NEURULÁCIA: CHARAKTERISTIKA, KEDY A AKO SA VYSKYTUJE - GEOGRAFIA - 2025

Neurulation je základná fáza embryonálneho vývoja v neurálnej trubice, štruktúra, ktorá povedie k mozgu a miechy (centrálny nervový systém) sa vyvíja.

Vyskytuje sa vo všetkých embryách stavovcov, hoci u niektorých druhov prechádza dvoma rôznymi procesmi: primárnou a sekundárnou neuruláciou. Neurulačný proces začína okolo tretieho alebo štvrtého týždňa embryonálneho vývoja.

Vývoj nášho mozgu je sprostredkovaný genetickými pokynmi, medzibunkovými signálmi a našou interakciou s vonkajším svetom. Spočiatku tento vývoj spočíva v vytvorení primárneho nervového systému.

Začína sa teda tvorbou neurónov z nediferencovaných buniek, tvorbou hlavných oblastí mozgu a migráciou neurónov z ich miest stvorenia na ich konečné miesta. Tým sa položia základy pre následné vytvorenie axonálnych dráh a vytvorenie synapsií (spojení).

Neurulačný proces

Na pochopenie neurulačného procesu je potrebné poznať niektoré základné predchádzajúce kroky v embryonálnom vývoji.

Predtým, ako sa objavia bunky, ktoré sa majú stať mozgom a miechou, existujú vrstvy primitívnych buniek, ktoré sú nevyhnutné pre neskorší vývoj nervového systému. Tieto vrstvy sa tvoria počas takzvanej „gastrulácie“, ktorá, ako Lewis Wolpert naznačil v roku 1986:

Zárodočné vrstvy

Počas tohto citlivého obdobia, v ktorom sa jeden list buniek rozdelí na tri primitívne vrstvy alebo zárodočné vrstvy:

- Ektoderma alebo vonkajšia vrstva: spôsobuje vznik epidermy a súvisiacich štruktúr, ako sú vlasy a nechty, ako aj nervový systém.

- Mesoderm alebo medzivrstva: z toho sa objavia svaly, kosti, obehový systém a reprodukčné a vylučovacie orgány.

- Endoderm alebo vnútorná vrstva: vedie k tráviacemu systému a dýchaciemu systému.

Mesoderm a endoderm invaginujú (prekrývajú sa nad sebou), definujú strednú čiaru a predné zadné a dorzálne ventrálne osi. Tieto osi sú dôležité, pretože v každej oblasti zárodočných vrstiev sa budú diať rôzne udalosti.

Tvorba notochordu

Gastrolácia má tiež kľúčovú funkciu, ktorou je tvorba notochordu. Začína sa objavovať po 18 dňoch tehotenstva a pozostáva z definovaného valca mezodermálnych buniek, ktoré sa rozširujú pozdĺž stredovej línie embrya.

Notochord je tvorený bunkovými pohybmi, ktoré sa vyskytujú počas gastrulácie. Najprv sa vytvorí povrchná štrbina nazývaná primitívna jama, ktorá sa predlžuje, kým nebude tvoriť „primitívnu líniu“. Odtiaľ mesoderm invaginuje a siaha dovnútra, aby vytvoril valec.

Notochord vytvára strednú čiaru embrya, čo bude mať za následok symetrické obe polovice tela. Táto štruktúra tiež definuje polohu nervového systému a je nevyhnutná pre zadnú diferenciáciu nervov.

Týmto spôsobom sa začína proces neurulácie. Notochord začína vysielať indukčné signály do ektodermy (ktorá je tesne nad ňou), aby sa skupina neuroektodermálnych buniek diferencovala na nervové prekurzorové bunky. Tieto sú tie, ktoré budú súčasťou centrálneho nervového systému.

Časť ektodermy, ktorá pokrýva notochord, je definovaná ako „nervová doska“. Ako neurulácia postupuje, nervová doska začína zhusťovať a hromadiť bunky. Tieto bunky sú usporiadané v dvoch reťazcoch na oboch stranách stredovej línie nervovej platne.

