Neurulasjonsegenskaper, når og hvordan det produseres

den neurulation det er et grunnleggende stadium i den embryonale utviklingen der nevrale røret utvikler seg, en struktur som vil gi opphav til hjernen og ryggmargen (sentralnervesystemet).

Det forekommer i alle vertebratembryoer, men i enkelte arter går det gjennom to forskjellige prosesser: primær og sekundær neurulasjon.

Neutulasjonsprosessen begynner på den tredje eller fjerde uken med embryonisk utvikling.

Utviklingen av hjernen vår er formidlet av genetiske instruksjoner, intercellulære signaler og vårt samspill med den eksterne verden. I utgangspunktet består denne utviklingen av etablering av et primalt nervesystem.

Dermed begynner den med generering av neuroner fra utifferentierte celler, dannelsen av store hjerneområder og migrasjon av nevroner fra deres etableringssteder til deres endelige steder. Dette vil etablere grunnlaget for den senere opprettelsen av aksonale veier og etablering av synapser (forbindelser).

Prosessen med neurulasjon

For å forstå nevulasjonsprosessen er det nødvendig å kjenne noen grunnleggende tidligere trinn i embryonisk utvikling.

Før cellene som skal bli hjernen og ryggmargen, er det lag av primitive celler som er essensielle for den senere utviklingen av nervesystemet. Disse lagene dannes under den såkalte "gastrulasjonen", som, som Lewis Wolpert indikerte i 1986:

"Det er ikke fødsel, ekteskap eller død. Gastrering er virkelig det viktigste øyeblikket i livet ditt. "

I denne delikate perioden, hvor et enkelt ark med celler er delt inn i de tre primitive lagene eller spirende lag:

- Ektoderm eller ytre lag: gir opphav til epidermis og relaterte strukturer som hår og negler, i tillegg til nervesystemet.

- Mesoderm eller mellomlag: fra det vil det oppstå muskler, bein, sirkulasjonssystem og reproduktive og ekskresjonsorganer.

- Endoderm eller indre lag: vil føre til fordøyelsessystemet og luftveiene.

Mesoderm og endoderm er invaginert (de bøyer seg over seg selv), definerer midtlinjen og de fremre og bakre og dorsale ventrale aksene. Disse aksene er viktige fordi i hvert område av kimlagene vil forskjellige hendelser skje.

Gastrulasjon har også en nøkkelfunksjon, som er dannelsen av notokordet. Den begynner å dukke opp på 18 dages svangerskap, og består av en definert sylinder av mesodermceller som ekspanderer langs embryoens midtre linje.

Notokordet dannes gjennom mobilbevegelser som oppstår under gastrulering. I begynnelsen dannes en overfladisk spalt som kalles primitiv grop, som forlenges til den utgjør den "primitive linjen". Derfra invaderer mesodermen og strekker seg innover til den danner en sylinder.

Notokordet etablerer embryonets midterlinje, som vil føre til at begge deler av kroppen blir symmetriske. Denne strukturen definerer også posisjonen til nervesystemet og er avgjørende for etterfølgende nevrale differensiering.

På denne måten begynner nevulasjonsprosessen. Notokordet begynner å sende induktive signaler til ektodermen (som er like over det) slik at en gruppe av neuroektodermale celler skiller seg inn i nerveprecursorceller. Sistnevnte er de som skal være en del av sentralnervesystemet.

Den delen av ektodermen som dekker notokordet er definert som "neuralplate". Etter hvert som nevulasjonen utvikler seg, begynner nevronplaten å tykke, akkumulere celler. Disse cellene er arrangert i to kjeder på begge sider av nevralplatens midtre linje.

Sistnevnte begynner å kaste seg i midtlinjen (ved siden av notokordet). Dette gir opphav til neural furrow, omtrent 20 dager med svangerskapet, som blir mer og mer accentuert.

Den delen av nevralplaten som ligger rett over notokordet kalles "gulvplaten." Mens baksiden av de fremspringende ender av sporet er kjent som "neural crest".

Litt etter litt bøyer de to kjedene til fremspringende celler i neuralplaten, og søker å røre hverandre. Dette resulterer i en sylinder kalt et nevrale rør. Nevralrøret stenger og er fullført, omtrent ved 22 dager med graviditet.

Mesodermen som ligger ved siden av nevrale røret blir tykkere, fordeler seg i strukturer kalt "somites". Disse strukturene er forløperne til muskulaturen og skjelettet.

Under nevrologi vil forskjellige deler av nevrale røret utvikle forskjellige strukturer i kroppen vår. Disse endringene begynner på 24 døgn av svangerskapet. På denne måten:

- Den del av neuralrøret som ligger nær somites begynner å bli rudimentær ryggmargen.

- Sønnen i nevralkroppen, vil gi opphav til de følsomme ganglia i det perifere nervesystemet.

- De fremre endene av neuralplaten, kalt "anterior neural folding", vil ekspandere sammen i midtlinjen for å opprette hjernen.

- Hulrommet i nevrale røret skal bli det ventrikulære systemet.

Dermed vil nevrale røret gi opphav til hjernen og ryggmargen. Cellene i nevrale røret er kjent som nevrale forløperceller, som er stamceller hvorfra flere forløpere som gir opphav til nevroner og glialceller, kommer til å dukke opp..

På den annen side deler noen undergrupper av neurale forløperceller ikke. De kalles nevoblaster, og de vil skille seg inn i nevroner.

