神経胚形成は、神経管における胚発生の根本的な相、脳や脊髄(中枢神経系)の開発につながる構造です。
それはすべての脊椎動物の胚で発生しますが、特定の種では2つの異なるプロセスを経ます:一次および二次神経形成。神経形成プロセスは、胚発生の第3または第4週頃に始まります。
私たちの脳の発達は、遺伝的指示、細胞間シグナル、および外界との相互作用によって媒介されます。当初、この開発は原始神経系の確立で構成されています。
したがって、1つは、未分化細胞からのニューロンの生成、主要な脳領域の形成、および作成場所から最終場所へのニューロンの移動から始まります。これは、軸索経路のその後の作成とシナプス(接続)の確立のための基礎を築くでしょう。
神経化プロセス
神経形成プロセスを理解するには、胚発生におけるいくつかの基本的な以前のステップを知る必要があります。
脳や脊髄になる細胞が現れる前に、神経系の後の発達に不可欠な原始的な細胞の層があります。これらの層は、いわゆる「原腸形成」の間に形成されます。これは、ルイスウォルパートが1986年に示したとおりです。
胚葉
この繊細な期間中、1枚の細胞シートが3つのプリミティブレイヤーまたは胚葉に分かれます。
-外胚葉または外層:表皮および髪や爪などの関連構造、ならびに神経系を生じさせます。
-中胚葉または中間層:そこから筋肉、骨、循環器系、生殖および排泄器官が現れます。
-内胚葉または内層:消化器系および呼吸器系を引き起こします。
中胚葉と内胚葉が陥入し(自分自身の上に折りたたまれ)、正中線と前後軸および背腹軸が定義されます。胚葉の各領域で異なるイベントが発生するため、これらの軸は重要です。
脊索の形成
原腸形成には、脊索の形成という重要な機能もあります。それは妊娠18日で出現し始め、胚の中線に沿って拡大する中胚葉細胞の定義された円柱で構成されます。
脊索は原腸形成時に発生する細胞運動によって形成されます。最初に、プリミティブピットと呼ばれる表面的なスリットが形成され、「プリミティブライン」を構成するまで長くなります。そこから中胚葉が陥入し、内側に伸びて円柱を形成します。
脊索は、胚の正中線を確立します。これにより、体の両方の半分が対称になります。この構造は、神経系の位置も定義し、後部神経分化に不可欠です。
このようにして、神経化プロセスが始まります。脊索は、外胚葉細胞のグループが神経前駆細胞に分化するために、誘導信号を外胚葉(そのすぐ上)に送り始めます。後者は中枢神経系の一部となるものです。
外索の脊索を覆う部分を「神経板」と定義します。神経が進行すると、神経板が厚くなり始め、細胞が蓄積します。これらの細胞は、神経板の中線の両側にある2つの鎖に配置されています。
後者は正中線(脊索に隣接)で折りたたみ始めます。これは、妊娠の約20日で神経溝を生じさせ、ますます強調されています。
脊索のすぐ上にある神経板の部分は、「床板」と呼ばれます。一方、溝の突出端の後部は「神経堤」として知られています。
神経管形成
少しずつ、神経板の2つの突出した細胞鎖が曲がり、触れようとしています。これにより、神経管と呼ばれる円柱ができます。神経管が閉じ、妊娠の約22日で完了します。
神経管の横にある中胚葉は厚くなり、「ソミテ」と呼ばれる構造に分かれます。これらの構造は、筋肉と骨格の前駆体です。
神経形成の間、神経管の異なる部分が私たちの体の異なる構造を発達させます。これらの変化は、妊娠24日から始まります。したがって:
-体節に隣接する神経管の部分は、初歩的な脊髄になり始めます。
-神経堤の領域は、末梢神経系の感覚神経節を生じさせます。
-「前部神経ひだ」と呼ばれる神経板の前端は、正中線で一緒に拡張して脳を開始します。
-神経管の空洞が心室系になります。
脳と脊髄
したがって、神経管は脳と脊髄を生じさせます。神経管の細胞は、神経前駆細胞として知られています。神経前駆細胞は、ニューロンやグリア細胞を生み出す、より多くの前駆細胞が出現する幹細胞です。
