Il neurulazione è una fase fondamentale dello sviluppo embrionale in cui si sviluppa il tubo neurale, struttura che darà origine al cervello e al midollo spinale (sistema nervoso centrale).
Si verifica in tutti gli embrioni di vertebrati, sebbene in alcune specie attraversi due processi diversi: neurulazione primaria e secondaria. Il processo di neurulazione inizia intorno alla terza o quarta settimana di sviluppo embrionale.
Lo sviluppo del nostro cervello è mediato da istruzioni genetiche, segnali intercellulari e dalla nostra interazione con il mondo esterno. Inizialmente, questo sviluppo consiste nella creazione di un sistema nervoso primordiale.
Quindi, inizia con la generazione di neuroni da cellule indifferenziate, la formazione delle principali regioni del cervello e la migrazione dei neuroni dai loro luoghi di creazione ai loro luoghi finali. Questo getterà le basi per la successiva creazione di percorsi assonali e la creazione di sinapsi (connessioni)..
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Per comprendere il processo di neurulazione, è necessario conoscere alcuni passaggi fondamentali precedenti nello sviluppo embrionale..
Prima che compaiano le cellule che diventeranno il cervello e il midollo spinale, ci sono strati cellulari primitivi che sono essenziali per il successivo sviluppo del sistema nervoso. Questi strati si formano durante la cosiddetta "gastrulazione", che, come ha sottolineato Lewis Wolpert nel 1986:
“Non è la nascita, non il matrimonio, non la morte. La gastrulazione è davvero il momento più importante della tua vita ".
Durante questo periodo delicato, in cui un unico foglio di cellule è suddiviso nei tre strati primitivi o strati germinali:
- Ectoderma o strato esterno: dà origine all'epidermide e alle strutture correlate come capelli e unghie, nonché il sistema nervoso.
- Mesoderma o strato intermedio: da esso appariranno muscoli, ossa, sistema circolatorio e organi riproduttivi ed escretori.
- Endoderma o strato interno: darà origine all'apparato digerente e all'apparato respiratorio.
Il mesoderma e l'endoderma si invaginano (si ripiegano su se stessi), definendo la linea mediana e gli assi antero-posteriore e dorso-ventrale. Questi assi sono importanti perché in ogni area degli strati germinali si verificheranno eventi diversi.
La gastrulazione ha anche una funzione chiave, che è la formazione della notocorda. Inizia a emergere a 18 giorni di gestazione ed è costituito da un cilindro definito di cellule mesodermiche che si espandono lungo la linea mediana dell'embrione.
La notocorda si forma attraverso i movimenti cellulari che avvengono durante la gastrulazione. Dapprima si forma una fenditura superficiale chiamata pozzo primitivo, che si allunga fino a costituire la “linea primitiva”. Da lì il mesoderma invagina e si estende verso l'interno per formare un cilindro.
La notocorda stabilisce la linea mediana dell'embrione, il che risulterà in entrambe le metà del corpo simmetriche. Questa struttura definisce anche la posizione del sistema nervoso ed è essenziale per la differenziazione neurale posteriore..
In questo modo inizia il processo di neurulazione. La notocorda inizia a inviare segnali induttivi all'ectoderma (che si trova appena sopra di esso) in modo che un gruppo di cellule neuroectodermiche si differenziano in cellule precursori nervose. Questi ultimi sono quelli che faranno parte del sistema nervoso centrale..
La parte dell'ectoderma che copre la notocorda è definita "placca neurale". Man mano che la neurulazione progredisce, la piastra neurale inizia ad ispessirsi, accumulando cellule. Queste cellule sono disposte in due catene su entrambi i lati della linea mediana della placca neurale.
Quest'ultimo inizia a piegarsi sulla linea mediana (adiacente alla notocorda). Da qui nasce il solco neurale, approssimativamente a 20 giorni di gestazione, che si accentua sempre di più..
La parte della placca neurale che si trova immediatamente sopra la notocorda è chiamata "placca di base". Considerando che, la parte posteriore delle estremità sporgenti del solco è conosciuta come la "cresta neurale".
A poco a poco, le due catene cellulari sporgenti della piastra neurale si stanno piegando, cercando di toccarsi. Ciò si traduce in un cilindro chiamato tubo neurale. Il tubo neurale si chiude e viene completato a circa 22 giorni di gravidanza.
Il mesoderma che si trova vicino al tubo neurale diventa più spesso, dividendosi in strutture chiamate "somiti". Queste strutture sono i precursori della muscolatura e dello scheletro..
Durante la neurulazione, diverse parti del tubo neurale svilupperanno diverse strutture nel nostro corpo. Questi cambiamenti iniziano a 24 giorni di gestazione. Quindi:
- La parte del tubo neurale adiacente ai somiti inizia a svilupparsi nel midollo spinale rudimentale.
- L'area della cresta neurale darà origine ai gangli sensoriali del sistema nervoso periferico.
- Le estremità anteriori della placca neurale, chiamate "piega neurale anteriore", si espandono insieme nella linea mediana per dare origine al cervello..
- La cavità del tubo neurale diventerà il sistema ventricolare.
