NEURULASI: KARAKTERISTIK, KAPAN DAN BAGAIMANA ITU TERJADI - GEOGRAFÍA - 2025

The neurulasi adalah fase mendasar dalam perkembangan embrio di tabung saraf, struktur yang akan menyebabkan otak dan sumsum tulang belakang (sistem saraf pusat) berkembang.

Itu terjadi pada semua embrio vertebrata, meskipun pada spesies tertentu ia melalui dua proses berbeda: neurulasi primer dan sekunder. Proses neurulasi dimulai sekitar minggu ketiga atau keempat perkembangan embrio.

Perkembangan otak kita dimediasi oleh instruksi genetik, sinyal antar sel, dan interaksi kita dengan dunia luar. Awalnya, perkembangan ini terdiri dari pembentukan sistem saraf primal.

Jadi, ini dimulai dengan generasi neuron dari sel yang tidak berdiferensiasi, pembentukan daerah otak utama, dan migrasi neuron dari tempat penciptaan ke tempat terakhirnya. Ini akan meletakkan dasar untuk pembuatan jalur aksonal selanjutnya dan pembentukan sinapsis (koneksi).

Proses neurulasi

Untuk memahami proses neurulasi perlu diketahui beberapa langkah fundamental sebelumnya dalam perkembangan embrio.

Sebelum sel-sel yang akan menjadi otak dan sumsum tulang belakang muncul, ada lapisan-lapisan sel primitif yang penting untuk perkembangan sistem saraf di kemudian hari. Lapisan-lapisan ini terbentuk selama apa yang disebut "gastrulasi", yang, seperti ditunjukkan Lewis Wolpert pada tahun 1986:

Lapisan kuman

Selama periode rumit ini, di mana satu lembar sel membelah menjadi tiga lapisan primitif atau lapisan kuman:

- Ektoderm atau lapisan luar: menimbulkan epidermis dan struktur terkait seperti rambut dan kuku, serta sistem saraf.

- Mesoderm atau lapisan perantara: darinya otot, tulang, sistem peredaran darah, dan organ reproduksi dan ekskresi akan muncul.

- Endoderm atau lapisan dalam: akan menimbulkan sistem pencernaan dan sistem pernafasan.

Mesoderm dan endoderm berinvaginasi (melipat dirinya sendiri), menentukan garis tengah dan sumbu anterior-posterior dan dorsal-ventral. Sumbu-sumbu ini penting karena di setiap area lapisan kuman akan terjadi peristiwa yang berbeda.

Pembentukan notochord

Gastrulasi juga memiliki fungsi kunci, yaitu pembentukan notochord. Ini mulai muncul pada usia kehamilan 18 hari, dan terdiri dari silinder sel mesoderm tertentu yang berkembang di sepanjang garis tengah embrio.

Notochord dibentuk melalui gerakan seluler yang terjadi selama gastrulasi. Mula-mula terbentuk celah superfisial yang disebut primitive pit, yang memanjang hingga membentuk “garis primitif”. Dari sana mesoderm menginvaginasi dan meluas ke dalam membentuk silinder.

Notochord membentuk garis tengah embrio, yang akan menghasilkan kedua bagian tubuh menjadi simetris. Struktur ini juga menentukan posisi sistem saraf dan penting untuk diferensiasi saraf posterior.

Dengan cara ini, proses neurulasi dimulai. Notochord mulai mengirimkan sinyal induktif ke ektoderm (tepat di atasnya) untuk sekelompok sel neuroektodermal berdiferensiasi menjadi sel prekursor saraf. Yang terakhir adalah yang akan menjadi bagian dari sistem saraf pusat.

Bagian dari ektoderm yang menutupi notochord didefinisikan sebagai "pelat saraf". Saat neurulasi berkembang, pelat saraf mulai menebal, mengumpulkan sel. Sel-sel ini disusun dalam dua rantai di kedua sisi garis tengah pelat saraf.

