Характеристики нейруляции, когда и как она производится

нейруляция это фундаментальная стадия эмбрионального развития, в которой развивается нервная трубка, структура, которая приведет к образованию головного и спинного мозга (центральной нервной системы).

Встречается у всех эмбрионов позвоночных, хотя у некоторых видов проходит два разных процесса: первичная и вторичная нейруляция.

Процесс нейруляции начинается на третьей или четвертой неделе эмбрионального развития.

Развитие нашего мозга опосредовано генетическими инструкциями, межклеточными сигналами и нашим взаимодействием с внешним миром. Первоначально, это развитие состоит в создании первичной нервной системы.

Таким образом, он начинается с генерации нейронов из недифференцированных клеток, формирования основных областей мозга и миграции нейронов из мест их создания в конечные места. Это создаст основу для последующего создания аксонных путей и установления синапсов (связей)..

Процесс нейруляции

Чтобы понять процесс нейруляции, необходимо знать некоторые фундаментальные предыдущие шаги в эмбриональном развитии.

До появления клеток, которые должны стать головным и спинным мозгом, существуют слои примитивных клеток, которые необходимы для последующего развития нервной системы. Эти слои образуются во время так называемой «гаструляции», которая, как указывал Льюис Вольперт в 1986 году:

«Это не рождение, не брак и не смерть. Гаструляция действительно самый важный момент в твоей жизни ".

В течение этого деликатного периода, в который один лист клеток делится на три примитивных слоя или прорастающих слоя:

- Эктодерма или внешний слой: в дополнение к нервной системе создает эпидермис и связанные с ним структуры, такие как волосы и ногти.

- Мезодерма или промежуточный слой: из него появятся мышцы, кости, система кровообращения, репродуктивные и выделительные органы.

- Эндодерма или внутренний слой: приведет к пищеварительной системе и дыхательной системе.

Мезодерма и энтодерма инвагинированы (они наклоняются над собой), определяя срединную линию и передне-заднюю и дорсально-вентральную оси. Эти оси важны, потому что в каждой области зародышевых слоев будут происходить разные события.

Гаструляция также выполняет ключевую функцию - формирование хорды. Он начинает появляться в 18 дней беременности и состоит из определенного цилиндра клеток мезодермы, которые расширяются по средней линии эмбриона.

Хорда формируется посредством клеточных движений, возникающих во время гаструляции. Вначале образуется поверхностная щель, называемая примитивной ямой, которая удлиняется до образования «примитивной линии». Оттуда мезодерма инвагинирует и распространяется внутрь, пока не образует цилиндр.

Ночевая хорда устанавливает среднюю линию зародыша, что приведет к симметричности обеих половин тела. Эта структура также определяет положение нервной системы и имеет важное значение для последующей дифференцировки нервной системы..

Таким образом, начинается процесс нейруляции. Ночевая хорда начинает посылать индуктивные сигналы в эктодерму (которая находится чуть выше нее), так что группа нейроэктодермальных клеток дифференцируется в клетки-предшественники нерва. Последние являются частью центральной нервной системы.

Часть эктодермы, которая покрывает хорду, определяется как «нервная пластинка». По мере развития нейруляции нервная пластинка начинает утолщаться, накапливая клетки. Эти клетки расположены в виде двух цепей по обе стороны от средней линии нервной пластинки.

Последний начинает складываться по средней линии (рядом с хордой). Это приводит к появлению нервной борозды, примерно через 20 дней беременности, которая становится все более и более подчеркнутой.

Часть нервной пластинки, которая находится непосредственно над хордой, называется «пластина пола». Принимая во внимание, что задняя часть выступающих концов канавки известна как «нервный гребень».

Понемногу две цепи выступающих клеток нервной пластинки сгибаются, стремясь коснуться друг друга. В результате получается цилиндр, называемый нервной трубкой. Нервная трубка закрывается и завершается примерно через 22 дня беременности..

Мезодерма, которая находится рядом с нервной трубкой, становится толще, разделяясь на структуры, называемые «сомитами». Эти структуры являются предшественниками мускулатуры и скелета..

Во время нейруляции разные части нервной трубки будут развивать различные структуры нашего тела. Эти изменения начинаются через 24 дня беременности. Таким образом:

- Часть нервной трубки, прилегающая к сомитам, начинает становиться рудиментарным спинным мозгом.

- Зона нервного гребня, порождающая чувствительные ганглии периферической нервной системы.

- Передние концы нервной пластинки, называемые «передними нервными складками», будут расширяться вместе по средней линии для образования мозга..

- Полость нервной трубки собирается стать желудочковой системы.

Таким образом, нервная трубка приведет к образованию головного и спинного мозга. Клетки нервной трубки известны как нервные клетки-предшественники, которые являются стволовыми клетками, из которых собирается появиться больше предшественников, которые дают начало нейронам и глиальным клеткам..

С другой стороны, некоторые подгруппы клеток-предшественников нейронов не делятся. Их называют нейробластами, и они будут дифференцироваться в нейроны.

Принимая во внимание, что клетки вентральной части нервной трубки (где находится пластина пола) будут давать начало спинному мозгу и задней части мозга.

Через 25 дней беременности вы можете увидеть 3 основных пузырька, которые начинаются из нервной трубки: передний мозг, средний мозг и ромбический мозг.

