Процесс формирования нервной трубки и пороки развития

Процесс формирования нервной трубки и пороки развития

Процесс формирования нервной трубки называется нейруляцией. Нейруляция начинается с появления нервной пластинки, которая инвагинирует внутрь позвоночника, чтобы сформировать нейронную сеть с нервными канавками по обеим сторонам позвоночника. Постепенно, нейронные канавки сближаются друг с другом по средней линии позвоночника и сливаются, таким образом преобразовывая нейронные канавки в нервную трубку.

Формирование нервной трубки начинается в районе будущей шеи на уровне 4-й сомита (4 сегмента шейного отдела позвоночника). Нейруляция начинается через 16 суток после оплодотворения и завершается на 21-22 сутки. Нейруляция у человека происходит в несколько этапов. Сначала смыкается спинной отдел позвоночника, затем смыкание происходит на участке ото лба к теменным буграм, третьим этапом смыкается лицевой отдел черепа, затем — участок от затылочных долей до шейного отдела позвоночника, и последним этапом замыкается крестцовый отдел.

При нарушении нейруляции на этапах смыкания нервной трубки обнаруживаются врожденные пороки развития, такие как:

• анэнцефалия (врожденное отсутствие или недоразвитие головного мозга и мозжечка),
• расщепление позвоночника — Spina Bifida,
• экзэнцефалия (отсутствие костей черепа)

и другие дефекты центральной нервной системы. Дефекты закрытия нервной трубки встречаются довольно редко. При серьёзных дефектах развития невральной трубки, таких как анэнцефалия, расщепление позвоночника плод погибает в утробе матери или рождается нежизнеспособным и погибает в ближайшие дни после рождения. Современное оборудование помогает обнаружить пороки развития нервной трубки на регулярных обследованиях во время беременности. При ранней диагностике пороков развития нервной трубки показано прерывание беременности.

Формирование нервной трубки человека это сложное взаимодействие между генетическими и экологическими факторами. Некоторые гены имеют важное значение для формирования нервной трубки, но пищевые факторы, такие как уровень холестерина и фолиевой кислоты, также важны для правильного формирования нервной трубки. Учеными было подсчитано, что 50% дефектов закрытия нервной трубки у плода, можно предотвратить назначив беременной женщине препараты фолиевой кислоты и витамина B 12.

ВОЗ рекомендует всем женщинам на этапе планирования беременности, а так же беременным, принимать 400 мкг фолиевой кислоты ежедневно, чтобы уменьшить риск пороков развития нервной трубки.

Вся информация носит ознакомительный характер. Если у вас возникли проблемы со здоровьем, то необходима консультация специалиста.

Функции

Нервная ткань обеспечивает нормальное функционирование всех органов и систем. Состоит их клеток 2 типов:

• нейроны – главный структурный элемент, участвуют в приеме, переработке и передаче внешних и внутренних импульсов;
• нейроглии – обеспечивают питание и защиту нейронов, разграничивают группы нейронов с разными функциями.

Нервная ткань принимает участие в формировании основных структрур мозга – центральной и периферической.

Виды патологии

Расщепление позвоночника

Наиболее распространенный вид дефекта. У основания позвоночника, в этой области наблюдается частичное выпячивание спинного мозга. При обширном незаращении со временем возникают проблемы с трофикой и чувствительностью кожи, неправильное формирование стоп, патология осанки, нарушение функций органов малого таза.

Спинномозговые кисты и грыжи

1. Менингоцеле – поражение оболочек, выпячивание твердой мозговой оболочки.
2. Менингорадикулоцеле – в отверстие входят мозговые оболочки и спинномозговые нервы. Развивается парез или паралич.
3. Менингомиелоцеле – в грыжу выходит спинной мозг вместе с корешками и оболочками. Состояние ребенка тяжелое, отсутствуют двигательные функции, нарушается работа тазовых органов.

Анэнцефалия

Развивается в верхней части трубки, отделы мозга сформированы не полностью. Аномалия чаще встречается у девочек. Патология несовместима с жизнью.

Энцефалоцеле

Наблюдается частичное выпячивание мозга и мембран через кости черепа. Встречается редко.

Мальформация Киари

Самое редкое нарушение, при котором мозговая ткань протекает в позвоночный канал.

Основные симптомы нарушений – физиологическая деформация, паралич, судороги, отставание в развитии.

