Neurulatie

Neurulatie is het embryologische proces dat de voorlopers van het centrale zenuwstelsel vormt en plaatsvindt nadat de drie primaire cellagen van het embryo zijn gevormd tijdens de gastrulatie: ectoderm, mesoderm en endoderm. Bij mensen wordt het grootste deel van dit systeem gevormd via primaire neurulatie, waarbij het centrale deel van het ectoderm – dat oorspronkelijk leek op een plat vel cellen – naar boven en naar binnen vouwt en zich afsluit om een holle neurale buis te vormen. Naarmate de ontwikkeling vordert, zal het voorste deel van de neurale buis tot de hersenen zal uitgroeien, terwijl de rest het ruggenmerg vormt.

Neurulatie en de neurale top

Het centrale deel van het ectoderm dat buigt om de neurale buis te genereren, wordt toepasselijk het neurale ectoderm genoemd, terwijl de gebieden die het flankeren – langs de omtrek van het embryo – het oppervlakte-ectoderm zijn. Op de kruising van het neurale en oppervlakte-ectoderm ligt echter een andere celpopulatie, de neurale top genoemd. Als de neurale plooien (de randen van de opstaande neurale buis) beginnen te verschijnen, kunnen neurale topcellen (NTC's) worden gevisualiseerd door de expressie van karakteristieke markers, zoals de Pax7-transcriptiefactor. Naarmate de ontwikkeling vordert en de neurale vouwen samensmelten, kunnen NTC's worden waargenomen in het bovenste gedeelte van de neurale buis of langs de zijkanten van deze structuur in de lagere delen van het embryo. Om te migreren, reguleren NTC's specifieke adhesieve eiwitten, waardoor ze zich kunnen losmaken van de andere cellen in de neurale buis. NTC's reizen door het embryo en bevolken verschillende regio's om een verscheidenheid aan weefseltypen te genereren, waaronder elementen van het perifere zenuwstelsel (zoals de ganglia van de darmen).

Primaire versus secundaire neurulatie

Terwijl primaire neurulatie het grootste deel van het centrale zenuwstelsel bij mensen vormt, is een klein deel van het achterste ruggenmerg het resultaat van een proces dat secundaire neurulatie wordt genoemd. In deze regio bevat het embryo een mengsel van losjes gepakte cellen bedekt met een dunne laag ectoderm, plaats van drie afzonderlijke celvellen te hebben. Sommige van deze "losse" cellen condenseren om een staafachtige structuur te vormen die de medullaire of neurale koord wordt genoemd. Dit koord holt uiteindelijk uit en versmelt met de voorste primaire neurale buis, waardoor een continue structuur wordt gevormd. Hoewel secundaire neurulatie een relatief ondergeschikte rol speelt bij de vorming van het menselijke centrale zenuwstelsel, kunnen defecten in dit proces toch gevolgen hebben voor de ontwikkeling, zoals bepaalde typen spina bifida.