Appunti sullo sviluppo del sistema nervoso

Lo sviluppo del sistema nervoso

Il processo di neurulazione

Il processo di neurulazione inizia a partire dal 17^o giorno e risulta altamente regolato. Lo stimolo deriva dalla sottostante notocorda principalmente e solo in parte dal mesoderma parassiale mediante la produzione di nogghina, cordina, follistatina che a loro volta inibiscono l'azione del BMP4 che induce il differenziamento ectodermico in senso ectodermico.

Questi segnali inducono un ispessimento delle cellule dell'ectoderma lungo la linea mediana che formano la placca o piastra neurale; queste cellule quindi iniziano il differenziamento in neuroectoderma.

Nel corso della terza settimana la placca neurale si accresce mediante un processo detto estensione convergente che porta a un restringimento dei due margini laterali e un contemporaneo allungamento lungo l'asse cefalo-caudale. Verso la fine della terza settimana la placca si approfonda formando un solco detto doccia neurale, delimitata ai lati dalle pieghe neurali, che si avvicinano progressivamente fino a fondersi e formare il canale neurale.

Le cellule che lo costituiscono formano il neuroectoderma, un epitelio cilindrico pseudostratificato, mentre l'ectoderma soprastante, a questo punto definito epiectoderma, si richiude al di sopra e formerà in seguito l'epidermide.

Molti studi hanno dimostrato che il processo di fusione del tubo neurale avviene contemporaneamente in diversi punti; alcune osservazioni hanno chiarito che ciò avviene anche nell'uomo. Alle estremità caudale e craniale la fusione è incompleta e il tubo neurale presenta due aperture, il neuroporo anteriore e posteriore, che si chiuderanno tra il 23^o e il 28^o giorno.

Neurulazione primaria e secondaria

Recentemente è stato dimostrato che questo processo corrisponderebbe a una neurulazione primaria che riguarda solo la porzione cefalica del tubo neurale. Nella porzione caudale avviene un processo diverso denominato neurulazione secondaria. Questo processo prevede la formazione nella regione sacro-coccigea dell'embrione di una massa di cellule mesenchimali dette gemma o eminenza caudale che rappresenterebbe un residuo della linea primitiva dalla quale si forma questa porzione del tubo neurale, che in seguito si fonderà con la restante parte.

Proliferazione e organizzazione del neuroepitelio

Dopo essersi organizzato, il neuroepitelio prolifera dando origine a diversi citotipi quali le cellule ependimali, le cellule gliali radiali e i neuroblasti. La proliferazione di queste cellule fa aumentare il volume del tubo che, a questo punto, in sezione trasversale risulta costituito: ventralmente dalle due lamine basali connesse dalla lamina del pavimento, che daranno origine principalmente a neuroni motori; dorsalmente dalle due lamine alari unite dalla lamina del tetto, che daranno origine principalmente a neuroni sensitivi, associativi e interneuroni. Il limite tra porzione ventrale e dorsale è costituito dal solco limitante.

Processi intrinseci ed estrinseci

La neurulazione è garantita da processi estrinseci e intrinseci che sono responsabili dei cambiamenti di forma della placca neurale in doccia e di quest'ultima in tubo neurale. I processi intrinseci riguardano un cambiamento di forma e movimenti delle cellule che sono controllati dai cosiddetti fattori della polarità cellulare. Questi agiscono sul citoscheletro e sull'attività regionalizzata di alcuni enzimi determinando così una polarità cellulare intesa come un'asimmetrica distribuzione di molecole e organelli. Un esempio è la spiccata polarità dei neuroni dopo la formazione dei dendriti e dell'assone, che dipenderebbe da una diversa localizzazione della glicogeno-sintasi-chinasi-3 beta.

Per quanto riguarda i processi estrinseci, questi riguardano le forze meccaniche generate dal mesoderma che determinano il ripiegamento del tubo neurale secondo tre linee di ripiegamento a cerniera: una mediana e due dorsolaterali.

Le creste neurali

Durante lo sviluppo della doccia neurale, lungo i margini delle pieghe neurali in prossimità del punto in cui si fondono con l'ectoderma, si sviluppano due rilievi dette creste neurali che diventano più evidenti man mano che le cellule proliferano senza differenziare. Nel momento in cui inizia la fusione del tubo neurale, anche le creste neurali si fondono formando un unico cordone di cellule. Terminata la formazione del tubo neurale e chiusosi l'epiectoderma soprastante, tra queste due strutture si interpongono le cellule della cresta neurale che si organizzano in due cordoni cellulari in posizione dorso-laterale rispetto al tubo neurale lungo l'asse cranio-caudale, frammentandosi in seguito in aggregati cellulari.

Le cellule della cresta neurale presentano una grande capacità differenziativa che si esprime solo in seguito al loro processo di migrazione, che le porta verso diverse destinazioni, per questo sono definite cellule staminali multipotenti come un quarto foglietto embrionale. Prima di migrare vanno incontro a una transizione EM per formare masse mesenchimali che vengono definite ectomesenchima.

Migrazione delle cellule della cresta neurale

La migrazione delle cellule della cresta neurale viene orientata dalla posizione in cui si trovano originariamente lungo l'asse dell'embrione e possono essere suddivise in quattro regioni principali:

• La cresta neurale cefalica o craniale che danno origine ai gangli dei nervi cervicali, alle cellule di Schwann, ai melanociti, a parte del derma della faccia, cellule muscolari lisce, osteoclasti e condroclasti. (Secondo alcuni autori anche alle cellule C parollicolari della tiroide).
• La cresta neurale cardiaca, che migra negli archi faringei per formare i melanociti e i condroblasti della cartilagine del collo, forma la parete muscolo-connettivale delle grandi arterie e il setto troncoconico.
• La cresta neurale toracica, le cui cellule proseguono lungo due percorsi di migrazione, alcune dorso-lateralmente.