Nevrulacija je tvorba nevralne cevi iz ektodermalnih celic med embrionalnim razvojem. Nevronska cev se kasneje razvije v posamezne strukture osrednjega dela živčni sistem. Pri motnjah nevrulacije je tvorba nevralne cevi okvarjena, kar lahko povzroči različne malformacije živčni sistem.
Kaj je nevrulacija?
Nevrulacija je v kontekstu embrionalnega razvoja tvorba nevralne cevi iz ektodermalnih celic. To je embrionalna struktura tkiva, ki nastane od 19. dne embrionalnega razvoja. Človeški zarodkov se na začetku embrionalnega razvoja razlikuje v različne celične plasti. Te celične plasti se imenujejo kotiledoni in nastanejo med gastrulacijo. Ljudje smo triploblastični in imamo tako tri zarodne plasti: notranjo entodermo, sredinsko mezodermo in zunanjo ektodermo. Zarodne plasti so programirane za razvoj določenih tkiv. Razvoj osrednjega živčni sistem pri vretenčarjih se začne z nastankom tako imenovane nevralne cevi. To je embrionalna struktura tkiva, ki nastane zaradi konvergence in fuzije nevronskih gub, ki se začnejo na 19. dan embrionalnega razvoja. Ta proces se imenuje nevurulacija in ustreza zložitvi nevronske ektoderme iz primarne strukture zunanje ektoderme. Nevrulacija se pojavi pod vplivom signalnih snovi. Ti glasniki izvirajo iz celic aksialne mezoderme.
Funkcija in naloga
Primarna nevrulacija poteka v fazah. Sprva se nevronska plošča razmeji na površini ektoderma. Rostralno območje ektoderma pred prvobitnim usta in primitivna žilica se med temi postopki zgosti v podplat. V naslednji fazi se robovi nevronske plošče izbočijo in tvorijo živčne izbokline, kar povzroči nastanek a depresija v sredini imenovan nevralni utor. Celice srednje črte se pritrdijo na notohord in tvorijo najglobljo točko živčnega utora. V nadaljnji fazi nevronski grebeni tvorijo živčne gube. Te gube se srečajo na sredini v širokem toku in s svojo fuzijo zaprejo živčni utor. Tako nekdanji nevronski utor postane nevralna cev. Fuzija živčne gube poteka na osnovi (N-) kadherina molekule celičnih membran. V naslednji fazi nevrulacije se nevroektoderma loči od zunanjega kotiledona. Preostali ektoderm zraste nad njim, da tvori površinski ektoderm in se preseli v zarodkov notranjost. Celice nekdanjega roba nevronske plošče tvorijo tako imenovane nevronske grebene na obeh straneh nevronske cevi. Nevronska cev je izvor osrednjega živčnega sistema. Prelomi se okoli 25. dneva razvoja. Sprednja odprtina konstrukcije se zapre, preden se zadnja odprtina zapre, kar omogoča možganov da se razvije v sprednjem delu nevronske cevi. Bolj zadnji odseki tvorijo hrbtenjača. Nevrulacijo povzročajo drugi glasniki, pridobljeni iz notokorda. Beljakovinski dejavniki, kot sta nog in folistatin, zavirajo napredovanje na površje epitelija in omogočajo dostop do razvojnih genov za živčno tkivo. Skupaj z rastnimi dejavniki sodelujejo pri regionalni diferenciaciji struktur. V medialni nevronski plošči so celice ektoderma s selektivnostjo pritrjene na notohord. Najprej se nahajajo v medialnih linijah, kasneje pa se združijo v dve dorzolateralni tvorbi in tako tvorijo oporne točke za proces tvorbe. Spremembe oblike celic je tako mogoče doseči z natančno usklajenimi preureditvami delov citoskeleta. V usklajevanje s procesi rasti celične spojine je tako doseženo izbočenje ali umik določenih struktur. V obliki opornika fiksne pivot točke omogočajo tako usklajeno rast in s tem natančno oblikovanje nevralne cevi. Med sekundarno nevrulacijo se v celični verigi oblikujejo votline, napolnjene s tekočino, in se združijo v cevasto strukturo. Struktura se poveže z lumenom strukture in jo napolni nevroepitel. Tako je v drugem embrionalnem mesecu na nevralno cev pritrjen repni segment, ki je sestavljen iz mezodermalnih celic in se razvije v repni del hrbtenjača. Ta sekundarna nevrulacija se začne pri ljudeh, vendar še naprej ne tvori implicirane strukture repa.
Bolezni in bolezni
Nepopolna ali pomanjkljiva nevurulacija povzroči malformacije centralnega živčnega sistema. Motnje nevrulacije se imenujejo tudi disrafije in so razdeljene na različne podvrste, odvisno od časa njihovega nastopa. Motnje ločevanja nevralne cevi tvorijo veliko skupino disrapij z različnimi manifestacijami. Ko se motnje nevrulacije začnejo v tretjem in četrtem gestacijskem tednu (nosečnost), se razvijejo disrafične malformacije živčnega sistema. Takšne malformacije so posledica motenj v zapiranju nevralne cevi in se lahko kažejo na primer v razcepu lobanja z meningealnimi in možganskimi okvarami. Craniorachischisis totalis je verjetno najbolj izrazita oblika nevurulacijske motnje in izpostavlja možganov in hrbtenjača Če želite odpreti plodovnica. Vezivnega tkiva namesto nevronskega tkiva so prisotne tvorbe. Anencefalija je nekoliko blažja malformacija. Pri tej motnji lobanjska kupola ni, toda možgansko deblo in možganov so običajno prisotni. Otroci s to blažjo obliko kljub temu le redko preživijo prvih nekaj mesecev. Napake v srednjem delu so tudi motnje nevrulacije in so povezane z možganov malformacije ali sekundarne poškodbe možganov. Primer motenj te vrste je Meckel-Gruberjev sindrom. Motnje nevrulacije so med najpogostejšimi v hrbtenjači. Spina bifida occulta je najboljši primer takšne manifestacije, ki je pogosto asimptomatska. Spina bifida cystica vpliva tudi na hrbtenico in je povezana s paralizo in senzoričnimi motnjami. V tem kontekstu se odprta oblika razlikuje od hiperskinned oblike. Druge malformacije, ki temeljijo na motnjah nevrulacije, vključujejo sringomijelija in diplomelija.