Yang terakhir mulai melipat di garis tengah (berdekatan dengan notochord). Hal ini menimbulkan sulkus saraf, kira-kira pada usia kehamilan 20 hari, yang menjadi semakin menonjol.

Bagian dari pelat saraf yang berada tepat di atas notochord disebut "pelat lantai". Sedangkan bagian posterior dari ujung sulkus yang menonjol dikenal sebagai “neural crest”.

Pembentukan tabung saraf

Sedikit demi sedikit, dua rantai sel yang menonjol dari pelat saraf menekuk, berusaha untuk menyentuh. Ini menghasilkan silinder yang disebut tabung saraf. Tabung saraf menutup dan selesai pada sekitar 22 hari kehamilan.

Mesoderm di sebelah tabung saraf mengental, membelah menjadi struktur yang disebut "somit." Struktur ini adalah prekursor otot dan kerangka.

Selama neurulasi, bagian berbeda dari tabung saraf akan mengembangkan struktur berbeda di tubuh kita. Perubahan ini dimulai pada usia kehamilan 24 hari. Jadi:

- Bagian dari tabung saraf yang berdekatan dengan somit, mulai menjadi sumsum tulang belakang yang belum sempurna.

- Area puncak saraf akan menimbulkan ganglia sensorik pada sistem saraf tepi.

- Ujung anterior dari lempeng saraf, yang disebut "lipatan saraf anterior", akan mengembang bersama di garis tengah untuk menghasilkan otak.

- Rongga tabung saraf akan menjadi sistem ventrikel.

Otak dan sumsum tulang belakang

Dengan demikian, neural tube akan membentuk otak dan sumsum tulang belakang. Sel-sel dari tabung saraf dikenal sebagai sel prekursor saraf, yang merupakan sel induk dari mana lebih banyak prekursor akan muncul yang menimbulkan neuron dan sel glial.

Di sisi lain, beberapa subset dari sel prekursor saraf tidak membelah. Mereka disebut neuroblas, dan mereka akan berdiferensiasi menjadi neuron.

Sementara sel-sel di bagian ventral dari tabung saraf (di mana pelat lantai berada) pergi ke sumsum tulang belakang dan bagian posterior otak.

Pada usia kehamilan 25 hari, 3 vesikula dasar dapat dilihat yang dimulai dari tabung saraf: otak depan, otak tengah dan rhombencephalon.

Sedangkan pada 32 hari, mereka dibagi menjadi 5 struktur:

- Telencephalon: yang menimbulkan korteks serebral, striatum, sistem limbik dan bagian dari hipotalamus.

- Diencephalon: yang akan mengembangkan epithalamus, thalamus dan hipotalamus.

- Otak tengah: yang akan menimbulkan tektum, tegmentum dan tangkai serebral.

- Metancephalon: yang akan berdiferensiasi menjadi serebelum dan jembatan serebral.

- Myelencephalon: yang akan menjadi batang otak (medulla oblongata).

Neurulasi primer dan sekunder

Neurulasi primer dan sekunder adalah dua fase fundamental dalam proses neurulasi. Secara umum, mereka mendefinisikan dua jenis pembentukan tabung saraf.

Bagian anterior akan dibentuk melalui neurulasi primer dan bagian posterior melalui neurulasi sekunder. Keduanya terjadi pada waktu yang sama, tetapi di tempat yang berbeda.

Setiap organisme menggunakan derajat neurulasi primer dan sekunder yang berbeda; kecuali ikan, yang hanya menggunakan sekunder.

Neurulasi primer

Sebagian besar tabung saraf berkembang selama minggu ketiga kehamilan dari neurulasi primer. Pembentukannya meluas ke somit 31, yang menimbulkan vertebra sakralis kedua dari tulang belakang.

Ini dimulai ketika sel-sel dari lempeng saraf mulai berkembang biak dan ditempatkan dalam dua rantai yang dipisahkan oleh invaginasi di garis tengah.

