neurulasi adalah fase mendasar dalam perkembangan embrio di tabung saraf, struktur yang akan menyebabkan otak dan sumsum tulang belakang (mengembangkan sistem saraf pusat ).
Ini terjadi pada semua embrio vertebrata , meskipun pada spesies tertentu melewati dua proses yang 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 primitif.
Jadi, seseorang mulai dengan generasi neuron dari sel yang tidak berdiferensiasi, pembentukan daerah otak utama, dan migrasi neuron dari tempat penciptaannya ke tempat terakhirnya. Ini akan meletakkan dasar untuk pembuatan jalur aksonal selanjutnya dan pembentukan sinapsis (koneksi).
Indeks artikel
Proses neurulasi
Untuk memahami proses neurulasi perlu diketahui beberapa langkah mendasar sebelumnya dalam perkembangan embrio.
Sebelum sel-sel yang akan menjadi otak dan sumsum tulang belakang muncul, terdapat lapisan-lapisan sel primitif yang penting untuk perkembangan selanjutnya dari sistem saraf. Lapisan-lapisan ini terbentuk selama apa yang disebut “gastrulasi”, seperti yang ditunjukkan oleh Lewis Wolpert pada tahun 1986:
“Ini bukan kelahiran, bukan pernikahan, bukan kematian. Gastrulasi benar-benar momen terpenting dalam hidup Anda”.
Lapisan kuman
Selama periode yang sulit ini, di mana satu lembar sel membelah menjadi tiga lapisan primitif atau lapisan germinal:
– Ektoderm atau lapisan luar: menimbulkan epidermis dan struktur terkait seperti rambut dan kuku, serta sistem saraf.
– Mesoderm atau lapisan perantara: darinya akan muncul otot, tulang, sistem peredaran darah , dan organ reproduksi dan ekskresi.
– Endoderm atau lapisan dalam : akan menimbulkan system pencernaan dan system pernafasan.
Mesoderm dan endoderm berinvaginasi (melipat sendiri), menentukan garis tengah dan sumbu anterior-posterior dan dorsal-ventral. Sumbu-sumbu ini penting karena peristiwa yang berbeda akan terjadi di setiap area lapisan germinal.
Pembentukan notochorda
Gastrulasi juga memiliki fungsi kunci, yaitu pembentukan notochord. Ini mulai muncul pada hari ke 18 kehamilan, dan terdiri dari silinder sel mesoderm yang meluas di sepanjang garis tengah embrio.
Notochord terbentuk melalui gerakan seluler yang terjadi selama gastrulasi. Pada awalnya, celah dangkal terbentuk yang disebut lubang primitif, yang memanjang hingga membentuk “garis primitif”. Dari sana, mesoderm berinvaginasi dan memanjang ke dalam membentuk silinder.
Notochord membentuk garis tengah embrio, yang akan mengakibatkan 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 (yang berada tepat di atasnya) sehingga sekelompok sel neuroektodermal berdiferensiasi menjadi sel prekursor saraf. Yang terakhir adalah orang-orang yang akan menjadi bagian dari sistem saraf pusat.
Bagian dari ektoderm yang menutupi notochord didefinisikan sebagai “lempeng saraf”. Saat neurulasi berlangsung, lempeng saraf mulai menebal, mengumpulkan sel. Sel-sel ini tersusun dalam dua rantai di kedua sisi garis tengah lempeng saraf.
Yang terakhir mulai melipat di garis tengah (berdekatan dengan notochord). Hal ini menimbulkan alur saraf, kira-kira pada usia kehamilan 20 hari, yang semakin menonjol.
Bagian 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 lempeng saraf menekuk, berusaha untuk menyentuh. Ini menghasilkan silinder yang disebut tabung saraf. Tabung saraf menutup dan selesai pada sekitar 22 hari kehamilan.
Mesoderm yang berada di sebelah tabung saraf menjadi lebih tebal, membelah menjadi struktur yang disebut “somit”. Struktur ini adalah prekursor otot dan kerangka.
Selama neurulasi, bagian yang berbeda dari tabung saraf akan mengembangkan struktur yang berbeda dalam tubuh kita. Perubahan ini dimulai pada 24 hari kehamilan. Jadi:
– Bagian dari tabung saraf yang berdekatan dengan somit, mulai menjadi sumsum tulang belakang yang belum sempurna.
– Daerah puncak saraf, akan menimbulkan ganglia sensoris sistem saraf tepi .
– Ujung anterior lempeng saraf, yang disebut “lipatan saraf anterior”, akan meluas bersama-sama di garis tengah untuk memulai otak.
– Rongga tabung saraf akan menjadi sistem ventrikel.
Otak dan sumsum tulang belakang
Dengan demikian, tabung saraf akan memunculkan otak dan sumsum tulang belakang. Sel-sel 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 subkelompok sel prekursor saraf tidak membelah. Mereka disebut neuroblas, dan mereka akan berdiferensiasi menjadi neuron.
