Charakteristika neurulace, kdy a jak se vyrábí

neurulace je to základní stadium embryonálního vývoje, ve kterém se nervová trubice vyvíjí, což je struktura, která způsobí vznik mozku a míchy (centrální nervový systém).

Vyskytuje se ve všech embryích obratlovců, i když u některých druhů prochází dvěma různými procesy: primární a sekundární neurulací.

Proces neurulace začíná třetím nebo čtvrtým týdnem embryonálního vývoje.

Vývoj našeho mozku je zprostředkován genetickými pokyny, intercelulárními signály a naší interakcí s vnějším světem. Zpočátku tento vývoj spočívá ve vzniku primárního nervového systému.

Začíná tedy generací neuronů z nediferencovaných buněk, tvorbou hlavních oblastí mozku a migrací neuronů z místa jejich vzniku do jejich konečných míst. Tím se vytvoří základ pro následné vytváření axonálních cest a vytváření synapsí (spojení).

Proces neurulace

K pochopení neurulačního procesu je nutné znát některé základní předchozí kroky v embryonálním vývoji.

Než se objeví buňky, které se mají stát mozkem a míchou, existují vrstvy primitivních buněk, které jsou nezbytné pro pozdější vývoj nervového systému. Tyto vrstvy vznikají během tzv. "Gastrulace", což, jak naznačil Lewis Wolpert v roce 1986:

„Není to narození, ani manželství, ani smrt. Gastrulace je opravdu nejdůležitější okamžik vašeho života.

Během tohoto delikátního období, kdy je jeden list buněk rozdělen do tří primitivních vrstev nebo zárodečných vrstev:

- Ektoderm nebo vnější vrstva: vedle nervového systému vznikají epidermis a související struktury, jako jsou chlupy a nehty.

- Mezoderm nebo mezivrstva: z ní se objeví svaly, kosti, oběhový systém a reprodukční a vylučovací orgány.

- Endoderm nebo vnitřní vrstva: povede k zažívacímu ústrojí a dýchacímu ústrojí.

Mezoderm a endoderm jsou invaginovány (ohýbají se samy o sobě), definují středovou linii a přední a zadní a dorzální ventrální osy. Tyto osy jsou důležité, protože v každé oblasti zárodečných vrstev dojde k různým událostem.

Gastrulace má také klíčovou funkci, kterou je tvorba notochordu. Začíná se objevovat v 18 dnech těhotenství a sestává z definovaného válce mezodermálních buněk, které expandují podél středové linie embrya..

Notochord je tvořen buněčnými pohyby, ke kterým dochází během gastrulace. Na počátku je vytvořena povrchová štěrbina nazývaná primitivní jáma, která je prodloužena, dokud nevytváří "primitivní linii". Odtud se mezoderm invaginuje a zasahuje dovnitř, dokud nevytváří válec.

Notochord určuje středovou linii embrya, což způsobí, že obě poloviny těla budou symetrické. Tato struktura také definuje polohu nervového systému a je nezbytná pro následnou neurální diferenciaci.

Tímto způsobem začíná proces neurulace. Notochord začíná vysílat indukční signály do ektodermu (který je právě nad ním), takže skupina neuroektodermálních buněk se diferencuje na nervové prekurzorové buňky. Ty jsou ty, které budou součástí centrální nervové soustavy.

Část ektodermu, která pokrývá notochord, je definována jako "nervová deska". Jak neurulace postupuje, nervová destička začíná zahušťovat, akumulovat buňky. Tyto buňky jsou uspořádány ve dvou řetězcích na obou stranách středové linie nervové desky.

Ten se začíná ohýbat ve středové linii (sousedí s notochordem). Vzniká tak nervová brázda přibližně 20 dní těhotenství, která je stále více zdůrazňována.

Část nervové desky, která je bezprostředně nad notochordem, se nazývá "podlahová deska". Zatímco zadní strana vyčnívajících konců drážky je známa jako "nervový hřeben".

Postupně se ohýbají dva řetězce vyčnívajících buněk nervové desky a snaží se dotýkat se navzájem. Výsledkem je válec nazývaný neurální trubice. Neurální trubice se uzavře a je dokončena přibližně ve 22 dnech těhotenství.

Mezoderm, který se nachází vedle nervové trubice, se stává silnější a dělí se na struktury zvané "somity". Tyto struktury jsou prekurzory muskulatury a kostry.

Během neurulace budou různé části nervové trubice vyvíjet různé struktury našeho těla. Tyto změny začínají ve 24 dnech těhotenství. Tímto způsobem:

- Část nervové trubice přiléhající k somitům se stává rudimentální míchou.

- Zóna nervového hřebenu způsobí vznik citlivých ganglií periferního nervového systému.

- Přední konce nervové destičky, zvané "přední nervové skládání", se budou ve střední linii rozšiřovat, aby vznikl mozek.

- Dutina nervové trubice se stane komorovým systémem.

Tak, nervová trubice dá svah mozku a mícha. Buňky nervové trubice jsou známé jako nervové prekurzorové buňky, což jsou kmenové buňky, z nichž se vynoří další prekurzory, které způsobují vznik neuronů a gliových buněk..

Na druhé straně, některé podskupiny nervových prekurzorových buněk se nerozdělují. Oni jsou voláni neuroblasts, a oni budou rozlišovat do neurons.