Akhirnya, rantai menekuk dan bergabung, membentuk bagian dari tabung saraf. Bagian ini memunculkan hampir seluruh sistem saraf (otak, serviks, toraks, dan sumsum tulang belakang lumbal).

Neurulasi sekunder

Sisa dari tabung saraf dibentuk oleh neurulasi sekunder. Ini muncul dari kondensasi, diferensiasi dan degenerasi sel mesenkim yang ada di daerah itu. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).

Hal ini terjadi tanpa adanya lapisan kuman ektodermal atau lempeng saraf. Ini dimulai dengan pembentukan kabel meduler dengan kondensasi sel mesenkim, yang berlubang untuk memunculkan tabung saraf.

Tabung ini, juga disebut tabung meduler, muncul dari massa sel yang tidak berdiferensiasi yang disebut kausal eminence. Melalui mekanisme morfogenetik, mereka diatur untuk membentuk rongga untuk memunculkan sumsum tulang belakang daerah sakral dan tulang ekor.

Setelah neurulasi sekunder selesai, ia bergabung dengan bagian paling kaudal dari neurulasi primer.

Perubahan dalam proses neurulasi

Ada kemungkinan bahwa perubahan mungkin timbul selama neurulasi karena mutasi genetik atau alasan lain. Sekitar 5 atau 6 minggu masa kehamilan, sebagian besar otak dan wajah mulai terbentuk. Belahan otak berdiferensiasi dan vesikula optikus, umbi olfaktorius, dan otak kecil tumbuh.

Jika momen penting dalam perkembangan saraf ini diubah, gangguan neurologis dan neuropsikologis yang parah biasanya muncul. Ini biasanya disertai dengan kejang.

Perubahan dalam proses ini menyebabkan kondisi serius. Apalagi jika ada cacat pada penutupan tabung saraf, yang biasanya tidak cocok dengan kehidupan. Ini terjadi antara 1 dari setiap 500 kelahiran hidup. Gangguan paling umum yang muncul akibat penutupan tabung saraf yang buruk adalah:

Anencephaly

Ini terjadi karena penutupan yang buruk di bagian anterior tabung saraf selama neurulasi. Hal ini ditandai dengan tidak adanya beberapa bagian tengkorak, kelainan bentuk otak dan wajah, serta gangguan jantung.

Spina bifida

Ini muncul dari cacat tabung saraf yang mengakibatkan perkembangan otak, sumsum tulang belakang, atau meninges yang tidak lengkap (lapisan pelindung yang mengelilingi sistem saraf pusat). Ada beberapa jenis spina bifida: dapat berupa malformasi tersembunyi dari satu atau lebih tulang belakang, atau kelainan bentuk tulang, selaput, atau lemak di area ini.

Di sisi lain, subtipe lain adalah meningocele, di mana meninges menonjol dari pembukaan tulang belakang, dan mungkin atau mungkin tidak ditutupi dengan kulit.

Akhirnya, subtipe yang paling serius adalah myelomeningocele. Dalam kasus ini, sumsum tulang belakang terbuka dan menonjol melalui pembukaan tulang belakang. Hal ini menyebabkan kelumpuhan pada bagian tubuh yang berada di bawah bukaan ini.

Ensefalokel

Ini adalah benjolan berbentuk kantung di mana otak dan meninges menonjol melalui lubang setinggi tengkorak.

Celah langit-langit atau bibir sumbing

Ini adalah cacat bawaan yang terdiri dari celah atau pemisahan di bibir atas.

Referensi

1. Chávez-Corral, D.V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, LH (2013). Cacat Tabung Saraf dan Bibir Sumbing dan Langit-langit: Studi Morfologi. Jurnal Internasional Morfologi, 31 (4), 1301-1308.
2. Gastrulasi dan Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Kenyon College: biologi.kenyon.edu.
3. Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsikologi perkembangan anak. Meksiko, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.
6. Halaman Informasi Spina Bifida. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neuroscience (Edisi ke-3). Editorial Médica Panamericana.