Хотя на 32 дня они делятся на 5 структур:

- Конечный мозг: который дает начало коре головного мозга, полосатому телу, лимбической системе и части гипоталамуса.

- Промежуточный мозг: который будет развивать эпиталамус, таламус и гипоталамус.

- Средний мозг: это даст начало тектуму, тегменту и мозговым цветоножкам.

- Метенцефало: это будет дифференцироваться в мозжечок и мозговой мост.

- Продолговатый мозг: который станет продолговатым мозгом (medulla oblongata).

Первичная и вторичная нейруляция

Первичная и вторичная нейруляция являются двумя фундаментальными фазами в процессе нейруляции. В целом, они определяют два типа формирования нервной трубки.

Передняя часть этого будет сформирована посредством первичной и задней нейруляции, вторичной нейруляции. Оба происходят одновременно, но в разных местах.

Каждый организм использует разные степени первичной и вторичной нейруляции; кроме рыбы, которая использует только вторичную.

Первичная нейруляция

Большая часть нервной трубки развивается в течение третьей недели беременности путем первичной нейруляции. Его формирование распространяется на Сомиту 31, которая дает начало второго сакрального позвонка позвоночника.

Он начинается, когда клетки нервной пластинки начинают размножаться и помещаться в две цепи, разделенные инвагинацией по средней линии.

Наконец, цепи сгибаются и объединяются, составляя часть нервной трубки. Эта часть порождает почти всю нервную систему (головной мозг, шейный, грудной и поясничный отдел позвоночника).

Вторичная нейруляция

Остальная часть нервной трубки образована вторичной нейруляцией. Он возникает в результате конденсации, дифференцировки и дегенерации мезенхимальных клеток, которые находятся в этой области. (Чавес-Коррал, Лопес-Серна, Леварио-Каррильо и Санин, 2013).

Это происходит в отсутствие эктодермального зародышевого слоя или нервной пластинки. Он начинается с образования медуллярного шнура в результате конденсации мезенхимальных клеток, которые выдолблены для образования нервной трубки..

Эта трубка, также называемая медуллярной трубкой, возникает из недифференцированной массы клеток, называемой причинным возвышением. Через морфогенетические механизмы они будут организованы, образуя полость, чтобы уступить спинной мозг крестцовой и копчиковой области..

Как только вторичная нейруляция завершена, она присоединяется к самой каудальной части первичной нейруляции.

Изменения в процессе нейруляции

Возможно, что изменения могут возникнуть во время нейруляции из-за генетических мутаций или других причин..

Около 5 или 6 недель беременности, большая часть мозга и лица начинают формироваться. Полушария дифференцируют и выращивают зрительные пузырьки, обонятельные луковицы и мозжечок.

Если этот важный момент в развитии нервной системы изменяется, обычно появляются тяжелые неврологические и нейропсихологические расстройства. Они обычно сопровождаются судорожными эпизодами.

Изменения этого процесса порождают серьезные условия. Особенно, если есть дефекты закрытия нервной трубки, которые обычно не совместимы с жизнью. Это от 1 до 500 живорождений. Наиболее распространенные нарушения, которые появляются из-за плохого закрытия нервной трубки:

- Анэнцефалия: возникает из-за плохого закрытия в передней части нервной трубки во время нейруляции. Характеризуется отсутствием некоторых частей черепа, пороков развития головного мозга и лица, а также проблемами с сердцем.

-  Расщелина позвоночника: возникает из-за дефекта нервной трубки, который приводит к неполному развитию головного мозга, спинного мозга или мозговых оболочек (защитные слои, которые окружают центральную нервную систему). Существует несколько типов расщелины позвоночника: это может быть скрытый порок развития одного или нескольких позвонков или порок развития костей, оболочек или жира в этой области..

С другой стороны, другим подтипом является менингоцеле, в котором менинги выступают из отверстия позвоночника и могут быть покрыты кожей или нет..

Наконец, наиболее серьезным подтипом является миеломенингоцеле. В этом случае спинной мозг обнажается и выступает через отверстие в позвоночнике. Это вызывает паралич в частях тела, которые находятся ниже указанного отверстия.

- Энцефалоцеле: выпуклость в форме мешка, в которой мозг и мозговые оболочки выступают через отверстие на уровне черепа.

- Волчья пасть или заячья губа.

ссылки

1. Чавес-Коррал, Д. В., Лопес-Серна, Н., Леварио-Каррильо, М., & Санин, Л. Х. (2013). Дефекты нервной трубки и расщелины губы и неба: морфологическое исследование. Международный журнал морфологии, 31 (4), 1301-1308. 
2. Гаструляция и Нейруляция. (Н.Д.). Получено 27 апреля 2017 г. из колледжа Кеньон: biology.kenyon.edu.
3. Нейруляция. (Н.Д.). Получено 27 апреля 2017 г. из Википедии: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Нейруляция. (Н.Д.). Получено 27 апреля 2017 года с сайта Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E. & Ardila, A. (2010). Нейропсихология развития ребенка. Мексика, Богота: Редакция Современного Руководства.
6. Spina Bifida информационная страница. (Н.Д.). Получено 27 апреля 2017 г. из Национального института неврологических расстройств и инсульта: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Нейронаука (3-е изд.). Редакция Панамерикана Медикал.