Karakteristik Neurulasi, Kapan dan Bagaimana diproduksi

itu neurulasi itu adalah tahap mendasar dalam perkembangan embrio di mana tabung saraf berkembang, struktur yang akan menimbulkan otak dan sumsum tulang belakang (sistem saraf pusat).

Ini terjadi pada semua embrio vertebrata, meskipun pada spesies tertentu ia melewati dua proses yang berbeda: neurulasi primer dan sekunder.

Proses neurulasi dimulai pada minggu ketiga atau keempat perkembangan embrionik.

Perkembangan otak kita dimediasi oleh instruksi genetik, sinyal antar sel dan interaksi kita dengan dunia luar. Awalnya, perkembangan ini terdiri dari pembentukan sistem saraf primer.

Jadi, itu dimulai dengan generasi neuron dari sel-sel yang tidak berdiferensiasi, pembentukan daerah otak utama, dan migrasi neuron dari tempat penciptaannya ke tempat terakhir mereka. Ini akan membentuk dasar untuk pembuatan jalur aksonal dan pembentukan sinapsis (koneksi) selanjutnya.

Proses neurulasi

Untuk memahami proses neurulasi, perlu diketahui beberapa langkah mendasar sebelumnya dalam perkembangan embrionik.

Sebelum sel-sel yang menjadi otak dan sumsum tulang belakang muncul, ada lapisan sel primitif yang penting untuk perkembangan sistem saraf nanti. Lapisan-lapisan ini terbentuk selama apa yang disebut "gastrulasi", yang, sebagaimana ditunjukkan oleh Lewis Wolpert pada tahun 1986:

"Ini bukan kelahiran, pernikahan, atau kematian. Gastrulasi adalah momen terpenting dalam hidup Anda. "

Selama periode rumit ini, di mana sel tunggal sel dibagi menjadi tiga lapisan primitif atau lapisan germinatif:

- Ektoderm atau lapisan luar: menimbulkan epidermis dan struktur terkait seperti rambut dan kuku, selain sistem saraf.

- Mesoderm atau lapisan antara: darinya akan muncul otot, tulang, sistem peredaran darah, dan organ reproduksi dan ekskresi.

- Lapisan endoderm atau bagian dalam: akan mengarah ke sistem pencernaan dan sistem pernapasan.

Mesoderm dan endoderm invaginasi (mereka membungkuk sendiri), mendefinisikan garis tengah dan sumbu anterior-posterior dan ventral-punggung. Sumbu ini penting karena di setiap area lapisan germinal berbagai peristiwa akan terjadi.

Gastrulasi juga memiliki fungsi utama, yaitu pembentukan notochord. Ia mulai muncul pada usia kehamilan 18 hari, dan terdiri dari silinder sel-sel mesoderm tertentu yang membesar di sepanjang garis tengah embrio..

Notochord dibentuk melalui gerakan seluler yang terjadi selama gastrulasi. Pada awalnya, celah dangkal terbentuk yang disebut lubang primitif, yang diperpanjang hingga membentuk "garis primitif". Dari sana, mesoderm invaginates dan memanjang ke dalam sampai membentuk sebuah silinder.

Notochord membentuk garis tengah embrio, yang akan menyebabkan kedua bagian tubuh simetris. Struktur ini juga mendefinisikan posisi sistem saraf dan sangat penting untuk diferensiasi saraf berikutnya.

Dengan cara ini, proses neurulasi dimulai. Notochord mulai mengirim sinyal induktif ke ektoderm (yang tepat di atasnya) sehingga sekelompok sel neuroectodermal berdiferensiasi menjadi sel prekursor saraf. Yang terakhir adalah orang-orang yang akan menjadi bagian dari sistem saraf pusat.

Bagian dari ektoderm yang menutupi notochord didefinisikan sebagai "pelat saraf". Ketika neurulasi berlangsung, lempengan saraf mulai menebal, menumpuk sel. Sel-sel ini tersusun dalam dua rantai di kedua sisi garis tengah lempeng saraf.

