Caracteristicile neuronale, când și cum este produsă

neurulation este o etapă fundamentală în dezvoltarea embrionară în care se dezvoltă tubul neural, o structură care va da naștere creierului și măduvei spinării (sistemul nervos central).

Apare la toți embrionii vertebrate, deși la anumite specii aceasta trece prin două procese diferite: neurularea primară și secundară.

Procesul de neuralizare începe în a treia sau a patra săptămână de dezvoltare embrionară.

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

Astfel, începe cu generarea de neuroni din celule nediferențiate, formarea regiunilor creierului major și migrarea neuronilor de la locurile lor de creație până la locurile lor finale. Aceasta va stabili baza pentru crearea ulterioară a căilor axonale și stabilirea sinapselor (conexiunilor).

Procesul de neurulare

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

Înainte de a apărea celulele care vor deveni creierul și măduva spinării, există straturi de celule primitive care sunt esențiale pentru dezvoltarea ulterioară a sistemului nervos. Aceste straturi se formează în timpul așa-numitei "gastrulare", care, după cum a indicat Lewis Wolpert în 1986:

"Nu este naștere, nici căsătorie, nici moarte. Gastrulația este într-adevăr cel mai important moment din viața ta. "

În această perioadă delicată, în care o singură foaie de celule este divizată în cele trei straturi primitive sau în straturile germinative:

- Ectodermul sau stratul exterior: dă naștere epidermei și structurilor conexe, cum ar fi părul și unghiile, în plus față de sistemul nervos.

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

- Endoderm sau stratul interior: va duce la sistemul digestiv și la sistemul respirator.

Mesodermul și endodermul invaginat (se îndoaie peste ele), definind axele mediane și anterior-posterioare și ventrale dorsale-ventrale. Aceste axe sunt importante deoarece evenimente diferite se vor întâmpla în fiecare zonă a straturilor germinale.

Gastrulația are, de asemenea, o funcție-cheie, care este formarea neorocului. Acesta începe să apară la 18 zile de gestație și constă într-un cilindru definit de celule mezoderm care se extind de-a lungul liniei mediane a embrionului.

Notochord este format prin mișcări celulare care apar în timpul gastrulare. La început, se formează o fantă superficială numită groapă primitivă, care este prelungită până când constituie "linia primitivă". De acolo, mesodermul invaginizează și se extinde spre interior până când formează un cilindru.

Notochord stabilește linia mediană a embrionului, ceea ce va face ca ambele jumătăți ale corpului să fie simetrice. Această structură definește de asemenea poziția sistemului nervos și este esențială pentru diferențierea neuronală ulterioară.

În acest fel începe procesul neurular. Notochord începe să trimită semnale inductive la ectoderm (care este chiar deasupra acestuia), astfel încât un grup de celule neuroectodermice să se diferențieze în celulele precursoare ale nervilor. Acestea din urmă sunt cele care vor face parte din sistemul nervos central.

Partea ectodermului care acopera notochordul este definita ca "placa neurala". Pe măsură ce neurulația progresează, placa neurală începe să se îngroșească, acumulând celule. Aceste celule sunt aranjate în două lanțuri pe ambele părți ale liniei mediane a plăcii neuronale.

Acesta din urmă începe să se plieze pe linia mediană (adiacentă cu notochord). Acest lucru dă naștere brazdei neurale, aproximativ la 20 de zile de gestație, care devine din ce în ce mai accentuată.

Partea plăcii neuronale, care este imediat deasupra notochordului, se numește "placă de podea". În timp ce partea din spate a capetelor proeminente ale canelurii este cunoscută sub denumirea de creastă neurală.

Câte puțin, cele două lanțuri de celule proeminente ale îndoirii plăcii neuronale, încercând să se atingă reciproc. Acest lucru are ca rezultat un cilindru numit un tub neural. Tubul neural se închide și se completează aproximativ la 22 de zile de sarcină.

Mesodermul care se află lângă tubul neural devine mai gros, împărțind în structuri numite "somiți". Aceste structuri sunt precursorii musculaturii și scheletului.

În timpul neurularii, diferite părți ale tubului neural vor dezvolta structuri diferite ale corpului nostru. Aceste modificări încep la 24 de zile de gestație. În acest fel:

- Partea din tubul neural adiacent la somiti, începe să devină măduva rudimentară.

- Zona creastei neuronale, va da naștere la ganglionii sensibili ai sistemului nervos periferic.

- capetele anterioare ale plăcii neuronale, denumite "pliere neurală anterioară", se vor extinde împreună în linia mediană pentru a iniția creierul.

- Cavitatea tubului neural va deveni sistemul ventricular.