Ten sa začína zložiť v stredovej línii (susedí s notochordom). To vedie k nervovému sulcu, približne v 20 dňoch tehotenstva, ktoré sa stáva čoraz viac zvýraznené.

Časť nervovej platne, ktorá je bezprostredne nad notochordom, sa nazýva „podlahová doska“. Zatiaľ čo zadná časť vyčnievajúcich koncov sulku je známa ako „nervový hrebeň“.

Tvorba nervovej trubice

Postupne sa dva vyčnievajúce bunkové reťazce nervovej platne ohýbajú a snažia sa dotknúť. Výsledkom je valec nazývaný nervová trubica. Neurálna trubica sa uzavrie a je ukončená približne 22 dní tehotenstva.

Mesoderm vedľa nervovej trubice zhustne a rozdelí sa na štruktúry nazývané „somiti“. Tieto štruktúry sú predchodcami svalov a kostry.

Počas neurulácie sa v rôznych častiach nervovej trubice vyvinú rôzne štruktúry v našom tele. Tieto zmeny začínajú 24 dní tehotenstva. teda:

- Časť nervovej trubice susediacej s somitmi sa začína stať hlavnou miechou.

- Oblasť nervového hrebeňa spôsobí zmyslové gangliá periférneho nervového systému.

- Predné konce nervovej platničky, nazývané „predný nervový záhyb“, sa v stredovej línii rozšíria, aby vytvorili mozog.

- Dutina nervovej trubice sa stane komorovým systémom.

Mozog a miecha

Neurónová trubica teda spôsobí vznik mozgu a miechy. Bunky nervovej trubice sú známe ako nervové prekurzorové bunky, čo sú kmeňové bunky, z ktorých sa objaví viac prekurzorov, ktoré vedú k vzniku neurónov a gliových buniek.

Na druhej strane niektoré podskupiny nervových prekurzorových buniek sa nerozdeľujú. Nazývajú sa neuroblasty a budú sa diferencovať na neuróny.

Zatiaľ čo bunky vo ventrálnej časti nervovej trubice (kde je podlahová doska), vedú k vzniku miechy a zadnej časti mozgu.

Pri 25-dňovej gravidite je možné vidieť 3 základné vezikuly, ktoré začínajú z nervovej trubice: predný mozog, stredný mozog a kosoštvorec.

Zatiaľ čo v 32 dňoch sú rozdelené do 5 štruktúr:

- Telencefalon: ktorý vedie k mozgovej kôre, striate, limbickému systému a časti hypotalamu.

- diencephalon: ktorý bude rozvíjať epithalamus, talamus a hypotalamus.

- Stredná mozog: ktorá spôsobí vznik stopiek z tektea, tegmentu a mozgu.

- metancefalon: ktorý sa bude líšiť v mozočku a mozgovom mostíku.

- Myelencefalon: z ktorého sa stane brainstém (medulla oblongata).

Primárna a sekundárna neurulácia

Primárna a sekundárna neurulácia sú dve základné fázy neurulačného procesu. Všeobecne definujú dva typy tvorby nervových trubíc.

Predná časť bude vytvorená primárnou neuruláciou a zadnou časťou sekundárnou neuruláciou. Obidve sa vyskytujú súčasne, ale na rôznych miestach.

Každý organizmus používa rôzne stupne primárnej a sekundárnej neurulácie; okrem rýb, ktoré používajú iba druhotné.

Primárna neurulácia

Väčšina nervovej trubice sa vyvíja počas tretieho týždňa tehotenstva z primárnej neurulácie. Jeho formácia siaha až po somit 31, čo vedie k druhému sakrálnemu stavcu chrbtice.

Začína sa, keď bunky nervovej doštičky začnú proliferovať a budú umiestnené v dvoch reťazcoch oddelených inváziou v stredovej línii.

Napokon sú reťaze ohnuté a spojené, ktoré tvoria súčasť nervovej trubice. Táto časť vedie k takmer celému nervovému systému (mozgu, krčka maternice, hrudníka a bedrovej miechy).