一方、神経前駆細胞の一部のサブセットは分裂しません。それらは神経芽細胞と呼ばれ、ニューロンに分化します。
神経管の腹側の部分(床板がある場所)の細胞は、脊髄と脳の後部を引き起こします。
妊娠25日目では、神経管から始まる3つの基本的な小胞が見られます。前脳、中脳、および菱脳です。
32日の時点で、これらは5つの構造に分かれています。
-終脳:大脳皮質、線条体、辺縁系および視床下部の一部を生じます。
-間脳:視床、視床、視床下部を開発します。
-中脳:蓋、被蓋、および脳柄を生じます。
-間脳:小脳と大脳橋に区別されます。
-myelencephalon:脳幹(延髄)になります。
一次および二次神経
一次および二次神経形成は、神経形成プロセスの2つの基本的な段階です。一般に、それらは2つのタイプの神経管形成を定義します。
その前部は一次神経を通して形成され、後部は二次神経によって形成されます。両方が同時に発生しますが、場所は異なります。
各生物は異なる程度の一次および二次神経形成を使用します。セカンダリーのみを使用する魚を除く。
一次神経
神経管の多くは、妊娠の第3週に初代神経から発生します。その形成は体節31まで広がり、脊椎の2番目の仙骨が発生します。
それは、神経板の細胞が増殖し始め、正中線の陥入によって分離された2つの鎖に位置し始めるときに始まります。
最後に、チェーンが曲げられて結合され、神経管の一部を構成します。この部分は、ほぼ全体の神経系(脳、頸部、胸部および腰部脊髄)を生じさせます。
二次神経
神経管の残りの部分は、二次神経形成によって形成されます。それは、その領域にある間葉系細胞の凝縮、分化、変性から生じます。(チャベス・コラル、ロペス・セルナ、レヴァリオ・カリージョ、およびサニン、2013)。
これは、外胚葉胚層または神経板がない場合に発生します。それは、間葉細胞の凝縮による髄索の形成から始まり、それは中空になって神経管を生じさせる。
この管は、髄管とも呼ばれ、原因隆起と呼ばれる未分化細胞の塊から発生します。形態形成機構を通じて、それらは、仙骨および尾骨領域の脊髄を生じさせる空洞を形成するように組織化されています。
二次神経が完了した後、一次神経の最も尾側の部分に加わります。
神経化プロセスの変化
遺伝的変異またはその他の理由により、神経形成中に変化が生じる可能性があります。妊娠の約5週間または6週間で、ほとんどの脳と顔が形成され始めます。半球が分化し、視胞、嗅球、小脳が成長します。
神経発達におけるこの重要な瞬間が変化すると、通常、重度の神経学的および神経心理学的障害が現れます。これらは通常発作を伴います。
このプロセスの変更は深刻な状態につながります。特に神経管の閉鎖に欠陥があり、それが通常生命と両立しない場合。これらは、500回の出産ごとに1回発生します。神経管の不適切な閉鎖が原因で発生する最も一般的な障害は次のとおりです。
無脳症
これは、神経形成中の神経管の前部の不十分な閉鎖が原因で発生します。それは、頭蓋骨、脳、顔の奇形の一部、および心臓の問題がないことを特徴としています。
二分脊椎
これは、脳、脊髄、または髄膜(中枢神経系を囲む保護層)の発達が不完全になる神経管欠損から発生します。二分脊椎にはいくつかの種類があります。1つまたは複数の脊椎の隠れた奇形、またはこの領域の骨、膜、脂肪の奇形である可能性があります。
一方、別のサブタイプは髄膜瘤であり、髄膜は脊髄開口部から突出しており、皮膚で覆われている場合と覆われていない場合があります。
最後に、最も深刻なサブタイプは脊髄髄膜瘤です。この場合、脊髄が露出し、脊椎の開口部から突き出ます。これにより、この開口部の下にある体の部分が麻痺します。
脳ヘルニア
これは、脳と髄膜が頭蓋骨の高さの開口部から突き出ている嚢状のしこりです。
口蓋裂または口唇裂
それは上唇の裂け目または分離からなる先天性の欠陥です。
参考文献
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