NEURULARE: CARACTERISTICI, CÂND ȘI CUM APARE - GEOGRAFIA - 2024

Neurulation este o etapă fundamentală în dezvoltarea embrionară în tubul neural, o structură care va duce la creier și măduva spinării (sistemul nervos central) dezvoltă.

Apare la toți embrionii vertebrați, deși la anumite specii trece prin două procese diferite: neurulare primară și secundară. Procesul de neurulare începe în jurul celei de-a treia sau a patra săptămâni de dezvoltare embrionară.

Dezvoltarea creierului nostru este mediată de instrucțiuni genetice, semnale intercelulare și interacțiunea noastră cu lumea externă. Inițial, această dezvoltare constă în crearea unui sistem nervos primar.

Astfel, începe cu generarea de neuroni din celulele nediferențiate, formarea principalelor regiuni ale creierului și migrarea neuronilor din locurile lor de creație spre locurile lor finale. Acest lucru va pune bazele pentru crearea ulterioară a căilor axonale și stabilirea sinapselor (conexiuni).

Procesul de neurulare

Pentru a înțelege procesul de neurulare este necesar să cunoaștem câteva etape fundamentale anterioare în dezvoltarea embrionară.

Înainte de apariția celulelor care vor deveni creierul și măduva spinării, există straturi de celule primitive care sunt esențiale pentru dezvoltarea ulterioară a sistemului nervos. Aceste straturi sunt formate în timpul așa-numitei „gastrulații”, care, așa cum a indicat Lewis Wolpert în 1986:

Straturi de germeni

În această perioadă delicată, în care o singură coală de celule se împarte în cele trei straturi primitive sau germeni:

- Ectoderm sau strat extern: dă naștere la epidermă și structuri conexe, cum ar fi părul și unghiile, precum și sistemul nervos.

- Mesoderm sau strat intermediar: din acesta vor apărea mușchii, oasele, sistemul circulator și organele reproductive și excretorii.

- Endoderm sau strat interior: va da naștere sistemului digestiv și sistemului respirator.

Mesodermul și endodermul se invagină (se pliază peste ele însele), definind linia mijlocie și axele anterior-posterioare și dorsal-ventrale. Aceste axe sunt importante deoarece în fiecare zonă a straturilor germinale se vor întâmpla evenimente diferite.

Formarea notochordului

Gastrulația are, de asemenea, o funcție cheie, care este formarea notochordului. Începe să apară la 18 zile de gestație și constă dintr-un cilindru definit de celule mezoderm care se extind de-a lungul liniei medii a embrionului.

Notochordul este format prin mișcări celulare care apar în timpul gastrulației. La început, se formează o fanta superficială numită groapă primitivă, care se prelungește până când constituie „linia primitivă”. De acolo mezodermul se invaginează și se extinde spre interior pentru a forma un cilindru.

Notochord stabilește linia mijlocie a embrionului, ceea ce va avea ca rezultat ambele jumătăți ale corpului să fie simetrice. Această structură definește, de asemenea, poziția sistemului nervos și este esențială pentru diferențierea neurală posterioară.

În acest fel, procesul de neurulare începe. Notochord începe să trimită semnale inductive către ectoderm (care este chiar deasupra lui) pentru ca un grup de celule neuroectodermice să se diferențieze de celulele precursoare nervoase. Acestea din urmă sunt cele care vor face parte din sistemul nervos central.

Partea ectodermului care acoperă notochordul este definită drept „placa neurală”. Pe măsură ce neurularea progresează, placa neurală începe să se îngroașe, acumulând celule. Aceste celule sunt dispuse în două lanțuri de o parte și de alta a liniei medii a plăcii neuronale.

Acesta din urmă începe să se plieze în linia mijlocie (adiacent notochordului). Acest lucru dă naștere la sulcul neural, aproximativ la 20 de zile de gestație, care devine din ce în ce mai accentuat.

Partea plăcii neurale care se află imediat deasupra notochordului se numește "placă de podea". Întrucât, partea posterioară a capetelor proeminente ale sulcusului este cunoscută sub numele de „creastă neurală”.

Formarea tubului neural

Încetul cu încetul, cele două lanțuri celulare proeminente ale plăcii neuronale se apleacă, căutând să atingă. Rezultă astfel un cilindru numit tub neural. Tubul neural se închide și se finalizează la aproximativ 22 de zile de sarcină.

Mesodermul de lângă tubul neural se îngroașă, împărțindu-se în structuri numite „somite”. Aceste structuri sunt precursorii musculaturii și scheletului.

În timpul neurulării, diferite părți ale tubului neural vor dezvolta diferite structuri în corpul nostru. Aceste modificări încep la 24 de zile de gestație. Prin urmare:

- Partea tubului neural adiacent somitei, începe să devină măduva spinării rudimentară.

- Zona crestei neuronale va da naștere ganglionilor senzoriali ai sistemului nervos periferic.

- Capetele anterioare ale plăcii neuronale, numite „pliul neural anterior”, se vor extinde împreună în linia mediană pentru a crea creierul.

- Cavitatea tubului neural va deveni sistemul ventricular.

Creierul și măduva spinării

Astfel, tubul neural va da naștere creierului și măduvei spinării. Celulele tubului neural sunt cunoscute sub numele de celule precursoare neurale, care sunt celule stem din care vor ieși mai mulți precursori care dau naștere neuronilor și celulelor gliale.

Pe de altă parte, unele subseturi de celule precursoare neuronale nu se împart. Se numesc neuroblasti și se vor diferenția în neuroni.

