Das Neurulation Es ist eine grundlegende Phase in der Embryonalentwicklung, in der sich der Neuralschlauch entwickelt, eine Struktur, aus der das Gehirn und das Rückenmark (Zentralnervensystem) hervorgehen..
Es kommt in allen Wirbeltierembryonen vor, obwohl es bei bestimmten Arten zwei verschiedene Prozesse durchläuft: die primäre und die sekundäre Neurulation. Der Neurulationsprozess beginnt ungefähr in der dritten oder vierten Woche der Embryonalentwicklung.
Die Entwicklung unseres Gehirns wird durch genetische Anweisungen, interzelluläre Signale und unsere Interaktion mit der Außenwelt vermittelt. Diese Entwicklung besteht zunächst in der Etablierung eines Urnervensystems.
Es beginnt also mit der Erzeugung von Neuronen aus undifferenzierten Zellen, der Bildung von Haupthirnregionen und der Migration von Neuronen von ihren Schöpfungsorten zu ihren endgültigen Orten. Dies wird den Grundstein für die anschließende Schaffung axonaler Bahnen und die Herstellung von Synapsen (Verbindungen) legen..
Artikelverzeichnis
Um den Neurulationsprozess zu verstehen, müssen einige grundlegende frühere Schritte in der Embryonalentwicklung bekannt sein..
Bevor die Zellen, die Gehirn und Rückenmark werden sollen, erscheinen, gibt es primitive Zellschichten, die für die spätere Entwicklung des Nervensystems wesentlich sind. Diese Schichten bilden sich während der sogenannten "Gastrulation", auf die Lewis Wolpert 1986 hinwies:
„Es ist keine Geburt, keine Ehe, kein Tod. Gastrulation ist wirklich der wichtigste Moment Ihres Lebens ".
Während dieser heiklen Zeit, in der ein einzelnes Zellblatt in die drei primitiven Schichten oder Keimschichten unterteilt ist:
- Ektoderm oder äußere Schicht: Entsteht die Epidermis und verwandte Strukturen wie Haare und Nägel sowie das Nervensystem.
- Mesoderm oder Zwischenschicht: Daraus entstehen die Muskeln, Knochen, das Kreislaufsystem sowie die Fortpflanzungs- und Ausscheidungsorgane.
- Endoderm oder innere Schicht: Es entstehen das Verdauungssystem und die Atemwege.
Das Mesoderm und das Endoderm invaginieren (falten sich über sich selbst) und definieren die Mittellinie sowie die anterior-posterioren und dorsal-ventralen Achsen. Diese Achsen sind wichtig, da in jedem Bereich der Keimschichten unterschiedliche Ereignisse auftreten.
Die Gastrulation hat auch eine Schlüsselfunktion, nämlich die Bildung des Notochords. Es beginnt nach 18 Schwangerschaftstagen aufzutreten und besteht aus einem definierten Zylinder von Mesodermzellen, die sich entlang der Mittellinie des Embryos ausdehnen.
Der Notochord wird durch zelluläre Bewegungen gebildet, die während der Gastrulation auftreten. Zunächst wird ein oberflächlicher Schlitz gebildet, der als primitive Grube bezeichnet wird und verlängert wird, bis er die „primitive Linie“ bildet. Von dort aus invaginiert das Mesoderm und erstreckt sich nach innen, um einen Zylinder zu bilden.
Der Notochord legt die Mittellinie des Embryos fest, was dazu führt, dass beide Körperhälften symmetrisch sind. Diese Struktur definiert auch die Position des Nervensystems und ist für die posteriore neuronale Differenzierung wesentlich..
Auf diese Weise beginnt der Neurulationsprozess. Der Notochord beginnt, induktive Signale an das Ektoderm (das sich direkt darüber befindet) zu senden, so dass eine Gruppe von neuroektodermalen Zellen in Nervenvorläuferzellen differenziert. Letztere werden Teil des Zentralnervensystems sein..