Mens cellene i ventraldelen av nevrale røret (hvor gulvplaten er) vil gi opphav til ryggmargen og den bakre delen av hjernen.

Ved 25 dages svangerskap, kan du se 3 grunnleggende vesikler som starter fra nevrale røret: forebrain, mesencephalon og rhombencephalon.

Mens de i 32 dager er delt inn i 5 strukturer:

- Telencephalon: som gir opphav til hjernebarken, striatumet, det limbiske systemet og en del av hypothalamusen.

- Den diencephalon: som vil utvikle epithalamus, thalamus og hypothalamus.

- Den mesencephalon: som vil gi opphav til tectum, tegmento og cerebral peduncles.

- Den metencéfalo: som vil bli differensiert i cerebellum og cerebral bro.

- Myelencephalon: som vil bli medulla oblongata (medulla oblongata).

Primær og sekundær neurulasjon

Primær og sekundær neurulasjon er to grunnleggende faser i nevulasjonsprosessen. Generelt definerer de to typer nevralrørdannelse.

Den fremre delen av dette vil bli dannet gjennom primær og posterior nevulasjon, ved sekundær neurulasjon. Begge forekommer samtidig, men på forskjellige steder.

Hver organisme bruker forskjellige grader av primær og sekundær neurulasjon; bortsett fra fisken, som bare bruker den sekundære.

Primær neurulasjon

Mye av nevrale røret utvikler seg i løpet av den tredje uken av svangerskapet ved primærnutulering. Dens formasjon strekker seg til Somita 31, som gir opphav til den andre sakrale vertebraen i ryggraden.

Det begynner når cellene i nevrale platen begynner å proliferere og plasseres i to kjeder atskilt med en invaginering i midtlinjen.

Til slutt bøyer og forener kjedene seg, som utgjør en del av nevrale røret. Denne delen gir opphav til nesten hele nervesystemet (encephalon, cervical, thorax og lumbar ryggrad).

Sekundær neurulasjon

Resten av nevrale røret dannes ved sekundær neurulasjon. Det oppstår ved kondensasjon, differensiering og degenerering av mesenkymceller som er i dette området. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo og Sanín, 2013).

Dette skjer i fravær av det ektodermale kimlaget eller nevraleplaten. Det begynner med dannelsen av en medulær ledning ved kondensering av mesenkymceller, som er uthulet for å gi opphav til nevrale røret.

Dette røret, også kalt medullarrøret, stammer fra en utifferentiert masse celler kalt kausal eminens. Gjennom morfogenetiske mekanismer, vil de bli organisert som danner et hulrom for å gi plass til ryggraden i sakral- og koksykelområdet..

Når den sekundære neuruleringen er fullført, blir den den mest kaudale delen av primærnervuleringen.

Endringer i nevulasjonsprosessen

Det er mulig at endringer kan oppstå under neurulasjon på grunn av genetiske mutasjoner eller andre grunner.

Ca. 5 eller 6 uker med svangerskap begynner det meste av hjernen og ansiktet å danne seg. Hemisfærene skiller og vokser optiske vesikler, olfaktoriske pærer og cerebellum.

Hvis dette viktige øyeblikket i nevrodevelopment er endret, ser det ut til alvorlige nevrologiske og nevropsykologiske forstyrrelser. Disse blir vanligvis ledsaget av konvulsive episoder.

Endringene i denne prosessen gir anledning til alvorlige forhold. Spesielt hvis det er defekter i lukkingen av nevrale røret, som vanligvis ikke er kompatible med livet. Disse er mellom 1 av 500 levendefødte. De vanligste sykdommene som oppstår på grunn av en dårlig neuralrørlukking er:

- Anencefali: oppstår på grunn av dårlig lukning i den fremre delen av nevrale røret under nevrolulasjon. Den er preget av fraværet av deler av skallen, hjernen og ansiktsmisdannelsene, samt hjerteproblemer.

-  Spina bifida: det oppstår fra en defekt i nevrale røret som fører til en ufullstendig utvikling av hjernen, ryggmargen eller meninges (beskyttende lag som omgir sentralnervesystemet). Det finnes flere typer spina bifida: det kan være en skjult misdannelse av en eller flere ryggvirvler, eller misdannelse av bein, membraner eller fett i dette området.

På den annen side er en annen subtype meningokel, hvor meningene stikker ut fra spinalåpningen, og kan være dekket av hud eller ikke..

Endelig er den mest alvorlige subtypen myelomeningocele. I dette tilfellet eksponeres ryggraden og stikker ut gjennom ryggens åpning. Dette forårsaker lammelse i kroppens deler som ligger under åpningen.

- Encephalocele: en sac-formet bulge der hjernen og meningene stikker gjennom en åpning på skallenivået.

- Cleft gane eller cleft leppe.

referanser

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M & Sanín, L. H. (2013). Defekter av Neural Tube og Cleft Lip and Palate: en morfologisk studie. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrering og Neurulering. (N.d.). Hentet 27. april 2017, fra Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulation. (N.d.). Hentet 27. april 2017, fra Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulation. (N.d.). Hentet 27. april 2017, fra Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsykologi av barneutvikling. Mexico, Bogotá: Redaksjonell Den moderne håndboken.
6. Spina Bifida Informasjonsside. (N.d.). Hentet 27. april 2017, fra National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neurovitenskap (3. ed.). Editorial Panamericana Medical.