Neurulation

De Neurulation er dannelsen av nevralt rør fra ektodermale celler i sammenheng med embryonal utvikling. De individuelle strukturene i sentralnervesystemet utvikler seg senere fra nevralt rør. Ved neurulasjonsforstyrrelser er dannelsen av nevralt rør mangelfull, noe som kan føre til forskjellige misdannelser i nervesystemet.

Hva er nevulasjonen?

Innenfor rammen av embryonal utvikling er nevulasjon dannelsen av nevralt rør fra ektodermale celler. Dette er en embryonal vevsstruktur som dannes fra den 19. dagen av embryonal utvikling.

I begynnelsen av embryonal utvikling, skiller det menneskelige embryoet seg opp i forskjellige cellelag. Disse cellelagene kalles cotyledons og oppstår under gastrulering. Mennesker er triploblastiske og har således tre cotyledoner: den indre endoderm, den sentrale mesoderm og den ytre ektoderm. Cotyledonene er programmert til å utvikle visse vev.

Utviklingen av sentralnervesystemet begynner i virveldyr med dannelsen av det såkalte nevrale røret. Dette er en embryonal vevsstruktur som dannes fra tilnærmingen og fusjonen av nevrale foldene fra den 19. dagen av embryonal utvikling. Denne prosessen er kjent som nevrulering og tilsvarer folding av den nevrale ectoderm fra primærstrukturen til den eksterne ektodermen. Nevrulering skjer under påvirkning av signalstoffer. Disse messenger-stoffene kommer fra celler i den aksiale mesoderm.

Funksjon & oppgave

De primær nevrulasjon kjører i faser. I begynnelsen er nevrale plate avgrenset på overflaten av ektodermen. Det rostrale ectodermområdet foran den primordiale munnen og den primitive stripen tykner til en eneste form under disse prosessene. I den neste fasen bule kantene på nevralplatene seg ut i nevrale bule og skaper en depresjon i midten, som er kjent som den nevrale rillen. Cellene i mellomlinjen fester seg til notokorden og danner det dypeste punktet i nevrale spor.

I den påfølgende fasen danner nevrale bukker nevrale folder. Disse foldene møtes i midten og lukker nevrale spor gjennom fusjonen deres. Slik blir nevralrøret den tidligere nevrale kanalen. Neural fold-fusjon skjer på basis av (N-) cadherin-molekyler i cellemembranene.

I den neste fasen av nevrulasjonen skiller neuroectoderm seg fra det ytre kimlag. De gjenværende ektodermene vokser sammen for å danne overflatenektoderm og vandrer inn i det indre av embryoet. Cellene i den tidligere kanten av nevrale platen danner såkalte nevrale rygger på begge sider av nevralrøret.

Neuralrøret er opphavet til sentralnervesystemet. Den brettes rundt den 25 utviklingsdagen. Den fremre åpningen av strukturen lukkes før den bakre åpningen lukkes, slik at hjernen kan utvikle seg i den fremre delen av det nevrale røret. Seksjonene lenger bak danner ryggmargen.

Nevruleringen er indusert av messenger-stoffer som kommer fra notokorden. Proteinfaktorer som noggin og follistatin hemmer videreutvikling av overflateepitel og gir tilgang til utviklingsgener for nervevevet. Sammen med vekstfaktorer er de involvert i den regionale differensieringen av strukturene. I den midtre nevrale platen er cellene i ektodermen selektivt forankret til notokorden. De er først i den mediale linjen, senere smelter sammen i to dorsolaterale formasjoner og danner dermed de sentrale punktene for formingsprosessen. Celleformendringer kan oppnås gjennom nøyaktig koordinerte omorganiseringer av cytoskeletaldeler. I koordinering med vekstprosessene i cellenettverket oppnås utbuling eller tilbaketrekking av visse strukturer. De faste dreiepunktene, i form av et anslag, muliggjør koordinert vekst og dermed presis utforming av nevralt rør.

Under sekundær nevrulasjon Væskefylte hulrom dannes i cellesnoren, som forenes for å danne en rørformet struktur. Strukturen er koblet til strukturen lumen og fylt av neuroepitel. I den andre embryonale måneden er en kaudalseksjon koblet til nevralrøret, som består av mesodermale celler og utvikler seg til haleseksjonen av ryggmargen. Denne sekundære nevruleringen initieres hos mennesker, men fortsetter ikke å danne en indikert halestruktur.

Sykdommer og plager

Ufullstendig eller mangelfull nevrulasjon resulterer i misdannelser i sentralnervesystemet. Nevrulasjonsforstyrrelser kalles også dysrafier, og det skilles mellom forskjellige underformer avhengig av tidspunktet de forekommer. En stor gruppe dysrafer med forskjellige manifestasjoner er løsgjøringsforstyrrelser i nevralt rør. Hvis en nevrulasjonsforstyrrelse starter i den tredje og fjerde svangerskapsuke (graviditet), utvikler dysrafiske misdannelser i nervesystemet. Slike misdannelser skyldes forstyrrelser i lukkingen av nevralt rør og kan manifestere seg, for eksempel i en sprekk i hodeskallen med hjernehinner og hjernedefekter.

Craniorachischisis totalis er sannsynligvis den mest uttalte formen for nevrulasjonsforstyrrelse og utsetter hjernen og ryggmargen for fostervann. I stedet for neuronalt vev, er det bindevevsformasjoner. Anencefali er en noe mildere misdannelse. I denne lidelsen mangler hodeskallen, men hjernestammen og lillehjernen er vanligvis til stede. Barn av denne lettere formen overlever imidlertid sjelden de første månedene.

Midtlinjedefekter er også nevrulasjonsforstyrrelser og er assosiert med hjerneforandringer eller sekundær hjerneskade. Et eksempel på sykdommer av denne typen er Meckel-Gruber syndrom. Nevrulasjonsforstyrrelser er et av de vanligste områdene i ryggmargen. Spina bifida occulta er det beste eksemplet på en slik manifestasjon, som ofte er symptomfri. Spina bifida cystica påvirker også ryggraden og er assosiert med lammelse og følsomhetsforstyrrelser. I denne sammenheng skilles en åpen form fra en flådd form. Andre misdannelser basert på nevrulasjonsforstyrrelser er syringomyelia og diplomyelia.