Строение и слои

В процессе развития нервной системы в трубке возникает три слоя:

• эпендимный или внутренний;
• мантийный или промежуточный;
• краевая вуаль или наружный слой.

Первый слой служит основой для нейронов и глиоцитов нервной системы. Часть нейронов переходит в периферическую часть органа, образуя мантийный слой, а остальные формируют клетки глии.

Важнейшие из них – эпендимоциты выстилают внутреннюю часть трубки, которая затем разовьется в центральный спинномозговой канал и стенки желудочков головного мозга.

Во внутреннем слое выделяют отдельные функциональные зоны, которые со временем переходят одна в другую. Зона деления содержит клетки, среди которых находящиеся ближе к центру протягивают отростки к наружному краю и перемещают туда тело нейрона, содержащее ядро.

В нем в это время происходит синтез ДНК, после чего частицы возвращаются на свое место. Клетки же, «сидящие» на нижнем краю, делятся на две.

На участке миграции эти половинки взаимодействуют. Одна из них опять начинает делиться, а другая, используя ее, перемещается к промежуточному слою.

Промежуточный слой возникает благодаря нейробластам – клеткам мигрантам, не потерявшим способность к делению и крепящимся к внутренней части слоя.

Нейробласты постепенно образуют аксоны, которые направляют в наружный слой, формируя таким образом дендритное дерево и превращаясь в нейроны. Не закрепленные клетки преобразуются в спонгиобласты. Из промежуточного слоя формируется такая часть спинномозговой ткани, как серое вещество.

Слой снаружи состоит из отростков нейронов, содержащихся в мантийном слое, и кровеносных сосудов. Он выступает основой для развития белого вещества в мозге.

Структура гематоэнцефалического барьера

Мозг имеет большую сеть артериальных и венозных сосудов, соответственно, приносящих кровь к тканям мозга и отводящих ее. Однако, обмен веществ происходит на уровне капилляров. И внутренняя, и внешняя поверхность сосуда выстланы ключевыми структурами, которые формируют избирательный обмен.

Стенку капилляров образуют особые — эндотелиальные клетки; внутренняя поверхность этих клеток вступает в контакт с циркулирующей кровью и ее составляющими. Внешняя поверхность находится в контакте с непрерывной по окружности базальной мембраной.

Эндотелиальные клетки прикрепляются друг к другу очень плотно. Следовательно, эндотелий функционирует как непроницаемый барьер между просветом капилляра и тканью мозга. Необходимые вещества (вода, глюкоза, кислород, ионы и тд) передаются через специальные каналы. Остальные соединения, которые могут быть опасны, не проникают через гематоэнцефалический барьер.

Неотъемлемыми компонентами в формировании гематоэнцефалического барьера считаются перициты. Они окружают эндотелиальные клетки капилляров и способны сокращаться, чтобы регулировать капиллярный кровоток и количество крови, протекающей через капилляры.

Астроциты — это сильно разветвленные клетки с небольшими телами, обнаруживаемыми как в белом веществе (волокнистые астроциты), так и в сером веществе (протоплазматические астроциты). Их «ножки» окружают поверхность капилляров, помогая осуществлять обмен веществ.

История изучения ГЭБ

Впервые о ГЭБ стало известно после работ П. Эрлиха, изучавшего проникновение красителей в ткани.

Он отметил в экспериментах с животными, что при введении краски в кровь, структуры мозга не окрашиваются. А при введении краски в спинномозговой канал – окрашивание происходит, но краска не попадает в кровь и ткани тела. Был сделан логичный вывод – существует некий барьер, который разделяет ликвор и кровь. В 1900 г впервые был использован термин ГЭБ.

В дальнейшем знания о ГЭБ расширились, было определено, что существует барьер и между кровью и ликвором и между плазмой и периферическими нервами.

Причины нарушения развития организмов

Способность организма к регуляции жизненных функций и ответной реакции на отрицательное воздействие окружающей среды не приходит сразу с рождения. Наоборот, при появлении на свет, еще толком несформированный зародыш больше всего подвержен влияниям негативных факторов. У животных и растений были выработаны специальные приспособления для защиты эмбриона. Сюда относится питательная ткань, обволакивающая зародыш или непосредственное получение питательных веществ из организма матери. Но, несмотря на это, факторы окружающей среды всё равно влияют на развитие зародыша, останавливая рост или же, наоборот, ускоряя процесс.
Факторы, которые вызывают нарушения в развитии зародыша, называются тератогенными

. В зависимости от причины возникновения нарушений различают биологические, физические и химические факторы.

