Características de Neurulação, Quando e Como é Produzido

O neurulação É uma fase fundamental no desenvolvimento embrionário no tubo neural, uma estrutura que irá conduzir ao cérebro e medula espinal (sistema nervoso central) desenvolve.

Ocorre em todos os embriões de vertebrados, embora em certas espécies passe por dois processos diferentes: a neurulação primária e secundária.

O processo de neurulação começa na terceira ou quarta semana do desenvolvimento embrionário.

O desenvolvimento do nosso cérebro é mediado por instruções genéticas, sinais intercelulares e nossa interação com o mundo externo. Inicialmente, este desenvolvimento consiste no estabelecimento de um sistema nervoso primordial.

Nós, portanto, começar com a geração de neurônios a partir de células indiferenciadas, a formação de grandes regiões do cérebro, e migração de neurônios de seus locais de criação para seus lugares finais. Isso estabelecerá a base para a criação subseqüente de caminhos axonais e o estabelecimento de sinapses (conexões).

O processo de neurulação

Para entender o processo de neurulação, é necessário conhecer alguns passos prévios fundamentais do desenvolvimento embrionário.

Antes das células para se tornar o cérebro e medula espinal aparecer, existem camadas de células primitivas que são essenciais para o desenvolvimento do sistema nervoso. Essas camadas são formadas durante a chamada "gastrulação", que, como Lewis Wolpert indicou em 1986:

"Não é nascimento, nem casamento, nem morte. A gastrulação é realmente o momento mais importante da sua vida ".

Durante este período delicado, em que uma única folha de células é dividida nas três camadas primitivas ou camadas germinativas:

- Ectoderma ou camada externa: dá origem à epiderme e estruturas relacionadas, como cabelos e unhas, além do sistema nervoso.

- Mesoderma ou camada intermediária: a partir dela aparecerá os músculos, ossos, sistema circulatório e órgãos reprodutivos e excretores.

- Endoderma ou camada interna: levará ao sistema digestivo e ao sistema respiratório.

Mesoderme e endoderme invaginar (curva em si), definindo a linha média e a ântero-posterior e eixos dorsal-ventral. Esses eixos são importantes porque eventos diferentes acontecerão em cada área das camadas germinativas.

A gastrulação também tem uma função fundamental, que é a formação da notocorda. Começa a surgir aos 18 dias de gestação e consiste em um cilindro definido de células mesodérmicas que se expandem ao longo da linha média do embrião.

A notocorda é formada através de movimentos celulares que ocorrem durante a gastrulação. No início, forma-se uma fenda superficial chamada poço primitivo, que é alongada até constituir a "linha primitiva". A partir daí, o mesoderma invagina e se estende para dentro até formar um cilindro.

A notocorda estabelece a linha mediana do embrião, o que fará com que ambas as metades do corpo sejam simétricas. Essa estrutura também define a posição do sistema nervoso e é essencial para a diferenciação neural subseqüente.

Desta forma, o processo de neurulação começa. Notocorda começa a enviar sinais para o indutivo ectoderme (que é bem acima dela) para um grupo de células neuroectodérmicas diferenciar-se em células precursoras neurais. Estes últimos são aqueles que farão parte do sistema nervoso central.

A parte do ectoderma que cobre a notocorda é definida como "placa neural". Conforme a neurulação progride, a placa neural começa a engrossar, acumulando células. Estas células estão dispostas em duas cadeias em ambos os lados da linha média da placa neural.

Este último começa a dobrar na linha média (adjacente à notocorda). Isso dá origem ao sulco neural, aproximadamente aos 20 dias de gestação, que se torna cada vez mais acentuado.

A parte da placa neural que está imediatamente acima da notocorda é chamada de "placa de piso". Enquanto, a parte de trás das extremidades salientes do sulco é conhecida como "crista neural".

Pouco a pouco, as duas cadeias de células salientes da placa neural se dobram, procurando se tocar. Isso resulta em um cilindro chamado tubo neural. O tubo neural fecha e é completado, aproximadamente, aos 22 dias de gravidez.

O mesoderma que fica ao lado do tubo neural torna-se mais espesso, dividindo-se em estruturas chamadas "somites". Essas estruturas são os precursores da musculatura e do esqueleto.

Durante a neurulação, diferentes partes do tubo neural desenvolvem diferentes estruturas do nosso corpo. Essas alterações começam aos 24 dias de gestação. Desta forma:

- A parte do tubo neural adjacente aos somitos, começa a se tornar a medula espinhal rudimentar.

- A zona da crista neural, dará origem aos gânglios sensitivos do sistema nervoso periférico.

- As extremidades anteriores da placa neural, chamadas de "dobramento neural anterior", se expandirão juntas na linha média para originar o cérebro.

- A cavidade do tubo neural vai se tornar o sistema ventricular.

Assim, o tubo neural dará origem ao cérebro e à medula espinhal. As células do tubo neural são conhecidas como células precursoras neurais, que são células-tronco das quais mais precursores que dão origem a neurônios e células gliais vão emergir.

Por outro lado, alguns subgrupos de células precursoras neurais não se dividem. Eles são chamados neuroblastos e se diferenciam em neurônios.

Enquanto, as células da parte ventral do tubo neural (onde a placa de piso é) dará origem à medula espinhal e à parte de trás do cérebro.

