O neurulação é uma fase fundamental do desenvolvimento embrionário em que se desenvolve o tubo neural, estrutura que dará origem ao cérebro e à medula espinhal (sistema nervoso central).
Ocorre em todos os embriões de vertebrados, embora em certas espécies passe por dois processos diferentes: neurulação primária e secundária. O processo de neurulação começa por volta da terceira ou quarta semana de desenvolvimento embrionário.
O desenvolvimento de nosso cérebro é mediado por instruções genéticas, sinais intercelulares e nossa interação com o mundo externo. Inicialmente, esse desenvolvimento consiste no estabelecimento de um sistema nervoso primordial.
Assim, começa com a geração de neurônios a partir de células indiferenciadas, a formação das principais regiões do cérebro e a migração de neurônios de seus locais de criação para seus locais finais. Isso lançará as bases para a criação subsequente de vias axonais e estabelecimento de sinapses (conexões)..
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Para compreender o processo de neurulação, é necessário conhecer algumas etapas prévias fundamentais no desenvolvimento embrionário..
Antes do aparecimento das células que vão se tornar o cérebro e a medula espinhal, existem camadas de células primitivas que são essenciais para o desenvolvimento subsequente do sistema nervoso. Essas camadas são formadas durante a chamada "gastrulação", que, como Lewis Wolpert apontou em 1986:
“Não é nascimento, não é casamento, não é 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 cabelo e unhas, bem como ao sistema nervoso.
- Mesoderma ou camada intermediária: a partir dele os músculos, ossos, sistema circulatório e órgãos reprodutivos e excretores aparecerão.
- Endoderma ou camada interna: dará origem ao sistema digestivo e ao sistema respiratório.
O mesoderma e o endoderma se invaginam (dobram-se sobre si mesmos), definindo a linha média e os eixos ântero-posterior e dorsal-ventral. Esses eixos são importantes porque em cada área das camadas germinativas diferentes eventos acontecerão.
A gastrulação também tem uma função fundamental, que é a formação do notocórdio. Começa a surgir aos 18 dias de gestação e consiste em um cilindro definido de células mesodermas que se expandem ao longo da linha média do embrião..
A notocorda é formada por meio de movimentos celulares que ocorrem durante a gastrulação. A princípio, forma-se uma fenda superficial denominada cova primitiva, que se alonga até constituir a “linha primitiva”. A partir daí, o mesoderma invagina e se estende para dentro para formar um cilindro.
A notocorda estabelece a linha média do embrião, o que resultará em ambas as metades do corpo simétricas. Essa estrutura também define a posição do sistema nervoso e é essencial para a diferenciação neural posterior..
Desta forma, o processo de neurulação começa. O notocórdio começa a enviar sinais indutivos ao ectoderma (que está logo acima dele) para que um grupo de células neuroectodérmicas se diferencie em células precursoras do nervo. Estes últimos são os que farão parte do sistema nervoso central..
A parte do ectoderma que cobre a notocorda é definida como a “placa neural”. À medida que a neurulação progride, a placa neural começa a engrossar, acumulando células. Essas células são organizadas em duas cadeias em cada lado da linha média da placa neural.
Este último começa a se dobrar na linha média (adjacente ao notocórdio). Isso dá origem ao sulco neural, aproximadamente aos 20 dias de gestação, que está se tornando cada vez mais acentuado..
A parte da placa neural que está imediatamente acima do notocórdio é chamada de "placa de base". Considerando que a parte posterior das extremidades salientes do sulco é conhecida como a "crista neural".
Aos poucos, as duas cadeias celulares protuberantes da placa neural se dobram, procurando se tocar. Isso resulta em um cilindro chamado tubo neural. O tubo neural fecha e é concluído em aproximadamente 22 dias de gravidez.
O mesoderma que fica próximo ao tubo neural torna-se mais espesso, dividindo-se em estruturas chamadas de "somitos". Essas estruturas são os precursores da musculatura e do esqueleto..
Durante a neurulação, diferentes partes do tubo neural desenvolverão diferentes estruturas em nosso corpo. Essas mudanças começam aos 24 dias de gestação. Desta forma:
- A parte do tubo neural adjacente aos somitos começa a se desenvolver na medula espinhal rudimentar.
