Bookshelf

închiderea tubului neural

tubul neural se închide pe măsură ce pliurile neuronale pereche sunt reunite la linia mediană dorsală. Pliurile aderă unul la celălalt, iar celulele din cele două pliuri se îmbină. La unele specii, celulele de la această joncțiune formează celulele crestei neuronale. La păsări, celulele crestei neuronale nu migrează din regiunea dorsală decât după ce tubul neural a fost închis în acel loc. Cu toate acestea, la mamifere, celulele crestei neuronale craniene (care formează structuri faciale și ale gâtului) migrează în timp ce pliurile neuronale se ridică (adică înainte de închiderea tubului neural), în timp ce în regiunea măduvei spinării, celulele crestei așteaptă până când s-a produs închiderea (Nichols 1981; Erickson și Weston 1983).

închiderea tubului neural nu are loc simultan pe tot parcursul ectodermului. Acest lucru se vede cel mai bine la acele vertebrate (cum ar fi păsările și mamiferele) a căror axă a corpului este alungită înainte de neurulare. Figura 12.5 descrie neurularea într-un embrion de pui de 24 de ore. Neurularea în regiunea cefalică (cap) este bine avansată, în timp ce regiunea caudală (coada) a embrionului este încă în curs de gastrulare. Regionalizarea tubului neural apare și ca urmare a modificărilor formei tubului. În capătul cefalic (unde se va forma creierul), peretele tubului este larg și gros. Aici, o serie de umflături și constricții definesc diferitele compartimente ale creierului. Cu toate acestea, caudal în regiunea capului, tubul neural rămâne un tub simplu care se înclină spre coadă. Cele două capete deschise ale tubului neural se numesc neuroporul anterior și neuroporul posterior.

figura 12.5

Stereograma unui embrion de pui de 24 de ore. Porțiunile cefalice termină neurularea, în timp ce porțiunile caudale sunt încă în curs de gastrulare. (Din Patten 1971; după Huettner 1949.)

spre deosebire de neurulare la pui (în care închiderea tubului neural este inițiată la nivelul viitorului creier mediu și „fermoare” în ambele direcții), închiderea tubului neural la mamifere este inițiată în mai multe locuri de-a lungul axei antero-posterioare (Golden and Chernoff 1993; Van Allen și colab. 1993). Diferite defecte ale tubului neural sunt cauzate atunci când diferite părți ale tubului neural nu reușesc să se închidă (figura 12.6). Eșecul de a închide regiunile tubului neural posterior uman în ziua 27 (sau ruptura ulterioară a neuroporului posterior la scurt timp după aceea) are ca rezultat o afecțiune numită spina bifida, a cărei severitate depinde de cât de mult din măduva spinării rămâne expusă. Eșecul de a închide regiunile anterioare ale tubului neural are ca rezultat o stare letală, anencefalia. Aici, creierul anterior rămâne în contact cu lichidul amniotic și ulterior degenerează. Dezvoltarea creierului Fetal încetează, iar bolta craniului nu se formează. Eșecul întregului tub neural de a se închide pe întreaga axă a corpului se numește craniorachischisis. În mod colectiv, defectele tubului neural nu sunt rare la om, deoarece sunt observate la aproximativ 1 din 500 de nașteri vii. Defectele de închidere a tubului Neural pot fi adesea detectate în timpul sarcinii prin diferite teste fizice și chimice.

figura 12.6

Neurulare în embrionul uman. (A) secțiuni dorsale și transversale ale unui embrion uman de 22 de zile care inițiază neurularea. Atât neuroporii anteriori, cât și cei posteriori sunt deschiși la lichidul amniotic. (B) vedere dorsală a unui embrion uman neurulator o zi mai târziu. Den (Mai mult…)

închiderea tubului neural uman necesită o interacțiune complexă între factorii genetici și de mediu. Anumite gene,cum ar fi Pax3, sonic hedgehog și openbrain, sunt esențiale pentru formarea tubului neural al mamiferelor, dar factorii alimentari, cum ar fi colesterolul și acidul folic, par, de asemenea, critici. S-a estimat că 50% din defectele tubului neural uman ar putea fi prevenite prin administrarea de acid folic suplimentar de către o femeie însărcinată (vitamina B12), iar serviciul de Sănătate Publică din SUA recomandă ca toate femeile în vârstă fertilă să ia 0,4 mg de folat zilnic pentru a reduce riscul de defecte ale tubului neural în timpul sarcinii (Milunsky și colab. 1989; Czeizel și Dudas 1992; Centrele pentru Controlul Bolilor 1992).

tubul neural formează în cele din urmă un cilindru închis care se separă de ectodermul de suprafață. Această separare este considerată a fi mediată de expresia diferitelor molecule de adeziune celulară. Deși celulele care vor deveni tubul neural exprimă inițial e-cadherina, ele încetează să producă această proteină pe măsură ce se formează tubul neural și, în schimb, sintetizează n-cadherina și n-CAM (figura 12.7). Ca urmare, ectodermul de suprafață și țesuturile tubului neural nu mai aderă unul la celălalt. Dacă ectodermul de suprafață este realizat experimental pentru a exprima n-cadherin (prin injectarea ARNm N-cadherin într-o celulă a unui embrion Xenopus cu 2 celule), separarea tubului neural de epiderma prezumtivă este împiedicată dramatic (Detrick și colab. 1990; Fujimori și colab. 1990).

figura 12.7

expresia proteinelor de adeziune N-cadherină și e-cadherină în timpul neurulării în Xenopus. A) dezvoltarea normală. În stadiul plăcii neuronale, n-cadherina este văzută în placa neuronală, în timp ce e-cadherina este văzută pe epiderma prezumtivă. În cele din urmă, (mai mult…)