Yang terakhir mulai melipat di garis tengah (berdekatan dengan notochord). Hal ini menimbulkan alur saraf, kira-kira pada 20 hari kehamilan, yang menjadi semakin dan semakin ditekankan.

Bagian dari pelat saraf yang berada tepat di atas notochord disebut "pelat lantai." Padahal, bagian belakang ujung yang menonjol dari alur dikenal sebagai "neural crest".

Sedikit demi sedikit, dua rantai sel yang menonjol dari tikungan lempeng saraf, berusaha saling menyentuh. Ini menghasilkan sebuah silinder yang disebut tabung saraf. Tabung saraf ditutup dan selesai, kira-kira, pada 22 hari kehamilan.

Mesoderm yang berada di sebelah tabung saraf menjadi lebih tebal, membelah menjadi struktur yang disebut "somit". Struktur-struktur ini adalah prekursor otot-otot dan kerangka.

Selama neurulasi, berbagai bagian tabung saraf akan mengembangkan berbagai struktur tubuh kita. Perubahan ini dimulai pada usia kehamilan 24 hari. Dengan cara ini:

- Bagian dari tabung saraf yang berdekatan dengan somit, mulai menjadi sumsum tulang belakang yang belum sempurna.

- Zona puncak saraf, akan memunculkan ganglia sensitif dari sistem saraf tepi.

- Ujung anterior dari pelat saraf, yang disebut "lipat saraf anterior", akan berkembang bersama di garis tengah untuk berasal dari otak.

- Rongga tabung saraf akan menjadi sistem ventrikel.

Dengan demikian, tabung saraf akan memunculkan otak dan sumsum tulang belakang. Sel-sel dari tabung saraf dikenal sebagai sel prekursor saraf, yang merupakan sel induk dari mana lebih banyak prekursor yang memunculkan neuron dan sel glial akan muncul..

Di sisi lain, beberapa subkelompok sel prekursor saraf tidak membelah. Mereka disebut neuroblas, dan mereka akan berdiferensiasi menjadi neuron.

Sedangkan, sel-sel bagian ventral dari tabung saraf (di mana pelat lantai berada) akan menimbulkan sumsum tulang belakang dan bagian posterior otak.

Pada usia kehamilan 25 hari, Anda dapat melihat 3 vesikel dasar yang dimulai dari tabung saraf: otak depan, mesencephalon, dan rhombencephalon.

Sementara, pada 32 hari, mereka dibagi menjadi 5 struktur:

- Telencephalon: yang menimbulkan korteks serebral, striatum, sistem limbik dan bagian dari hipotalamus.

- Diencephalon: yang akan mengembangkan epithalamus, thalamus dan hipotalamus.

- Mesencephalon: yang akan memunculkan tectum, tegmento dan cerebral peduncles.

- Metencéfalo: yang akan dibedakan dalam otak kecil dan jembatan otak.

- The myelencephalon: yang akan menjadi medula oblongata (medulla oblongata).

Neurulasi primer dan sekunder

Neurulasi primer dan sekunder adalah dua fase mendasar dalam proses neurulasi. Secara umum, mereka mendefinisikan dua jenis pembentukan tabung saraf.

Bagian anterior ini akan dibentuk melalui neurulasi primer dan posterior, dengan neurulasi sekunder. Keduanya terjadi pada saat bersamaan, tetapi di tempat yang berbeda.

Setiap organisme menggunakan tingkat neurulasi primer dan sekunder yang berbeda; kecuali ikan, yang hanya menggunakan yang sekunder.

Neurulasi primer

Sebagian besar tabung saraf berkembang selama minggu ketiga kehamilan oleh neurulasi primer. Formasinya meluas ke Somita 31, yang memunculkan vertebra sakral kedua tulang belakang.

Itu dimulai ketika sel-sel lempeng saraf mulai berkembang biak dan ditempatkan dalam dua rantai yang dipisahkan oleh invaginasi di garis tengah.