- A área da crista neural dará origem aos gânglios sensoriais do sistema nervoso periférico.
- As extremidades anteriores da placa neural, chamadas de "prega neural anterior", se expandirão juntas na linha média para originar o cérebro..
- A cavidade do tubo neural se tornará 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 irão emergir, dando origem a neurônios e células gliais..
Por outro lado, alguns subconjuntos de células precursoras neurais não se dividem. Eles são chamados de neuroblastos e irão se diferenciar em neurônios.
Enquanto as células da parte ventral do tubo neural (onde está a placa do assoalho) vão dar origem à medula espinhal e à parte posterior do cérebro.
Aos 25 dias de gestação, podem ser vistas 3 vesículas básicas que começam no tubo neural: o prosencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo.
Enquanto, em 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: o que irá desenvolver o epitálamo, tálamo e hipotálamo.
- O mesencéfalo: que dará origem ao tectum, tegmento e pedúnculos cerebrais.
- O metancéfalo: o que vai se diferenciar em cerebelo e ponte cerebral.
- O mielencéfalo: o que se tornará o tronco cerebral (medula oblonga).
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 será formada por neurulação primária e a parte posterior, por neurulação secundária. Ambos ocorrem ao mesmo tempo, mas em lugares diferentes.
Cada organismo usa diferentes graus de neurulação primária e secundária; exceto peixes, que usam apenas o secundário.
Grande parte do tubo neural se desenvolve durante a terceira semana de gestação a partir da neurulação primária. Sua formação inclui até o somito 31, que dá origem à segunda vértebra sacral da coluna vertebral.
Começa quando as células da placa neural começam a proliferar e a se localizar 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 (cérebro, medula cervical, torácica e lombar)..
O resto do tubo neural é formado por neurulação secundária. Surge da condensação, diferenciação e degeneração das células mesenquimais que estão nessa área. (Chávez-Corral, López-Serna, Levario-Carrillo, & Sanín, 2013).
Isso ocorre na ausência da camada germinativa ectodérmica ou placa neural. Começa com a formação de um cordão medular devido à condensação de células mesenquimais, que é escavado para dar origem ao tubo neural.
Este tubo, também denominado tubo medular, surge de uma massa indiferenciada de células denominada eminência causal. Por meio de mecanismos morfogenéticos, eles se organizam para formar uma cavidade para dar origem à medula espinhal da região sacral e coccígea..
Após a neurulação secundária estar completa, ele se junta à parte mais caudal da neurulação primária.
É possível que ocorram alterações durante a neurulação devido a mutações genéticas ou outros motivos. Por volta de 5 ou 6 semanas de gestação, a maior parte do cérebro e do rosto começam a se formar. Os hemisférios se diferenciam e as vesículas ópticas, os bulbos olfatórios e o cerebelo crescem.
Se este importante momento do neurodesenvolvimento for alterado, distúrbios neurológicos e neuropsicológicos graves geralmente aparecem. Geralmente são acompanhados de convulsões..
Alterações neste processo levam a condições graves. Principalmente se houver defeitos no fechamento do tubo neural, que geralmente não são compatíveis com a vida. Isso ocorre entre 1 em cada 500 nascidos vivos. Os distúrbios mais comuns que aparecem devido a um mau fechamento do tubo neural são:
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, além de problemas cardíacos.
Surge de um defeito do tubo neural que resulta no desenvolvimento incompleto do cérebro, medula espinhal ou meninges (camadas protetoras que circundam o sistema nervoso central). Existem vários tipos de espinha bífida: pode ser uma malformação oculta de uma ou mais vértebras, ou uma malformação dos ossos, membranas ou gordura nesta área.
Por outro lado, outro subtipo é a meningocele, na qual as meninges se projetam da abertura espinhal, podendo ou não estar cobertas por pele..
Finalmente, o subtipo mais sério é a mielomeningocele. Nesse caso, a medula espinhal fica exposta e se projeta através da abertura da coluna. Isso causa paralisia nas partes do corpo que estão abaixo dessa abertura..
É uma protuberância em forma de saco em que o cérebro e as meninges se projetam através de uma abertura no nível do crânio.
É um defeito congênito que consiste em uma fenda ou separação no lábio superior.
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