NEURULACE: CHARAKTERISTIKA, KDY A JAK K NÍ DOCHÁZÍ - GEOGRAFÍA - 2025

Neurulation je základní fáze embryonálního vývoje v neurální trubice, struktura, která povede k mozku a míchy (centrální nervový systém) se vyvíjí.

Vyskytuje se u všech embryí obratlovců, i když u některých druhů prochází dvěma různými procesy: primární a sekundární neurulací. Neurulační proces začíná kolem třetího nebo čtvrtého týdne embryonálního vývoje.

Vývoj našeho mozku je zprostředkován genetickými instrukcemi, mezibuněčnými signály a naší interakcí s vnějším světem. Zpočátku tento vývoj spočívá ve vytvoření prvotního nervového systému.

Začíná tedy generováním neuronů z nediferencovaných buněk, tvorbou hlavních mozkových oblastí a migrací neuronů z jejich míst stvoření na jejich konečná místa. To položí základy pro následné vytvoření axonálních drah a vytvoření synapsí (spojení).

Neurulační proces

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 se vytvářejí během tzv. „Gastrulace“, která, jak Lewis Wolpert naznačil v roce 1986:

Zárodečné vrstvy

Během tohoto delikátního období, ve kterém se jeden list buněk rozdělí na tři primitivní vrstvy nebo zárodečné vrstvy:

- Ektoderm nebo vnější vrstva: způsobuje vznik epidermy a souvisejících struktur, jako jsou vlasy a nehty, jakož i nervový systém.

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

- Endoderm nebo vnitřní vrstva: způsobí zažívací systém a dýchací systém.

Mesoderm a endoderm invaginate (přehnout se přes sebe), definovat středovou linii a přední-zadní a dorsální-ventrální osy. Tyto osy jsou důležité, protože v každé oblasti zárodečných vrstev se odehrají různé události.

Formování notochordu

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

Notochord je tvořen buněčnými pohyby, ke kterým dochází během gastrulace. Nejprve se vytvoří povrchní štěrbina zvaná primitivní jáma, která se prodlužuje, dokud nebude tvořit „primitivní linii“. Odtud mesoderm invaginates a sahá dovnitř tvořit válec.

Notochord stanoví středovou linii embrya, což bude mít za následek symetrické obě poloviny těla. Tato struktura také definuje polohu nervového systému a je nezbytná pro zadní nervovou diferenciaci.

Tímto způsobem začíná proces neurulace. Notochord začne vysílat indukční signály do ektodermy (která je těsně nad ní), aby se skupina neuroektodermálních buněk diferencovala na nervové prekurzorové buňky. To jsou ty, které budou součástí centrálního nervového systému.

Část ektodermy, která pokrývá notochord, je definována jako „nervová deska“. Jak neurulace postupuje, nervová destička začíná zahušťovat a hromadit buňky. Tyto buňky jsou uspořádány ve dvou řetězcích na každé straně středové linie nervové destičky.

Ten se začíná skládat ve střední linii (sousedící s notochordem). To vede ke vzniku nervového sulku, přibližně ve 20 dnech těhotenství, které se stále více zvýrazňuje.

Část nervové desky, která je bezprostředně nad notochordem, se nazývá „podlahová deska“. Zatímco zadní část vystupujících konců sulku je známá jako „nervový hřeben“.

Formování neurální trubice

Postupně se dva vystupující buněčné řetězce nervové desky ohýbají a snaží se dotknout. Výsledkem je válec nazývaný neurální trubice. Neurální trubice se uzavře a je dokončena přibližně po 22 dnech těhotenství.

Mesoderm vedle nervové trubice zhoustne a rozdělí se na struktury zvané „somites“. Tyto struktury jsou předchůdci muskulatury a kostry.

Během neurulace se v různých částech nervové trubice vyvinou různé struktury v našem těle. Tyto změny začínají 24 dnů těhotenství. Tím pádem:

- Část nervové trubice přiléhající k somitům se začíná stát základní míchou.

- Oblast nervového hřebenu způsobí smyslové ganglie periferního nervového systému.

- Přední konce nervové destičky, nazývané „přední nervový záhyb“, se budou ve střední linii rozšiřovat a vytvářet mozek.

- Dutina nervové trubice se stane komorovým systémem.

Mozek a mícha

Neurální trubice tedy dá mozek a míchu. Buňky nervové trubice jsou známé jako neurální prekurzorové buňky, což jsou kmenové buňky, z nichž se objeví více prekurzorů, které vedou k vzniku neuronů a gliových buněk.

Na druhé straně některé podskupiny nervových prekurzorových buněk se nerozdělují. Nazývají se neuroblasty a budou se rozlišovat na neurony.

Zatímco buňky ventrální části nervové trubice (kde je podlahová deska) jdou k vyvolání míchy a zadní části mozku.

