Neurulatie is de vorming van de neurale buis uit ectodermale cellen tijdens de embryonale ontwikkeling. De neurale buis ontwikkelt zich later tot de individuele structuren van de centrale zenuwstelsel Bij neurulatiestoornissen is de vorming van de neurale buis defect, wat kan resulteren in verschillende misvormingen van de zenuwstelsel.
Wat is neurulatie?
Neurulatie, in de context van embryonale ontwikkeling, is de vorming van de neurale buis uit ectodermale cellen. Dit is een embryonale weefselstructuur die zich vormt vanaf dag 19 van de embryonale ontwikkeling. De mens embryo- differentieert zich aan het begin van de embryonale ontwikkeling in verschillende cellagen. Deze cellagen worden zaadlobben genoemd en worden gevormd tijdens gastrulatie. Mensen zijn triploblastisch en hebben dus drie kiemlagen: het binnenste entoderm, het middenlijn mesoderm en het buitenste ectoderm. De kiembladen zijn geprogrammeerd om specifieke weefsels te ontwikkelen. De ontwikkeling van de centrale zenuwstelsel bij gewervelde dieren begint met de vorming van de zogenaamde neurale buis. Dit is een embryonale weefselstructuur die ontstaat uit de convergentie en versmelting van de neurale plooien vanaf dag 19 van de embryonale ontwikkeling. Dit proces wordt neurulatie genoemd en komt overeen met het vouwen van het neurale ectoderm vanuit de primaire structuur van het externe ectoderm. Neurulatie treedt op onder invloed van signaalstoffen. Deze boodschappers zijn afkomstig van cellen van het axiale mesoderm.
Functie en taak
Primaire neurulatie verloopt in fasen. Aanvankelijk begrenst de neurale plaat zich op het oppervlak van het ectoderm. Het rostrale ectodermgebied voor het oerbeen mond en primitieve streep wordt tijdens deze processen dikker tot een enige vorm. In de volgende fase puilen de randen van de neurale plaat uit om neurale uitstulpingen te vormen, wat aanleiding geeft tot een Depressie in het midden genaamd de neurale groef. De cellen van de middelste lijn hechten zich vast aan het notochord en vormen het diepste punt van de neurale groef. Tijdens de volgende fase vormen de neurale ruggen neurale plooien. Deze plooien komen in het midden in een brede loop samen en sluiten de neurale groef door hun versmelting. Zo wordt de voormalige neurale groef de neurale buis. Neurale vouwfusie vindt plaats op basis van (N-) cadherine moleculen van de celmembranen. In de volgende fase van neurulatie scheidt het neuroectoderm zich van het buitenste zaadlob. Het resterende ectoderm groeit erboven samen om het oppervlakte-ectoderm te vormen en migreert naar het embryo- interieur. De cellen van de voormalige rand van de neurale plaat vormen aan beide zijden van de neurale buis zogenaamde neurale toppen. De neurale buis is de oorsprong van het centrale zenuwstelsel. Het vouwt af rond de 25e ontwikkelingsdag. De voorste opening van de structuur sluit voordat de achterste opening sluit, waardoor de hersenen te ontwikkelen in het voorste deel van de neurale buis. De meer posterieure secties vormen de spinal cord Neurulatie wordt veroorzaakt door tweede boodschappers afgeleid van het notochord. Eiwitfactoren zoals noggin en follistatine remmen de progressie naar de oppervlakte epitheel en toegang verlenen tot ontwikkelingsgenen voor zenuwweefsel. Samen met groeifactoren zijn ze betrokken bij regionale differentiatie van structuren. In de mediale neurale plaat zijn de cellen van het ectoderm selectief verankerd aan de notochord. Ze bevinden zich eerst in mediale lijnen en versmelten later tot twee dorsolaterale formaties, waardoor ze het steunpunt vormen voor het vormingsproces. Veranderingen in celvorm kunnen dus worden bereikt via nauwkeurig gecoördineerde herschikkingen van delen van het cytoskelet. In coördinatie met de groeiprocessen van de celverbinding wordt zo het uitpuilen of terugtrekken van bepaalde structuren bereikt. In de vorm van een abutment maken de vaste draaipunten een dergelijke gecoördineerde groei en dus een nauwkeurige vormgeving van de neurale buis mogelijk. Tijdens secundaire neurulatie vormen zich met vloeistof gevulde holtes in de celstreng die samenvloeien tot een buisvormige structuur. De structuur wordt verbonden met het lumen van de structuur en wordt gevuld door het neuro-epitheel. Zo wordt in de tweede embryonale maand een caudaal segment aan de neurale buis bevestigd, die is samengesteld uit mesodermale cellen en zich ontwikkelt tot het caudale segment van de spinal cord Deze secundaire neurulatie wordt bij mensen geïnitieerd, maar blijft geen geïmpliceerde staartstructuur vormen.
Ziekten en kwalen
Onvolledige of defecte neurulatie leidt tot misvormingen van het centrale zenuwstelsel. Neurulatiestoornissen worden ook dysrafieën genoemd en zijn onderverdeeld in verschillende subtypen, afhankelijk van het tijdstip waarop ze optreden. Onthechtingsstoornissen van de neurale buis vormen een grote groep dysrafieën met verschillende manifestaties. Wanneer neurulatiestoornissen beginnen in de derde en vierde week van de zwangerschap (zwangerschap), ontwikkelen zich dysrafische misvormingen van het zenuwstelsel. Dergelijke misvormingen zijn het gevolg van verstoringen in de sluiting van de neurale buis en kunnen zich bijvoorbeeld uiten in een spleetvorming van de neurale buis. schedel met meningeale en cerebrale defecten. Craniorachischisis totalis is waarschijnlijk de meest uitgesproken vorm van neurulatiestoornis en legt de hersenen en spinal cord te openen vruchtwater. bindweefsel formaties zijn aanwezig in plaats van neuronaal weefsel. Anencefalie is een wat mildere misvorming. Bij deze aandoening is de schedelkoepel afwezig, maar de hersenstam en cerebellum zijn meestal aanwezig. Kinderen met deze mildere vorm overleven de eerste maanden echter zelden. Defecten in de middellijn zijn ook neurulatiestoornissen en worden geassocieerd met hersenen misvormingen of secundaire hersenschade. Een voorbeeld van aandoeningen van dit type is het Meckel-Gruber-syndroom. Neurulatiestoornissen behoren tot de meest voorkomende aandoeningen in het ruggenmerg. Spina bifida occulta is het beste voorbeeld van een dergelijke manifestatie, die vaak asymptomatisch is. Spina bifida cystica tast ook de wervelkolom aan en gaat gepaard met verlamming en sensorische stoornissen. Hierbij onderscheidt een open vorm zich van een hyperhuidige vorm. Andere misvormingen op basis van neurulatiestoornissen zijn onder meer syringomyelie en diplomyelia.
