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Closure of the neural tube

The neural tube closes as the emparelhed neural folds are brought together at the dorsal midline. As dobras aderem umas às outras, e as células das duas dobras se fundem. Em algumas espécies, as células nesta junção formam as células da crista neural. Em aves, as células da crista neural não migram da região dorsal até que o tubo neural tenha sido fechado naquele local. Em mamíferos, no entanto, o craniana células da crista neural (que forma facial e do pescoço estruturas) migrar enquanto as pregas neurais são de elevação (isto é, antes do fechamento do tubo neural), enquanto que na medula espinhal região, as células da crista esperar até o fechamento ocorreu (Nichols, 1981; Erickson e Weston 1983).

O fecho do tubo neural não ocorre simultaneamente em todo o ectoderma. Isso é melhor visto nos vertebrados (como aves e mamíferos) cujo eixo do corpo é alongado antes da neurulação. A figura 12.5 retrata a neurulação em um embrião de Pinto de 24 horas. A neurulação na região cefálico (cabeça) está bem avançada, enquanto a região caudal (cauda) do embrião ainda está em fase de gastrulação. A regionalização do tubo neural também ocorre como resultado de mudanças na forma do tubo. Na extremidade cefálica (onde se formará o cérebro), a parede do tubo é larga e espessa. Aqui, uma série de inchaços e constricções definem os vários compartimentos cerebrais. Caudal to the head region, however, the neural tube remains a simple tube that taps off toward the tail. As duas extremidades abertas do tubo neural são chamadas de neuropore anterior e neuropore posterior.

figura 12.5

estereograma de um embrião de Pinto de 24 horas. As porções cefálicas estão terminando a neurulação, enquanto as porções caudais ainda estão passando por gastrulação. (From Patten 1971; after Huettner 1949.)

ao contrário neurulation em filhotes (em que o fechamento do tubo neural é iniciada ao nível do futuro midbrain e “fechos” em ambas as direções), fechamento do tubo neural em mamíferos é iniciada em vários lugares ao longo ântero-posterior do eixo (Dourado e Chernoff 1993; Van Allen et al. 1993). Diferentes defeitos do tubo neural são causados quando várias partes do tubo neural não conseguem fechar (figura 12.6). A falha em fechar as regiões do tubo neural posterior humano no dia 27 (ou a ruptura subsequente do neuropore posterior pouco depois) resulta em uma condição chamada spina bifida, cuja gravidade depende de quanto da medula espinhal permanece exposta. A falha em fechar as regiões do tubo neural anterior resulta em uma condição letal, anencefalia. Aqui, o prosencéfalo permanece em contato com o líquido amniótico e, posteriormente, degenera. O desenvolvimento fetal do prosencéfalo cessa, e a abóbada do crânio não se forma. A falha de todo o tubo neural para fechar sobre todo o eixo do corpo é chamado craniorachischis. Coletivamente, defeitos do tubo neural não são raros em humanos, como eles são vistos em cerca de 1 em cada 500 nascimentos vivos. Defeitos de fechamento do tubo Neural muitas vezes podem ser detectados durante a gravidez por vários testes físicos e químicos.

figura 12.6

Neurulação no embrião humano. A) secções dorsais e transversais de um embrião humano de 22 dias que inicia a neurulação. Ambos os neuropores anteriores e posteriores estão abertos ao líquido amniótico. B) visão Dorsal de um embrião humano neurulador um dia depois. Melhor…)

o fechamento do tubo neural humano requer uma interação complexa entre fatores genéticos e ambientais. Alguns genes, como Pax3, Sonic hedgehog, e openbrain, são essenciais para a formação do tubo neural mamífero, mas fatores dietéticos, como colesterol e ácido fólico, também parecem ser críticos. Estima-se que 50% dos defeitos do tubo neural humano poderiam ser evitados por uma mulher grávida tomar ácido fólico suplementar (vitamina B12), e o serviço de saúde pública dos EUA recomenda que todas as mulheres em idade fértil tomem 0,4 mg de folato diariamente para reduzir o risco de defeitos do tubo neural durante a gravidez (Milunsky et al. 1989; Czeizel e Dudas 1992; Centers for Disease Control 1992).

o tubo neural eventualmente forma um cilindro fechado que se separa do ectoderme de superfície. Pensa-se que esta separação seja mediada pela expressão de diferentes moléculas de adesão celular. Embora as células que se tornarão o tubo neural expressem originalmente e-cadherin, elas param de produzir essa proteína como o tubo neural forma-se, e em vez disso sintetizam N-cadherin e N-CAM (figura 12.7). Como resultado, os tecidos de ectoderme e tubo neural da superfície já não se aderem um ao outro. Se o ectoderme superficial é experimentalmente feito para expressar N-cadherina( injetando n-cadherin mRNA em uma célula de um embrião Xenopus de 2 células), a separação do tubo neural da epiderme presumível é dramaticamente impedida (Detrick et al. 1990; Fujimori et al. 1990).

figura 12.7

expressão de proteínas de adesão de N-cadherina e e-cadherina durante a neurulação em Xenopus. A) desenvolvimento Normal. No estágio da placa neural, N-cadherin é visto na placa neural, enquanto E-cadherin é visto na presumível epiderme. Eventualmente, o (mais…)