Sự hình thành và đóng ống thần kinh

Sự hình thành ống thần kinh là sự kiện hình thái học chuyển đổi đĩa thần kinh phẳng thành ống kín, từ đó não và tủy sống phát triển. Các cạnh của đĩa nâng lên thành nếp gấp thần kinh, uốn cong tại các điểm bản lề xác định, gặp nhau và hợp nhất dọc theo đường giữa lưng; quá trình đóng hoàn thành theo một trình tự phân đoạn theo vùng, để lại các lỗ hở tạm thời, là các lỗ thần kinh sọ và đuôi, sẽ đóng lại cuối cùng.

Definition

Sự hình thành và đóng ống thần kinh là quá trình trong đó đĩa thần kinh gấp lại dọc theo các điểm bản lề và các nếp gấp thần kinh đối diện hợp nhất ở mặt lưng để tạo thành một ống thần kinh kín, đóng lại ở các lỗ thần kinh sọ và đuôi để hoàn thành quá trình tạo ống thần kinh nguyên phát, với quá trình tạo ống thần kinh thứ phát hình thành đoạn xa nhất về phía đuôi.

Scope

Mục này bao gồm quá trình tạo ống thần kinh nguyên phát (gấp và hợp nhất đĩa thần kinh) và tạo ống thần kinh thứ phát (tạo ống từ một khối tế bào đuôi), các yếu tố sinh học tế bào và cơ học thúc đẩy quá trình đóng, các vị trí đóng riêng biệt và cơ sở phát triển của các dị tật ống thần kinh. Đây là tài liệu tham khảo giáo dục về giải phẫu học phát triển và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Key concepts

• Đĩa thần kinh và nếp gấp thần kinh
• Điểm bản lề giữa và lưng bên
• Co thắt đỉnh
• Mở rộng hội tụ
• Lỗ thần kinh sọ và đuôi
• Tạo ống thần kinh nguyên phát so với thứ phát
• Các vị trí khởi đầu đóng
• Tín hiệu phân cực tế bào phẳng

Mechanisms

Trong quá trình tạo ống thần kinh nguyên phát, đĩa thần kinh thu hẹp và dài ra thông qua sự mở rộng hội tụ trong khi uốn cong tại một điểm bản lề giữa trên dây sống và tại các điểm bản lề lưng bên đối xứng; sự co thắt đỉnh của các tế bào thần kinh biểu mô giúp các nếp gấp nâng lên và cong về phía đường giữa, nơi chúng đối diện và hợp nhất. Quá trình đóng không diễn ra như một khóa kéo duy nhất mà bắt đầu tại các vị trí khởi đầu riêng biệt và lan truyền hai chiều, do đó các lỗ thần kinh sọ và đuôi là những vùng cuối cùng được đóng kín. Sự điều hòa phối hợp của tính co thắt bộ xương tế bào, sự kết dính tế bào và tín hiệu phân cực tế bào phẳng là cơ sở cho những chuyển động này. Trong quá trình tạo ống thần kinh thứ phát, phần ống thần kinh xa nhất về phía đuôi được hình thành bằng cách ngưng tụ và tạo ống của trung mô chứ không phải bằng cách gấp. Sự thất bại của các bước này ở đầu sọ hoặc đầu đuôi khiến ống thần kinh bị hở và tạo ra các dị tật ống thần kinh tương ứng.

Clinical relevance

Sự đóng không hoàn chỉnh là nguyên nhân của các dị tật ống thần kinh như vô sọ (thất bại trong việc đóng ở vùng sọ) và tật nứt đốt sống hở (thất bại trong việc đóng ở vùng đuôi), và thời điểm của các sự kiện này đặt chúng vào giai đoạn phôi sớm. Mục này giải thích giải phẫu học phát triển đằng sau các dị tật như vậy để tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán cá nhân, quyết định sàng lọc hoặc điều trị.

Epidemiology

Các dị tật ống thần kinh là một trong những dị tật cấu trúc thường gặp nhất của hệ thần kinh trung ương, và sự xuất hiện của chúng bị ảnh hưởng bởi nền tảng di truyền và các yếu tố dinh dưỡng quanh thời kỳ thụ thai, với tình trạng folate liên tục được liên kết với nguy cơ ở cấp độ dân số.

History

Các mô tả về sự nâng lên và hợp nhất của nếp gấp thần kinh có từ thời phôi học cổ điển, nhưng việc nhận ra rằng sự đóng bắt đầu ở nhiều vị trí riêng biệt và diễn ra hai chiều, cùng với việc phân tích các yếu tố sinh cơ học và phân tử của nó, là sản phẩm của các công trình thực nghiệm và di truyền sau này trên các sinh vật mô hình được tóm tắt trong các bài đánh giá hiện đại.

Debates

Có bao nhiêu vị trí khởi đầu đóng tồn tại và chúng được bảo tồn như thế nào?

Quá trình đóng bắt đầu ở một số vị trí riêng biệt chứ không phải một điểm duy nhất, nhưng số lượng chính xác và sự tương ứng của chúng giữa các loài, bao gồm cả con người, đã được tranh luận và tinh chỉnh khi bằng chứng tích lũy.

Key figures

• Andrew J. Copp
• Nicholas D. E. Greene
• Evanthia Nikolopoulou

Seminal works

• nikolopoulou-2017
• copp-2013
• greene-2014

Frequently asked questions

Ống thần kinh có đóng như một khóa kéo duy nhất từ một đầu không?

Không. Quá trình đóng bắt đầu ở một số vị trí khởi đầu riêng biệt và lan truyền theo cả hai hướng từ mỗi vị trí, do đó các lỗ thần kinh sọ và đuôi là những vùng cuối cùng được đóng kín.

Sự khác biệt giữa tạo ống thần kinh nguyên phát và thứ phát là gì?

Tạo ống thần kinh nguyên phát hình thành hầu hết ống thần kinh bằng cách gấp và hợp nhất đĩa thần kinh, trong khi tạo ống thần kinh thứ phát hình thành phần xa nhất về phía đuôi bằng cách ngưng tụ và tạo ống của các tế bào trung mô mà không gấp.