Při 25denním těhotenství lze vidět 3 základní vezikuly, které začínají z nervové trubice: přední mozek, midbrain a kosočtverec.

Zatímco v 32 dnech jsou rozděleny do 5 struktur:

- telencefalon: což vede k mozkové kůře, striatu, limbickému systému a části hypotalamu.

- Diencephalon: který vyvine epithalamus, thalamus a hypothalamus.

- Midbrain: což způsobí tektum, tegmentum a mozkové stopky.

- Metancephalon: který se bude rozlišovat na mozek a mozkový most.

- Myelencephalon: který se stane brainstemem (medulla oblongata).

Primární a sekundární neurulace

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

Jeho přední část bude tvořena primární neurulací a zadní částí sekundární neurulací. Obě se vyskytují současně, ale na různých místech.

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

Primární neurulace

Většina nervové trubice se vyvíjí během třetího týdne těhotenství z primární neurulace. Jeho formace sahá až k somite 31, což dává vznik druhému sakrálnímu obratli páteře.

Začíná, když začnou proliferovat buňky nervové destičky a budou umístěny ve dvou řetězcích oddělených invaginací ve střední linii.

Nakonec jsou řetězy ohnuty a spojeny, tvořící část nervové trubice. Tato část vede ke vzniku téměř celého nervového systému (mozek, krční, hrudní a bederní mícha).

Sekundární neurulace

Zbytek nervové trubice je tvořen sekundární neurulací. Vyplývá z kondenzace, diferenciace a degenerace mezenchymálních buněk, které jsou v této oblasti. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo a Sanín, 2013).

K tomu dochází v nepřítomnosti ektodermální zárodečné vrstvy nebo nervové desky. Začíná to tvorbou medulární kordu kondenzací mezenchymálních buněk, která se vyhloubí a vytvoří nervovou trubici.

Tato trubice, také nazývaná medulární trubice, vychází z nediferencované hmoty buněk zvané kauzální eminence. Prostřednictvím morfogenetických mechanismů jsou uspořádány tak, aby vytvořily dutinu, která vede ke vzniku míchy sakrální a kosterní oblasti.

Po dokončení sekundární neurulace se připojí k nejvíce kaudální části primární neurulace.

Změny v procesu neurulace

Je možné, že během neurulace může dojít ke změnám v důsledku genetických mutací nebo z jiných důvodů. Asi 5 nebo 6 týdnů těhotenství se začne tvořit většina mozku a obličeje. Hemisféry diferencují a rostou optické vezikuly, čichové cibule a mozeček.

Pokud se změní tento důležitý okamžik v neurodevelopmentu, obvykle se objeví závažné neurologické a neuropsychologické poruchy. Tito jsou obvykle doprovázeni záchvaty.

Změny v tomto procesu vedou k vážným podmínkám. Zejména pokud existují vady v uzavření nervové trubice, které nejsou obvykle kompatibilní se životem. Vyskytují se mezi 1 z každých 500 živě narozených. Nejčastější poruchy, které se objevují v důsledku špatného uzavření nervové trubice, jsou:

Anencefálie

Vyskytuje se v důsledku špatného uzavření v přední části nervové trubice během neurulace. Je charakterizována nepřítomností některých částí lebky, mozku a obličeje, malformacemi a srdečními problémy.

Spina bifida

Vychází z defektu nervové trubice, který má za následek neúplný vývoj mozku, míchy nebo meningů (ochranné vrstvy, které obklopují centrální nervový systém). Existuje několik druhů spina bifida: může to být skrytá malformace jednoho nebo více obratlů nebo malformace kostí, membrán nebo tuku v této oblasti.

Na druhé straně dalším podtypem je meningocele, ve které meninges vyčnívají z páteřního otvoru a mohou nebo nemusí být pokryty kůží.

Nakonec nejzávažnějším podtypem je myelomeningocele. V tomto případě je mícha odkryta a vyčnívá otvorem páteře. To způsobuje ochrnutí v částech těla, které jsou pod tímto otvorem.

Encefalocele

Jedná se o vak ve tvaru vaku, ve kterém mozek a meningy vyčnívají otvorem na úrovni lebky.

Rozštěp patra nebo rozštěp rtu

Jedná se o vrozenou vadu, která se skládá z rozštěpu nebo oddělení v horním rtu.

Reference

1. Chávez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M. & Sanín, LH (2013). Defekty neurální trubice a rozštěp rtu a paty: morfologická studie. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301 - 1308.
2. Gastrulace a neurulace. (sf). Citováno z 27. dubna 2017, z Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulace. (sf). Citováno z 27. dubna 2017, z Wikipedie: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulace. (sf). Citováno z 27. dubna 2017, od Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychologie vývoje dítěte. Mexico, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.
6. Informační stránka Spina Bifida. (sf). Citováno 27. dubna 2017 z Národních ústavů neurologických poruch a mozkové mrtvice: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neurovědy (3. vydání). Editorial Médica Panamericana.