Zatímco buňky ventrální části nervové trubice (kde je podlahová deska) způsobí vznik míchy a zadní části mozku.

Ve 25 dnech těhotenství můžete vidět 3 základní váčky, které začínají z nervové trubice: přední mozek, mesencephalon a rhombencephalon.

Zatímco ve 32 dnech jsou rozděleny do 5 struktur:

- Telencephalon: který dá svah mozkové kůře, striatum, limbic systém a část hypotalamu \ t.

- Diencephalon: který vyvine epithalamus, thalamus a hypothalamus.

- Mezencefalon: který dá vzniknout tektu, tegmento a mozkovým pedunkám.

- Metencéfalo: to bude rozlišené v cerebellum a cerebral mostu.

- Myelencefalon: který se stane medulla oblongata (medulla oblongata).

Primární a sekundární neurulace

Primární a sekundární neurulace jsou dvě základní fáze neurulačního procesu. Obecně definují dva typy tvorby neurální trubice.

Přední část bude tvořena primární a zadní neurulací, sekundární neurulací. Oba se vyskytují ve stejnou dobu, ale na různých místech.

Každý organismus používá různé stupně primární a sekundární neurulace; kromě ryb, které používají pouze druhotné.

Primární neurulace

Velká část nervové trubice se vyvíjí během třetího týdne těhotenství primární neurulací. Její formace sahá až k Somita 31, která vede k druhému sakrálnímu obratli páteře.

Začíná to, když se buňky nervové destičky začnou proliferovat a umístit do dvou řetězců oddělených invaginací ve střední linii.

Nakonec se řetězy ohnou a sjednotí a tvoří část nervové trubice. Tato část vytváří téměř celý nervový systém (encefalon, krční, hrudní a bederní páteř)..

Sekundární neurulace

Zbytek nervové trubice je tvořen sekundární neurulací. Vzniká kondenzací, diferenciací a degenerací mezenchymálních buněk, které jsou v této oblasti. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

K tomu dochází v nepřítomnosti ektodermální zárodečné vrstvy nebo nervové desky. Začíná tvorbou medulárního kordu kondenzací mezenchymálních buněk, která je vyhloubena tak, aby umožnila vznik nervové trubice.

Tato trubice, také nazývaná medulární trubice, vzniká z nediferencované hmotnosti buněk zvané kauzální eminence. Prostřednictvím morfogenetických mechanismů budou organizovány tak, aby tvořily dutinu, která by umožnila umístit míchu do oblasti sakrální a koccygální oblasti..

Jakmile je sekundární neurulace dokončena, připojí se k nejasnější části primární neurulace.

Změny v neurulačním procesu

Je možné, že během neurulace mohou nastat změny v důsledku genetických mutací nebo jiných důvodů.

Asi 5 nebo 6 týdnů těhotenství se většina mozku a obličeje začíná tvořit. Hemisféry rozlišují a rostou zrakové váčky, bulvy olfaktorů a mozeček.

Pokud se tento důležitý okamžik v neurodevelopmentu změní, objeví se obvykle závažné neurologické a neuropsychologické poruchy. Ty jsou obvykle doprovázeny křečovitými epizodami.

Změny tohoto procesu vedou k vážným podmínkám. Zvláště pokud jsou v uzávěru nervové trubice defekty, které nejsou obvykle kompatibilní se životem. Jedná se o 1 až 500 živě narozených dětí. Nejběžnější poruchy, které se objevují v důsledku špatného uzavření nervové trubice, jsou:

- Anencephaly: nastane kvůli špatnému uzavření v přední části nervové trubice během neurulation. Vyznačuje se nepřítomností některých částí lebky, malformací mozku a obličeje, jakož i srdečních problémů.

-  Spina bifida: vzniká z vady nervové trubice, která vede k neúplnému rozvoji mozku, míchy nebo meningů (ochranné vrstvy obklopující centrální nervový systém). Existuje několik typů spina bifida: může se jednat o skrytou malformaci jednoho nebo několika obratlů, nebo malformaci kostí, membrán nebo tuků v této oblasti..

Na druhé straně, dalším podtypem je meningocele, ve které vyčnívají meningy z otvoru páteře a mohou být pokryty kůží nebo ne..

Konečně nejzávažnějším podtypem je myelomeningocele. V tomto případě je mícha odkryta a vyčnívá otvorem páteře. To způsobuje paralýzu v částech těla, které jsou pod uvedeným otvorem.

- Encephalocele: vyboulení ve tvaru vaku, ve kterém mozek a mozkové pleny vyčnívají otvorem na úrovni lebky.

- Rozštěp patra nebo rozštěp rtu.

Odkazy

1. Chávez-Corral, D. V., López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, L. H. (2013). Vady nervové trubice a rozštěpu rtu a paetu: morfologická studie. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrulace a neurulace. (s.f.). Získáno dne 27. dubna 2017 z Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulace (s.f.). Citováno dne 27. dubna 2017, z Wikipedie: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulace (s.f.). Citováno dne 27. dubna 2017, od společnosti Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychologie vývoje dítěte. Mexiko, Bogotá: Redakce Moderní manuál.
6. Informační stránka Spina Bifida. (s.f.). Získáno dne 27. dubna 2017, od National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (3. vydání). Redakční Panamericana Medical.