Akhirnya, rantai bengkok dan bersatu, merupakan bagian dari tabung saraf. Bagian ini memunculkan hampir seluruh sistem saraf (encephalon, serviks, thoracic, dan lumbar spine).

Neurulasi sekunder

Sisa dari tabung saraf dibentuk oleh neurulasi sekunder. Itu muncul dari kondensasi, diferensiasi dan degenerasi sel mesenkimal yang ada di area itu. (Chavez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

Ini terjadi tanpa adanya lapisan kuman ektodermal atau pelat saraf. Ini dimulai dengan pembentukan medula oleh kondensasi sel mesenkimal, yang dilubangi untuk menimbulkan tabung saraf.

Tabung ini, juga disebut tabung meduler, muncul dari massa sel yang tidak terdiferensiasi yang disebut kausal eminence. Melalui mekanisme morfogenetik, mereka akan diatur membentuk rongga untuk memberikan tempat bagi sumsum tulang belakang dari wilayah sakral dan coccygeal..

Setelah neurulasi sekunder selesai, ia bergabung dengan bagian paling bersudut dari neurulasi primer.

Perubahan dalam proses neurulasi

Ada kemungkinan bahwa perubahan dapat timbul selama neurulasi karena mutasi genetik atau alasan lain.

Sekitar 5 atau 6 minggu kehamilan, sebagian besar otak dan wajah mulai terbentuk. Hemisfer membedakan dan menumbuhkan vesikel optik, umbi olfaktorius, dan otak kecil.

Jika momen penting dalam perkembangan saraf ini diubah, gangguan neurologis dan neuropsikologis yang parah biasanya muncul. Ini biasanya disertai dengan episode kejang.

Perubahan proses ini menimbulkan kondisi serius. Terutama, jika ada cacat pada penutupan tabung saraf, yang biasanya tidak kompatibel dengan kehidupan. Ini adalah antara 1 dari 500 kelahiran hidup. Gangguan paling umum yang muncul akibat penutupan tabung saraf yang buruk adalah:

- Anencephaly: terjadi karena penutupan yang buruk di bagian anterior dari tabung saraf selama neurulasi. Hal ini ditandai dengan tidak adanya beberapa bagian tengkorak, otak, dan cacat wajah, serta masalah jantung.

-  Spina bifida: timbul dari kerusakan pada tabung saraf yang mengarah pada perkembangan otak, sumsum tulang belakang atau meninges (lapisan pelindung yang mengelilingi sistem saraf pusat) yang tidak lengkap. Ada beberapa jenis spina bifida: bisa berupa malformasi tersembunyi dari satu atau beberapa tulang belakang, atau malformasi tulang, membran, atau lemak di area ini..

Di sisi lain, subtipe lain adalah meningocele, di mana meninges menonjol dari pembukaan tulang belakang, dan mungkin ditutupi dengan kulit atau tidak..

Akhirnya, subtipe yang paling serius adalah myelomeningocele. Dalam hal ini, sumsum tulang belakang terbuka dan menonjol melalui pembukaan tulang belakang. Ini menyebabkan kelumpuhan pada bagian-bagian tubuh yang di bawah kata pembukaan.

- Encephalocele: tonjolan berbentuk kantung di mana otak dan meninges menonjol melalui lubang di tingkat tengkorak.

- Langit-langit mulut sumbing atau bibir sumbing.

Referensi

1. Chavez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, L. H. (2013). Cacat Tabung Saraf Tiruan dan Bibir dan Langit-Langit Sumbing: Studi Morfologis. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308. 
2. Gastrulasi dan Neurulasi. (s.f.). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulasi (s.f.). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulasi (s.f.). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsikologi perkembangan anak. Meksiko, Bogotá: Editorial Manual Modern.
6. Halaman Informasi Spina Bifida. (s.f.). Diperoleh pada 27 April 2017, dari National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (3rd Ed.). Editorial Panamericana Medical.