Биологические факторы

наиболее вредны для организма. К ним относятся различные заболевания, вызванные вредными макро- и микроорганизмами или нарушением деления клеток. Сюда же относится нарушение обмена веществ. Особенно опасным является воздействие болезней беременной матери на эмбрион.

• Мозжечок
• Структура гематоэнцефалического барьера
• Основные этапы индивидуального развития человека
• Симптомы дефектов
• Методы исследования
• Ведущая роль нервной системы
• Стадии развития зародыша
• История изучения ГЭБ
• Строение и слои
• Развитие головного мозга

Физические факторы

, наносящие вред организму — это различного рода ионизирующие облучения, чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей, шумы, вибрации и др.

К химическим факторам

относятся вредные химические соединения: тяжелые металлы, фенолы, бензапирен, а также некоторые лекарственные средства, алкоголь, никотин и наркотики.

Особый вред на развитие эмбриона оказывает употребление его матерью алкоголя, наркотиков, никотина, угнетающих клеточное дыхание. Злоупотребление этими веществами часто приводит к необратимым нарушениям у эмбриона, а в некоторых случаях даже к летальному исходу.

Смотри также:

• Онтогенез и присущие ему закономерности
• Генетика, ее задачи
• Наследственность и изменчивость – свойства организмов

Что такое нервная трубка?

Нервной трубкой называют основу будущей нервной системы, формирующейся у плода, которая развивается из наружного клеточного слоя (зародышевого листка — эктодермы) наряду с кожей, в то время как из энтодермы формируется пищеварительная система.
Закладка нервной трубки плода начинается на третьей неделе его развития. Сначала появляется нервная пластинка, затем на ее краях формируются небольшие возвышения, называемые нервными валиками, по центру которых возникает желоб. Он в дальнейшем послужит полостью для органа. Примерно на 24 день пластинка начинает скручиваться и валики смыкаются, образуется форма трубки.

Спереди она расширяется, формируя мозговые пузыри, а остальная часть станет в дальнейшем спинным мозгом. От валиков постепенно отделяются частички ганглиозной пластинки, из которых потом сформируются узлы спинного мозга и ответвления вегетативной части нервной системы. Увидеть появление спинномозговых ганглий у зародыша можно уже через 1,5-2 месяца.

Клетки, образующиеся в ганглиозной пластинке, постепенно перемещаются к ганглиям в симпатическом стволе, мозговому слою надпочечников и стенкам будущего кишечника.

Окончательная сформированность трубки возникает на сроке в 5-8 недель, когда закладывается развитие всех органов плода. В этот момент у младенца формируются сердце, легкие, органы чувств, конечности и прочие системы. Усложняется и сама трубка.

Диагностика

Основной метод диагностики – генетический скрининг, отклонения в строении можно увидеть только на УЗИ. Если патология выявлена, необходимо пройти обследование у нескольких специалистов, чтобы исключить ошибку в диагнозе.

Признаки патологии при ультразвуковом исследовании:

• утолщение позвонков в пояснично-крестцовой области;
• деформация нижних конечностей;
• гидроцефалия;
• синдром Арнольда-Кари.

Другие методы исследований – амниоцентез, 3D УЗИ. При подозрении на патологии развития женщине назначают биохимический анализ крови на содержание альфа-фетопротеина и ацетилхолинэстеразы.

Подтверждения дефектов развития обычно является основанием для прерывания беременности. Но, поскольку даже самые современные методы пренатальной диагностики выявляют только факт наличия патологии, но не определяют степень тяжести, решение о сохранении ребенка принимают родители.

Причины

Дефекты нервной трубки – аномалии в строении, вызванные несвоевременным или неполным закрытием. Формируются в эмбриональном периоде.

Почему развивается патология:

• наследственный фактор;
• синдром Патау, Тернера, Эдвардса;
• радиоактивное излучение, отравление мышьяком, свинцом, пестицидами;
• прием препаратов против эпилепсии незадолго до зачатия или сразу после него;
• несбалансированное питание, гипервитаминоз витамина A;
• повышение спинномозгового давления у плода;
• вирусные болезни у беременных, особенно опасна краснуха;
• значительное и длительное повышение температуры на ранних сроках;
• ожирение, вызванное диабетом.

Но основной причиной считается дефицит фолиевой кислоты во время беременности.