Neurulatie

Neurulatie is het embryologische proces dat de voorlopers vormt van het centrale zenuwstelsel en plaatsvindt nadat gastrulatie de drie primaire cellagen van het embryo heeft tot stand gebracht: ectoderm, mesoderm en endoderm. Bij mensen wordt het grootste deel van dit systeem gevormd via primaire neurulatie, waarbij het centrale deel van het ectoderm – dat er oorspronkelijk uitziet als een vlakke laag cellen – naar boven en naar binnen vouwt en zich afsluit om een holle neurale buis te vormen. Naarmate de ontwikkeling vordert, zal het voorste deel van de neurale buis aanleiding geven tot de hersenen, terwijl de rest het ruggenmerg vormt.

Neurulatie en de neurale top

Het centrale deel van het ectoderm dat buigt om de neurale buis te genereren, wordt toepasselijk het neurale ectoderm genoemd, terwijl de gebieden die het flankeren – langs de omtrek van het embryo – het oppervlakte-ectoderm zijn. Op de kruising van het neurale en oppervlakte-ectoderm ligt echter een andere populatie cellen, de neurale top genoemd. Terwijl de neurale plooien (de randen van de zich omhoog bewegende neurale buis) beginnen te verschijnen, kunnen neurale topcellen (NCC's) in hun uiteinden worden gevisualiseerd door de expressie van karakteristieke markers, zoals de Pax7-transcriptiefactor. Naarmate de ontwikkeling vordert en de neurale plooien samensmelten, kunnen NCC's worden waargenomen in het bovenste deel van de neurale buis of migreren ze langs de zijkanten van deze structuur naar lagere delen van het embryo. Om te migreren downreguleren NCC's specifieke adhesieve eiwitten, waardoor ze zich kunnen losmaken van de andere cellen in de neurale buis. Belangrijk is dat NCC's door het embryo reizen en verschillende regio's bevolken om een verscheidenheid aan weefseltypen te genereren, waaronder elementen van het perifere zenuwstelsel (zoals de ganglia van de darmen).

Primaire versus secundaire neurulatie

Terwijl primaire neurulatie het grootste deel van het centrale zenuwstelsel bij mensen vormt, is een klein deel van het achterste ruggenmerg het gevolg van een specifiek proces dat secundaire neurulatie wordt genoemd. In dit gebied bevat het embryo, in plaats van drie afzonderlijke celbladen, een mengsel van losjes opeengepakte cellen bedekt door een dunne laag ectoderm. Sommige van deze “losse” cellen condenseren om een staafachtige structuur te genereren die het medullaire of neurale snoer wordt genoemd. Dit koord wordt uiteindelijk uitgehold en versmelt met de meer voorste primaire neurale buis, waardoor een doorlopende structuur ontstaat. Hoewel secundaire neurulatie een relatief ondergeschikte rol speelt bij de vorming van het menselijke centrale zenuwstelsel, kunnen defecten in dit proces nog steeds gevolgen hebben voor de ontwikkeling, zoals bepaalde soorten spina bifida.