În timp ce celulele părții ventrale a tubului neural (unde este placa de podea) merg să dea naștere măduvei spinării și părții posterioare a creierului.

La 25 de zile de gestație se pot observa 3 vezicule de bază care pornesc de la tubul neural: creierul anterior, creierul mijlociu și rombencefalonul.

În timp ce, la 32 de zile, sunt împărțite în 5 structuri:

- Telencefalul: care dă naștere la cortexul cerebral, striatul, sistemul limbic și o parte a hipotalamusului.

- Diencefalul: care va dezvolta epitalamusul, talamul și hipotalamusul.

- Creierul mijlociu: care va da naștere pedunculului tectum, tegmentum și cerebral.

- Metancefalonul: care se va diferenția de cerebel și de puntea cerebrală.

- Mielencefalonul: care va deveni trunchiul creierului (medulla oblongata).

Neurolarea primară și secundară

Neurularea primară și cea secundară sunt două faze fundamentale în procesul de neurulare. În general, ele definesc două tipuri de formare a tubului neural.

Partea anterioară a acesteia va fi formată prin neurulare primară, iar partea posterioară, prin neurulare secundară. Ambele apar în același timp, dar în locuri diferite.

Fiecare organism folosește diferite grade de neurulare primară și secundară; cu excepția peștilor, care utilizează numai secundarul.

Neurolarea primară

O mare parte din tubul neural se dezvoltă în a treia săptămână de gestație din cauza neurulării primare. Formarea sa se extinde până la somita 31, ceea ce dă naștere la a doua vertebră sacrală a coloanei vertebrale.

Începe când celulele plăcii neurale încep să prolifereze și să fie localizate în două lanțuri separate de o invaginare la linia mediană.

În cele din urmă, lanțurile sunt îndoite și unite, constituind o parte a tubului neural. Această parte dă naștere aproape întregului sistem nervos (creier, col uterin, toracic și măduva spinării lombare).

Neurolizare secundară

Restul tubului neural este format prin neurulare secundară. Ea provine din condensarea, diferențierea și degenerarea celulelor mezenchimale care se află în acea zonă. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

Aceasta apare în absența stratului germinativ ectodermic sau a plăcii neurale. Începe cu formarea unui cordon medular prin condensarea celulelor mezenchimale, care se scurg pentru a da naștere tubului neural.

Acest tub, numit și tubul medular, apare dintr-o masă nediferențiată de celule numită eminență cauzală. Prin mecanisme morfogenetice, acestea sunt organizate pentru a forma o cavitate pentru a da naștere măduvei spinării a regiunii sacrale și coccigiene.

După terminarea neurulării secundare, se alătură celei mai caudale părți a neurulării primare.

Modificări ale procesului de neurulare

Este posibil să apară modificări în timpul neurulării din cauza mutațiilor genetice sau din alte motive. În jurul a 5 sau 6 săptămâni de gestație, cea mai mare parte a creierului și a feței încep să se formeze. Hemisferele se diferențiază și veziculele optice, bulbii olfactivi și cerebelul cresc.

Dacă acest moment important în neurodezvoltare este modificat, apar de obicei afecțiuni neurologice și neuropsihologice severe. Acestea sunt de obicei însoțite de convulsii.

Modificările în acest proces duc la condiții grave. Mai ales dacă există defecte la închiderea tubului neural, care nu sunt de obicei compatibile cu viața. Acestea apar între 1 din 500 de nașteri vii. Cele mai frecvente afecțiuni care apar din cauza unei închideri proaste a tubului neural sunt:

anencefalie

Apare din cauza închiderii slabe în partea anterioară a tubului neural în timpul neurulării. Se caracterizează prin absența unor părți ale craniului, creierului și malformațiilor faciale, precum și probleme cardiace.

Spina bifida

Apare dintr-un defect al tubului neural care duce la dezvoltarea incompletă a creierului, măduvei spinării sau a meningelor (straturi de protecție care înconjoară sistemul nervos central). Există mai multe tipuri de spina bifida: poate fi o malformație ascunsă a uneia sau mai multor vertebre sau o malformație a oaselor, membranelor sau a grăsimii din această zonă.

Pe de altă parte, un alt subtip este meningocelul, în care meningele ies din deschiderea coloanei vertebrale și pot fi sau nu acoperite cu piele.

În cele din urmă, cel mai grav subtip este mielomeningocelul. În acest caz, măduva spinării este expusă și iese prin deschiderea coloanei vertebrale. Aceasta provoacă paralizie în părțile corpului care se află sub această deschidere.

encephalocele

Este o gaură în formă de sac în care creierul și meningele ies prin o deschidere la nivelul craniului.

Fendul palatului sau buzele

Este un defect congenital care constă dintr-o fisură sau separare în buza superioară.

Referințe

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, LH (2013). Defecte ale tubului neural și a buzelor și a palatului fante: un studiu morfologic. Revista internațională de morfologie, 31 (4), 1301-1308.
2. Gastrulație și Neurulare. (Sf). Preluat pe 27 aprilie 2017, de la Colegiul Kenyon: biology.kenyon.edu.
3. Neurulation. (Sf). Adus pe 27 aprilie 2017, de pe Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulation. (Sf). Preluat pe 27 aprilie 2017, de pe Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsihologia dezvoltării copilului. Mexic, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.
6. Pagina de informare a Spinei Bifida. (Sf). Preluat pe 27 aprilie 2017, din Institutele Naționale de Tulburări neurologice și accident vascular cerebral: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroștiință (ediția a III-a). Editorial Médica Panamericana.