Der Teil des Ektoderms, der den Notochord bedeckt, wird als „Neuralplatte“ definiert. Mit fortschreitender Neurulation beginnt sich die Nervenplatte zu verdicken und Zellen anzusammeln. Diese Zellen sind in zwei Ketten auf beiden Seiten der Mittellinie der Nervenplatte angeordnet.
Letzterer beginnt sich in der Mittellinie (neben dem Notochord) zu falten. Dies führt ungefähr nach 20 Schwangerschaftstagen zu einer Neuralrille, die immer stärker akzentuiert wird..
Der Teil der Nervenplatte, der sich unmittelbar über dem Notochord befindet, wird als "Bodenplatte" bezeichnet. Während der hintere Teil der hervorstehenden Enden des Sulkus als "Neural Crest" bekannt ist..
Nach und nach biegen sich die beiden hervorstehenden Zellketten der Nervenplatte und versuchen sich zu berühren. Dies führt zu einem Zylinder, der als Neuralrohr bezeichnet wird. Die Neuralröhre schließt sich und ist ungefähr am 22. Schwangerschaftstag fertig.
Das Mesoderm neben dem Neuralrohr wird dicker und teilt sich in Strukturen, die als "Somiten" bezeichnet werden. Diese Strukturen sind die Vorläufer der Muskulatur und des Skeletts..
Während der Neurulation entwickeln verschiedene Teile des Neuralrohrs unterschiedliche Strukturen in unserem Körper. Diese Veränderungen beginnen am 24. Schwangerschaftstag. So:
- Der Teil des Neuralrohrs neben den Somiten beginnt sich zum rudimentären Rückenmark zu entwickeln.
- Im Bereich des Nervenkamms entstehen die sensorischen Ganglien des peripheren Nervensystems.
- Die vorderen Enden der Neuralplatte, die als "vordere Neuralfalte" bezeichnet werden, dehnen sich in der Mittellinie zusammen aus, um das Gehirn hervorzubringen..
- Die Höhle des Neuralrohrs wird zum ventrikulären System.
So entstehen aus dem Neuralrohr Gehirn und Rückenmark. Die Zellen des Neuralrohrs sind als neuronale Vorläuferzellen bekannt, bei denen es sich um Stammzellen handelt, aus denen mehr Vorläufer hervorgehen, aus denen Neuronen und Gliazellen entstehen..
Andererseits teilen sich einige Teilmengen neuronaler Vorläuferzellen nicht. Sie werden Neuroblasten genannt und differenzieren sich zu Neuronen.
Während die Zellen des ventralen Teils des Neuralrohrs (wo sich die Bodenplatte befindet) entstehen, entstehen das Rückenmark und die Rückseite des Gehirns.
Nach 25 Schwangerschaftstagen sind 3 grundlegende Vesikel zu sehen, die vom Neuralrohr ausgehen: Vorderhirn, Mittelhirn und Rhombenzephalon.
Während sie nach 32 Tagen in 5 Strukturen unterteilt sind:
- Das Telencephalon: Hier entstehen die Großhirnrinde, das Striatum, das limbische System und ein Teil des Hypothalamus.
- Das Zwischenhirn: Was entwickelt den Epithalamus, Thalamus und Hypothalamus?.
- Das Mittelhirn: Hier entstehen das Gehirntektum, das Tegmentum und die Stiele.
- Das Metancephalon: Was unterscheidet sich in Kleinhirn und Gehirnbrücke?.
- Das Myelenzephalon: Was wird der Hirnstamm (Medulla oblongata)?.
Primäre und sekundäre Neurulation sind zwei grundlegende Phasen im Neurulationsprozess. Im Allgemeinen definieren sie zwei Arten der Neuralrohrbildung.
Der vordere Teil davon wird durch primäre Neurulation und der hintere Teil durch sekundäre Neurulation gebildet. Beide treten zur gleichen Zeit auf, jedoch an verschiedenen Orten.
Jeder Organismus verwendet unterschiedliche Grade der primären und sekundären Neurulation; ausgenommen Fische, die nur die sekundäre verwenden.