Pertanto, il tubo neurale darà origine al cervello e al midollo spinale. Le cellule del tubo neurale sono conosciute come cellule precursori neurali, che sono cellule staminali da cui emergeranno più precursori che danno origine a neuroni e cellule gliali..
D'altra parte, alcuni sottoinsiemi di cellule precursori neurali non si dividono. Si chiamano neuroblasti e si differenziano in neuroni.
Mentre le cellule della parte ventrale del tubo neurale (dove si trova la piastra del pavimento) vanno a dare origine al midollo spinale e alla parte posteriore del cervello.
A 25 giorni di gestazione, si possono vedere 3 vescicole di base che partono dal tubo neurale: il proencefalo, il mesencefalo e il romboencefalo.
Mentre, a 32 giorni, si dividono in 5 strutture:
- Il telencefalo: che dà origine alla corteccia cerebrale, allo striato, al sistema limbico e parte dell'ipotalamo.
- Il diencefalo: cosa svilupperà l'epitelamo, il talamo e l'ipotalamo.
- Il mesencefalo: che darà origine al cervello tetto, tegmento e peduncoli.
- Il metancefalo: cosa si differenzierà in cervelletto e ponte cerebrale.
- Il mielencefalo: cosa diventerà il tronco cerebrale (midollo allungato).
La neurulazione primaria e secondaria sono due fasi fondamentali nel processo di neurulazione. In generale, definiscono due tipi di formazione del tubo neurale.
La parte anteriore di esso sarà formata tramite neurulazione primaria e la parte posteriore, mediante neurulazione secondaria. Entrambi si verificano contemporaneamente, ma in luoghi diversi.
Ogni organismo utilizza diversi gradi di neurulazione primaria e secondaria; tranne il pesce, che usa solo il secondario.
Gran parte del tubo neurale si sviluppa durante la terza settimana di gestazione dalla neurulazione primaria. La sua formazione comprende fino a 31 somite, che dà origine alla seconda vertebra sacrale della colonna vertebrale.
Inizia quando le cellule della placca neurale iniziano a proliferare e ad essere situate in due catene separate da una invaginazione nella linea mediana.
Infine, le catene si piegano e si uniscono, costituendo parte del tubo neurale. Questa parte dà origine a quasi tutto il sistema nervoso (cervello, midollo spinale cervicale, toracico e lombare)..
Il resto del tubo neurale è formato dalla neurulazione secondaria. Nasce dalla condensazione, differenziazione e degenerazione delle cellule mesenchimali che si trovano in quella zona. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo e Sanín, 2013).
Ciò si verifica in assenza dello strato germinale ectodermico o della placca neurale. Inizia con la formazione di un midollo midollare dovuto alla condensazione delle cellule mesenchimali, che viene svuotato per dare origine al tubo neurale.
Questo tubo, chiamato anche tubo midollare, nasce da una massa indifferenziata di cellule chiamata eminenza causale. Attraverso meccanismi morfogenetici, sono organizzati a formare una cavità per dare origine al midollo spinale della regione sacrale e coccigea..
Dopo che la neurulazione secondaria è completa, si unisce alla parte più caudale della neurulazione primaria.
È possibile che durante la neurulazione possano insorgere alterazioni dovute a mutazioni genetiche o per altri motivi. Intorno alle 5 o 6 settimane di gestazione, la maggior parte del cervello e del viso iniziano a formarsi. Gli emisferi si differenziano e crescono le vescicole ottiche, i bulbi olfattivi e il cervelletto.
Se questo momento importante del neurosviluppo viene alterato, di solito compaiono gravi disturbi neurologici e neuropsicologici. Questi sono solitamente accompagnati da convulsioni..
Le alterazioni in questo processo portano a gravi condizioni. Soprattutto se ci sono difetti nella chiusura del tubo neurale, che di solito non sono compatibili con la vita. Questi si verificano tra 1 su 500 nati vivi. I disturbi più comuni che compaiono a causa di una cattiva chiusura del tubo neurale sono:
Si verifica a causa della scarsa chiusura nella parte anteriore del tubo neurale durante la neurulazione. È caratterizzato dall'assenza di alcune parti del cranio, malformazioni cerebrali e facciali, nonché problemi cardiaci.
Deriva da un difetto del tubo neurale che si traduce in uno sviluppo incompleto del cervello, del midollo spinale o delle meningi (strati protettivi che circondano il sistema nervoso centrale). Esistono diversi tipi di spina bifida: può essere una malformazione nascosta di una o più vertebre o una malformazione di ossa, membrane o grasso in quest'area.
D'altra parte, un altro sottotipo è il meningocele, in cui le meningi sporgono dall'apertura spinale e possono o meno essere ricoperte di pelle..
Infine, il sottotipo più grave è il mielomeningocele. In questo caso, il midollo spinale è esposto e sporge attraverso l'apertura della colonna vertebrale. Ciò causa la paralisi nelle parti del corpo che si trovano al di sotto di questa apertura..
È un nodulo simile a una sacca in cui il cervello e le meningi sporgono attraverso un'apertura a livello del cranio.
È un difetto congenito che consiste in una fessura o separazione nel labbro superiore.
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