Astfel, tubul neural va da naștere creierului și măduvei spinării. Celulele tubului neural sunt cunoscute ca celule precursoare neuronale, celule stem din care vor apărea mai mulți precursori care dau naștere la neuroni și celule gliale.

Pe de altă parte, unele subgrupuri de celule precursoare neurale nu se împart. Acestea se numesc neuroblasturi și se vor diferenția în neuroni.

În timp ce celulele din partea ventrală a tubului neural (unde este placa de podea) vor da naștere măduvei spinării și părții din spate a creierului.

La 25 de zile de gestație, pot fi văzute 3 vezicule de bază care încep de la tubul neural: creierul anterior, mezencefalonul și spatele.

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

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

- diencefalonul: care va dezvolta epitalamul, talamusul și hipotalamusul.

- Mesencephalon: care va da naștere la tectum, tegmento și peduncul cerebral.

- Metencefalonul: care se va diferenția în cerebellum și pod cerebral.

- Myelencephalon: care va deveni medulla oblongata (medulla oblongata).

Neurularea primară și secundară

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

Partea anterioară a acestuia va fi formată prin neurularea primară și posterioară, prin neurularea secundară. Ambele se întâmplă în același timp, dar în locuri diferite.

Fiecare organism utilizează diferite grade de neurulare primare și secundare; cu excepția peștelui, care utilizează doar secundar.

Neurularea primară

O mare parte din tubul neural se dezvoltă în cea de-a treia săptămână de gestație prin neurularea primară. Formarea sa se extinde la Somita 31, care dă naștere celei de-a doua vertebre sacrale a coloanei vertebrale.

Începe atunci când celulele plăcii neuronale încep să se prolifereze și să se plaseze în două lanțuri separate printr-o invaginație în linia mediană.

În cele din urmă, lanțurile se îndoaie și se unesc, făcând parte din tubul neural. Această parte dă naștere aproape întregului sistem nervos (encefal, măduva spinării, toracică și lombară).

Neurularea secundară

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

Aceasta se întâmplă în absența stratului germinativ ectodermal sau a plăcii neuronale. Începe cu formarea unui cordon medular prin condensarea celulelor mezenchimale, care este golită pentru a da naștere tubului neural.

Acest tub, numit și tubul medular, provine dintr-o masă nediferențiată de celule numită eminență cauzală. Prin mecanisme morfogenetice, ele vor fi organizate, formând o cavitate pentru a da loc măduvei spinării din regiunea sacrală și coccygeal.

Odată ce neurularea secundară este terminată, ea se alătură celei mai caudale părți a neurului primar.

Modificări ale procesului de neuralizare

Este posibil ca, în timpul neuronării, să apară modificări datorate mutațiilor genetice sau altor motive.

În jur de 5 sau 6 săptămâni de gestație, cea mai mare parte a creierului și a feței încep să se formeze. Emisferele diferențiază și cresc veziculele optice, becurile olfactive și cerebelul.

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

Modificările acestui proces dau naștere unor condiții grave. În special, dacă există defecte în închiderea tubului neural, care de obicei nu sunt compatibile cu viața. Acestea sunt între 1 din 500 de născuți vii. Cele mai frecvente tulburări care apar datorită închiderii neuronale a tubului neural sunt:

- Anencefalie: apare datorită închiderii necorespunzătoare a părții anterioare a tubului neural în timpul neurării. Se caracterizează prin absența unor părți ale craniului, a malformațiilor cerebrale și a feței, precum și a problemelor cardiace.

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

Pe de altă parte, un alt subtip este meningocele, în care meningele ies din deschiderea spinării, care poate fi acoperită cu piele sau nu.

În cele din urmă, subtipul cel mai grav este mielomeningocele. În acest caz, măduva spinării este expusă și iese prin deschiderea coloanei vertebrale. Acest lucru provoacă paralizie în părțile corpului care sunt sub deschiderea menționată.

- Encefaloccelul: o bulă în formă de sac în care creierul și meningele ies prin o deschidere la nivelul craniului.

- Despicati palatul sau buza despicata.

referințe

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M & Sanín, L. H. (2013). Defecte ale tubului neural și ale buzei și palatului: un studiu morfologic. Jurnalul Internațional de Morfologie, 31 (4), 1301-1308.
2. Gastrularea și neurularea. (N.d.). Adus la 27 aprilie 2017 de la Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulation. (N.d.). Adus pe 27 aprilie 2017 de pe Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulation. (N.d.). Recuperat pe 27 aprilie 2017, de la Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E. și Ardila, A. (2010). Neuropsihologia dezvoltării copilului. Mexic, Bogotá: Editorial Manualul modern.
6. Spina Bifida Informații Page. (N.d.). Recuperat pe 27 aprilie 2017, de la Institutul Național de Tulburări neurologice și accident vascular cerebral: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (ed. 3). Editorial Panamericana Medical.