Sedangkan sel-sel bagian ventral tabung saraf (tempat pelat lantai berada) menuju ke sumsum tulang belakang dan bagian belakang otak.
Pada usia kehamilan 25 hari, 3 vesikel dasar dapat terlihat yang muncul dari tabung saraf: otak depan , otak tengah, dan rhombencephalon.
Sedangkan pada hari ke 32 terbagi menjadi 5 struktur :
– Telencephalon : yang menimbulkan korteks serebral, striatum, sistem limbik dan bagian dari hipotalamus.
– Diencephalon : yang akan mengembangkan epithalamus, thalamus dan hypothalamus.
– Otak tengah: yang akan menimbulkan tectum, tegmentum dan batang otak .
– 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 mendasar dalam proses neurulasi. Secara umum, mereka mendefinisikan dua jenis pembentukan tabung saraf.
Bagian anterior akan dibentuk melalui neurulasi primer dan bagian posterior akan dibentuk 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 yang sekunder.
neurulasi primer
Sebagian besar tabung saraf berkembang selama minggu ketiga kehamilan dari neurulasi primer. Pembentukannya mencakup hingga somit 31, yang memunculkan vertebra sakral kedua dari tulang belakang.
Ini dimulai ketika sel-sel lempeng saraf mulai berproliferasi dan terletak dalam dua rantai yang dipisahkan oleh sebuah invaginasi di garis tengah.
Akhirnya, rantai menekuk dan bergabung, yang merupakan bagian dari tabung saraf. Bagian ini memunculkan hampir seluruh sistem saraf (otak, serviks, toraks, dan sumsum tulang belakang lumbar).
Neurulasi sekunder
Sisa tabung saraf dibentuk oleh neurulasi sekunder. Itu muncul dari kondensasi, diferensiasi dan degenerasi sel-sel mesenkim yang berada di daerah itu. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).
Ini terjadi tanpa adanya lapisan germinal ektodermal atau lempeng saraf. Ini dimulai dengan pembentukan kabel meduler karena kondensasi sel mesenkim, yang dilubangi untuk menimbulkan tabung saraf.
Tabung ini, juga disebut tabung meduler, muncul dari massa sel yang tidak berdiferensiasi yang disebut eminensia kausal. Melalui mekanisme morfogenetik, mereka diatur untuk membentuk rongga untuk menimbulkan 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 kehamilan, sebagian besar otak dan wajah mulai terbentuk. Hemisfer berdiferensiasi dan vesikel optik, bulbus olfaktorius, dan serebelum 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. Terutama jika ada cacat pada penutupan tabung saraf, yang biasanya tidak sesuai dengan kehidupan. Ini terjadi antara 1 dari setiap 500 kelahiran hidup. Gangguan paling umum yang muncul karena penutupan tabung saraf yang buruk adalah:
Anensefali
Ini terjadi karena penutupan yang buruk di bagian anterior tabung saraf selama neurulasi. Hal ini ditandai dengan tidak adanya beberapa bagian tengkorak, malformasi otak dan wajah, serta masalah jantung.
Spina bifida
Ini muncul oleh cacat tabung saraf yang menyebabkan 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 pada satu atau lebih vertebra, atau malformasi tulang, membran, atau lemak di area ini.
Di sisi lain, subtipe lain adalah meningokel, di mana meninges menonjol dari lubang tulang belakang, dan mungkin atau mungkin tidak ditutupi dengan kulit.
Akhirnya, subtipe yang paling serius adalah mielomeningokel. Dalam hal ini, sumsum tulang belakang terbuka dan menonjol melalui lubang tulang belakang. Hal ini menyebabkan kelumpuhan pada bagian tubuh yang berada di bawah lubang ini.
Ensefalokel
Ini adalah benjolan berbentuk kantung di mana otak dan meningen menonjol melalui lubang setinggi tengkorak.
Celah langit – langit atau bibir
Ini adalah cacat bawaan yang terdiri dari celah atau pemisahan di bibir atas.
Referensi
- Chavez-Corral, D. V, López-Serna, N, Levario-Carrillo, M, & Sanín, LH (2013). Cacat Tabung Neural dan Bibir Sumbing dan Langit-langit: Studi Morfologi. Jurnal Internasional Morfologi, 31 (4), 1301-1308.
- Gastrulasi dan Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Kenyon College: biologi.kenyon.edu.
- Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
- Neurulasi. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari Tanpa Batas: tak terbatas.com.
- Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsikologi perkembangan anak. Meksiko, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.
- Halaman Informasi Spina Bifida. (sf). Diperoleh pada 27 April 2017, dari National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
- Purves, D. (2008). Ilmu saraf (Edisi ke-3). Editorial Medica Panamericana.