Sekundárna neurulácia

Zvyšok nervovej trubice je tvorený sekundárnou neuruláciou. Vyplýva to z kondenzácie, diferenciácie a degenerácie mezenchymálnych buniek, ktoré sú v tejto oblasti. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo a Sanín, 2013).

K tomu dochádza v neprítomnosti ektodermálnej zárodočnej vrstvy alebo nervovej platne. Začína sa tvorbou medulárneho kordu kondenzáciou mezenchymálnych buniek, ktorá sa dutinou vyvíja a vedie k vzniku nervovej trubice.

Táto trubica, tiež nazývaná medulárna trubica, pochádza z nediferencovanej hmoty buniek nazývanej kauzálna eminencia. Prostredníctvom morfogenetických mechanizmov sú usporiadané do dutiny, ktorá vedie k mieche sakrálnej a kostrčovej oblasti.

Po dokončení sekundárnej neurulácie sa pripojí k najviac kaudálnej časti primárnej neurulácie.

Zmeny neurulačného procesu

Je možné, že počas neurulácie môžu dôjsť k zmenám v dôsledku genetických mutácií alebo z iných dôvodov. Okolo 5 alebo 6 týždňov tehotenstva sa začína formovať väčšina mozgu a tváre. Hemisféry sa diferencujú a rastú optické mechúriky, čuchové cibule a mozoček.

Ak sa zmení tento dôležitý moment v neurodevelope, zvyčajne sa objavia závažné neurologické a neuropsychologické poruchy. Zvyčajne ich sprevádzajú záchvaty.

Zmeny v tomto procese vedú k vážnym podmienkam. Najmä ak sa vyskytnú defekty v uzávere nervovej trubice, ktoré nie sú obvykle kompatibilné so životom. Vyskytujú sa medzi 1 z každých 500 živonarodených detí. Najčastejšie poruchy, ktoré sa objavia v dôsledku zlého uzavretia nervovej trubice, sú:

anencephaly

Vyskytuje sa kvôli zlému uzavretiu v prednej časti nervovej trubice počas neurulácie. Vyznačuje sa neprítomnosťou niektorých častí lebky, mozgu a tváre, ako aj srdcovými problémami.

Spina bifida

Vyplýva to z poruchy nervovej trubice, ktorá vedie k neúplnému vývoju mozgu, miechy alebo meningov (ochranné vrstvy, ktoré obklopujú centrálny nervový systém). Existuje niekoľko druhov spina bifida: môže to byť skrytá malformácia jedného alebo viacerých stavcov alebo malformácia kostí, membrán alebo tuku v tejto oblasti.

Na druhej strane ďalším podtypom je meningocele, v ktorej meninges vyčnieva z miechového otvoru a môže alebo nemusí byť pokrytý kožou.

Nakoniec najzávažnejším podtypom je myelomeningocele. V tomto prípade je miecha odkrytá a vyčnieva otvorom chrbtice. To spôsobuje ochrnutie v častiach tela, ktoré sú pod týmto otvorom.

encefalokélu

Je to vak v tvare vaku, v ktorom mozog a mozgové bruchy vyčnievajú otvorom na úrovni lebky.

Rozštep podnebia alebo rozštep pery

Ide o vrodenú vadu, ktorá pozostáva z rozštepu alebo oddelenia v hornej pery.

Referencie

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M. & Sanín, LH (2013). Poruchy neurálnej trubice a rozštep pery a dna: morfologická štúdia. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301 - 1308.
2. Gastrácia a neurulácia. (SF). Získané 27. apríla 2017, z Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulace. (SF). Zdroj: 27. apríla 2017, z Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulace. (SF). Našiel sa 27. apríla 2017, od spoločnosti Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychológia vývoja dieťaťa. Mexico, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.
6. Informačná stránka Spina Bifida. (SF). Získané 27. apríla 2017 z Národných ústavov neurologických porúch a mozgovej mŕtvice: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neurovedy (3. vydanie). Editorial Médica Panamericana.