Aos 25 dias de gestação, podem ser observadas 3 vesículas básicas que partem do tubo neural: o prosencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo.

Enquanto, aos 32 dias, eles são divididos em 5 estruturas:

- O telencéfalo: que dá origem ao córtex cerebral, o estriado, o sistema límbico e parte do hipotálamo.

- O diencéfalo: que irá desenvolver o epitálamo, tálamo e hipotálamo.

- O mesencéfalo: que dará origem ao tectum, tegmento e pedúnculos cerebrais.

- O metencéfalo: que se diferenciará em cerebelo e ponte cerebral.

- O mielencéfalo: que se tornará a medula oblongata (medula oblonga).

Neurulação Primária e Secundária

A neurulação primária e secundária são duas fases fundamentais no processo de neurulação. Em geral, eles definem dois tipos de formação de tubo neural.

A parte anterior desta será formada através de neurulação primária e posterior, por neurulação secundária. Ambos ocorrem ao mesmo tempo, mas em lugares diferentes.

Cada organismo usa diferentes graus de neurulação primária e secundária; exceto o peixe, que usa apenas o secundário.

Neurulação primária

Grande parte do tubo neural se desenvolve durante a terceira semana de gestação por neurulação primária. Sua formação se estende a Somita 31, que dá origem à segunda vértebra sacra da coluna.

Começa quando as células da placa neural começam a proliferar e a se colocar em duas cadeias separadas por uma invaginação na linha média.

Finalmente, as correntes se dobram e se unem, constituindo parte do tubo neural. Esta parte dá origem a quase todo o sistema nervoso (encefalo, cervical, torácica e medula espinhal lombar).

Neurulação secundária

O resto do tubo neural é formado por neurulação secundária. Surge da condensação, diferenciação e degeneração de células mesenquimais que estão nessa área. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo e Sanín, 2013).

Isso ocorre na ausência da camada germinativa ectodérmica ou da placa neural. Começa com a formação de um cordão medular pela condensação de células mesenquimais, que são escavadas para dar origem ao tubo neural.

Este tubo, também chamado de tubo medular, surge de uma massa indiferenciada de células chamada eminência causal. Através de mecanismos morfogenéticos, eles serão organizados formando uma cavidade para dar lugar à medula espinhal da região sacral e coccígea.

Uma vez concluída a neurulação secundária, ela se une à parte mais caudal da neurulação primária.

Alterações no processo de neurulação

É possível que durante a neurulação possam surgir alterações devido a mutações genéticas ou outras razões.

Cerca de 5 ou 6 semanas de gestação, a maior parte do cérebro e do rosto começam a se formar. Os hemisférios diferenciam e crescem as vesículas ópticas, os bulbos olfatórios e o cerebelo.

Se este importante momento no neurodesenvolvimento estiver alterado, surgem distúrbios neurológicos e neuropsicológicos graves. Estes são geralmente acompanhados por episódios convulsivos.

As alterações deste processo dão origem a condições sérias. Especialmente, se há defeitos no fechamento do tubo neural, que geralmente não são compatíveis com a vida. Estes são entre 1 em cada 500 nascidos vivos. Os distúrbios mais comuns que aparecem devido a um mau fechamento do tubo neural são:

- Anencefalia: ocorre devido ao mau fechamento na parte anterior do tubo neural durante a neurulação. É caracterizada pela ausência de algumas partes do crânio, malformações cerebrais e faciais, bem como problemas cardíacos.

- Espinha bífida: surge de um defeito no tubo neural que leva a um desenvolvimento incompleto do cérebro, da medula espinhal ou das meninges (camadas protetoras que circundam o sistema nervoso central). Existem vários tipos de espinha bífida: pode ser uma malformação oculta de uma ou várias vértebras, ou malformação de ossos, membranas ou gordura nesta área.

Por outro lado, outro subtipo é a meningocele, na qual as meninges se projetam a partir da abertura da coluna vertebral, que pode estar coberta de pele ou não.

Finalmente, o subtipo mais grave é a mielomeningocele. Neste caso, a medula espinhal é exposta e se projeta através da abertura da coluna vertebral. Isso causa paralisia nas partes do corpo que estão abaixo da abertura.

- Encefalocele: uma protuberância em forma de saco na qual o cérebro e as meninges se projetam através de uma abertura no nível do crânio.

- fenda palatina ou lábio leporino.

Referências

1. Chávez-Corral, D. V., López-Serna, N., Levario-Carrillo, M, & Sanín, L. H. (2013). Defeitos do tubo neural e da fenda labial e palatina: um estudo morfológico. International Journal of Morphology, 31 (4), 1301-1308.
2. Gastrulação e Neurulação. (s.f.) Consultado em 27 de abril de 2017, do Kenyon College: biology.kenyon.edu.
3. Neurulação (s.f.) Obtido em 27 de abril de 2017, em Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Neurulation.
4. Neurulação (s.f.) Obtido em 27 de abril de 2017, a partir de Boundless: boundless.com.
5. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsicologia do desenvolvimento infantil. México, Bogotá: Editorial The Modern Manual.
6. Página de Informação da Espinha Bífida. (s.f.) Retirado em 27 de abril de 2017, do National Institutes of Neurological Disorders and Stroke: ninds.nih.gov.
7. Purves, D. (2008). Neurociência (3ª Ed.). Editorial Panamericana Medical.