje sa v dôsledku zlého uzavretia v prednej časti nervovej trubice počas neurulácie. Vyznačuje sa absenciou niektorých častí lebky, malformácií mozgu a tváre, ako aj srdcových problémov.

-  Spina bifida: vzniká z defektu nervovej trubice, ktorý vedie k neúplnému vývoju mozgu, miechy alebo meningov (ochranné vrstvy, ktoré obklopujú centrálny nervový systém). Existuje niekoľko typov spina bifida: môže to byť skrytá malformácia jedného alebo viacerých stavcov, alebo deformácia kostí, membrán alebo tukov v tejto oblasti..

Na druhej strane, ďalším podtypom je meningocele, v ktorom meningy vyčnievajú z otvorenia chrbtice a môžu byť pokryté kožou alebo nie..

Nakoniec najzávažnejším podtypom je myelomeningocele. V tomto prípade je miecha odkrytá a vyčnieva cez otvor chrbtice. To spôsobuje paralýzu v častiach tela, ktoré sú pod uvedeným otvorom.

- Encephalocele: vydutie v tvare vaku, v ktorom mozog a meningy vyčnievajú cez otvor na úrovni lebky.

- Rozštiepenie podnebia alebo rázštepu.

referencie

1. Chávez-Corral, D. V., López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, L. H. (2013). Defekty neurálnej trubice a rozštiepenej pery a podnebia: Morfologická štúdia. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrulácia a neurulácia. (N. D.). Získané dňa 27. apríla 2017 z Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulace. (N. D.). Zdroj: 27. apríl 2017, z Wikipédie: sk.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulace. (N. D.). Získané dňa 27. apríla 2017, od spoločnosti Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychológia vývoja dieťaťa. Mexiko, Bogota: Redakcia The Modern Manual.
6. Informácie o stránke Spina Bifida. (N. D.). Získané dňa 27. apríla 2017 od Národných inštitútov neurologických porúch a mozgových príhod: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (3. vydanie). Editorial Panamericana Medical.