Ein Großteil des Neuralrohrs entwickelt sich in der dritten Schwangerschaftswoche aus der primären Neurulation. Seine Bildung umfasst bis zu 31, wodurch der zweite Sakralwirbel der Wirbelsäule entsteht.
Es beginnt, wenn sich die Zellen der Nervenplatte zu vermehren beginnen und sich in zwei Ketten befinden, die durch eine Invagination in der Mittellinie getrennt sind.
Schließlich biegen und verbinden sich die Ketten und bilden einen Teil des Neuralrohrs. Dieser Teil führt zu fast dem gesamten Nervensystem (Gehirn, Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule)..
Der Rest des Neuralrohrs wird durch sekundäre Neurulation gebildet. Es entsteht aus der Kondensation, Differenzierung und Degeneration der mesenchymalen Zellen, die sich in diesem Bereich befinden. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo und Sanín, 2013).
Dies tritt in Abwesenheit der ektodermalen Keimschicht oder der Nervenplatte auf. Es beginnt mit der Bildung eines Markstrangs aufgrund der Kondensation von Mesenchymzellen, die ausgehöhlt werden, um den Neuralschlauch zu bilden.
Diese Röhre, auch Markröhre genannt, entsteht aus einer undifferenzierten Masse von Zellen, die als kausale Eminenz bezeichnet wird. Durch morphogenetische Mechanismen werden sie so organisiert, dass sie eine Höhle bilden, in der das Rückenmark der Sakral- und Steißbeinregion entsteht..
Nachdem die sekundäre Neurulation abgeschlossen ist, verbindet sie sich mit dem kaudalsten Teil der primären Neurulation.
Es ist möglich, dass während der Neurulation aufgrund genetischer Mutationen oder aus anderen Gründen Veränderungen auftreten. Etwa nach 5 oder 6 Schwangerschaftswochen beginnen sich der größte Teil des Gehirns und des Gesichts zu bilden. Die Hemisphären differenzieren und die optischen Vesikel, die Riechkolben und das Kleinhirn wachsen.
Wenn dieser wichtige Moment in der Neuroentwicklung verändert wird, treten normalerweise schwere neurologische und neuropsychologische Störungen auf. Diese sind in der Regel von Anfällen begleitet..
Änderungen in diesem Prozess führen zu schwerwiegenden Zuständen. Besonders wenn es Defekte im Verschluss des Neuralrohrs gibt, die normalerweise nicht mit dem Leben vereinbar sind. Diese treten zwischen 1 von 500 Lebendgeburten auf. Die häufigsten Störungen, die aufgrund eines schlechten Verschlusses des Neuralrohrs auftreten, sind:
Es tritt aufgrund eines schlechten Verschlusses im vorderen Teil des Neuralrohrs während der Neurulation auf. Es ist gekennzeichnet durch das Fehlen einiger Teile des Schädels, Gehirn- und Gesichtsfehlbildungen sowie Herzprobleme.
Es entsteht durch einen Neuralrohrdefekt, der zu einer unvollständigen Entwicklung des Gehirns, des Rückenmarks oder der Meningen (Schutzschichten, die das Zentralnervensystem umgeben) führt. Es gibt verschiedene Arten von Spina bifida: Es kann sich um eine versteckte Fehlbildung eines oder mehrerer Wirbel oder um eine Fehlbildung von Knochen, Membranen oder Fett in diesem Bereich handeln.
Andererseits ist ein anderer Subtyp die Meningozele, bei der die Meningen aus der Wirbelsäulenöffnung herausragen und mit Haut bedeckt sein können oder nicht..
Schließlich ist der schwerwiegendste Subtyp die Myelomeningozele. In diesem Fall liegt das Rückenmark frei und ragt durch die Öffnung der Wirbelsäule heraus. Dies führt zu Lähmungen in den Körperteilen, die sich unterhalb dieser Öffnung befinden..
Es ist ein sackartiger Klumpen, in dem das Gehirn und die Hirnhäute durch eine Öffnung in Höhe des Schädels ragen.
Es ist ein angeborener Defekt, der aus einer Spalte oder Trennung in der Oberlippe besteht.
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